引黄济青干渠改扩建及输水能力分析

鲍 芳，侯燕钦，王均乔

（山东省胶东调水局滨州分局，山东 滨州 256600）

引黄济青干渠改扩建及输水能力分析

鲍 芳，侯燕钦，王均乔

（山东省胶东调水局滨州分局，山东 滨州 256600）

本文以山东省引黄济青滨州段干渠改扩建为例，分析输水河改扩建前、后渠道糙率和输水能力的不同，以及引黄济青工程改扩建的重要性和必要性。

引黄济青；改扩建；输水能力；输水河

山东省引黄济青工程是国家“七五”期间的地方重点工程，也是山东省自新中国成立以来已建成规模最大、距离最长的跨流域调水工程。由于工程老化严重，2015年8月～10月底对滨州段输水河进行改扩建施工，10月底完成工程建设，并于该年10月30日开始向严重缺水的青岛、潍坊等地区送水。

1 输水渠工程现状

1.1 引黄济青工程滨州段输水渠设计概述

引黄济青工程滨州段输水渠全长18.5 km，河段主要为筑方，内外边坡1∶2。其中0+000-4+ 779段渠底宽18.9 m，渠底比降1/15 000，设计流速0.64 m/s；4+779-18+468段渠底宽14.8 m，渠底比降1/10 000，设计流速0.77 m/s。衬砌形式为半断面衬砌 （即采用混凝土预制板衬砌边坡，不衬砌渠底）。

1.2 引黄济青工程现状

引黄济青工程从1989年通水至今已安全运行二十多年，取得了巨大的社会效益、经济效益和生态效益，为青岛市及工程沿线经济社会的可持续发展提供了可靠的水源保证，从1989年至2015年底共向青岛及沿线供水45.66亿m3。现在担负着向青岛、潍坊、烟台、威海调水的任务。

引黄济青工程经过二十多年的运行，已进入整体老化期，输水渠道、水闸、桥梁以及金属结构、机电设备均存在安全隐患。输水渠部分渠段衬砌在水位变动区因冻胀破坏，衬砌板坍塌、裂缝，勾缝脱落，加大了输水糙率。渠道混凝土衬砌板抗冻性、抗压强度不能满足技术规范要求，根据检测数据统计，90%以上混凝土衬砌板强度等级小于C30，60%以上衬砌板强度等级小于C20。土工防渗膜局部存在破损，各项物理力学指标合格率在80%。由于沉沙池老化，沉沙功能降低，输水渠渠底也有不同程度的淤积，降低了渠道的过水能力。经计算复核工程现状的输水能力仅达到原设计的60%～70%，输水渠输水损失量大，不能满足引水任务，只有进行大修、更新改造，才能保证运行。

2 输水渠改扩建施工

2.1 工程设计

1）混凝土预制板。混凝土预制板采用矩形板，板的尺寸为60*40*6 cm，强度等级为C30，抗渗等级为W6，抗冻等级为F150。

2）输水渠衬砌改造设计。滨州段输水渠衬砌改造采取半断面衬砌，全断面铺设复合土工膜；齿墙采用现浇混凝土，强度等级为C30，抗渗等级为W6，抗冻等级为F150，齿墙断面尺寸40 cm（宽）*60 cm（高）；渠坡采用保温板+6 cm厚预制混凝土防护，渠底只防渗不护砌，为保护复合土工膜，采用50 cm厚当地土覆盖并压实。为防止非输水期地下水浮托力对混凝土衬砌的破坏，在地下水位较高的河段采取暗管集水逆止式排水器排水减压。PE复合土工膜采用两布一膜，塑料薄膜厚0.3 cm，土工布150 g/m2，上下各一层。聚苯乙烯保温板厚度阳坡为2 cm，阴坡为3 cm，保温板密度≧20 kg/m3。衬砌板铺设一律按水平通缝，平直错缝自下而上施工，缝宽3 cm，填缝采用M15，伸缩缝材料采用PT防渗胶泥。

2.2 改扩建施工

1）设计修改。根据省水利厅引黄济青改扩建专题会议，省胶东调水局立即对引黄济青输水渠道齿墙、利用旧板护底问题等函告省水利勘测设计院，设计院根据引黄济青工程施工现场实际情况对齿墙、利用旧板护底问题等出具了具体的优化设计方案。

（1）为了加快施工进度，保证按期完成工程任务，对原有齿墙，保存基本完好的给予保留，对破损严重的按设计要求进行开挖、浇筑；针对滨州段输水渠道的实际情况，利用拆除的废弃旧板铺设于输水渠底。渠底原有现浇混凝土护砌部分，保持现状。

（2）原设计渠底开挖50 cm，变为开挖11 cm，然后铺设土工膜，上面覆盖5 cm砂找平层，再铺设旧板护底，M15砂浆勾缝，缝宽3 cm。

2）输水河改扩建施工。本次施工招标共划分为5个标段。通过招投标，选择了5家具备水利水电工程施工总承包二级及以上资质的施工单位。2015年8月25日省水利厅组织召开引黄济青改扩建工程（一期）实施动员会，省胶东调水局工作组立即进驻各分局进行现场督导，滨州分局、博兴管理站技术人员进驻施工现场。为不影响给胶东地区送水，要求必须在2015年11月10日前完成施工任务。根据博兴县往年惯例，需要从9月20日至10月9日期间进行秋种灌溉，这样滨州段有效工期非常短。为保证博兴县秋灌，坡面衬砌先砌好下面十行板并勾好缝，保证了10月10日前低水位秋种放水。剩下的任务继续施工，经过2个多月的紧张施工，于10月30日前完成施工任务。并在10月30日开始向胶东地区送水。

3 改扩建前、后输水能力分析

引黄济青工程是一项长距离跨流域调水工程，采用“等容量控制”运行，中间没有调节水库，整个系统运行对测流工作要求较高。为提高测流精度并对沿线传统的测流方法进行校验，2008年在输水河通滨闸后 369 m处安装了型号为RISONIC2000型超声波流量计。该设备可连续长时间运行并随时显示测水断面的水位、流量、累计水量。

改扩建后经过一段时间的运行，对改扩建前、后超声波的资料进行研究分析（为了力求运行条件相似，主要采用2015年度放水资料），改扩建后输水断面糙率显著降低；同水位情况下输水渠道实际过流能力有了较大提高。

3.1 输水断面糙率分析

原设计输水河半断面衬砌（即采用混凝土预制板衬砌边坡，不衬砌河底），糙率值选用0.020，改扩建前由于河底淤积及工程老化等原因，输水河实际糙率为0.0209；通过改扩建施工，渠道边坡平整，并利用拆除的废弃旧板铺设于输水渠底，输水河实际糙率降低为0.0138，大幅提高了输水渠的过水能力。

3.2 输水渠同水位时过水能力分析

通过对运行资料进行对比分析，发现在设计水位以下（水深1.55～1.85 m）运行时过流能力比改扩建前提高51%。如果按照设计水深2.5 m，改扩建后实际糙率0.0138计算，利用公式计算出输水河设计水位时过水流量为55.9 m3/s，原设计流量为38.5 m3/s，可以提高过水能力45.2%。

4 结语

引黄济青滨州段输水河通过改扩建建设，渠道过水能力比原设计可以提高45%以上。在保证输水安全运行的同时，提高了输水能力 ，为山东省胶东地区及工程沿线经济社会的可持续发展提供了可靠的水源保证，充分证明了引黄济青输水河改扩建的重要性和必要性。

（责任编辑迟明春）

TV85

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1009-6159（2017）-05-0034-02

2016-12-02

鲍芳（1972—），女，工程师