潘庄引黄总干渠护底工程方案比选

田 伟，曹延路，王学斌

（德州市潘庄灌区管理局，山东 禹城 251200）

潘庄灌区位于德州市西部，总面积5 851 km2，设计灌溉面积33.33万hm2，是全国大型灌区，承担着向禹城市、平原县、德城区、齐河县、陵县、夏津县、武城县、宁津县8个县（市、区）的79个乡（镇）336万人生产、生活的供水任务。灌区于1971年开工兴建，1972年建成通水，为德州市经济持续、稳定、快速发展发挥了巨大作用，是德州市的命脉工程。灌区渠首引水闸位于齐河县马集乡潘庄村，设计流量120 m3/s，总干渠途径齐河县、禹城市、平原县，在平原县境内进入马颊河利用河道向下游县、市供水，全长 91.3 km，底宽 27.5～46 m，比降 1/5 000～/14 000，输水能力为 80～150 m3/s。

1 工程现状

潘庄灌区建成至今已运行39年，堤防工程老化，渠道原有塑料膜护底工程已经损坏，渠底冲刷至衬砌齿墙以下，大堤存在漏水、管涌等诸多安全隐患，其中禹城市境内徐集桥至瓦王闸段渠道损坏更为严重。该段渠道渠底比降为1/11 900，底宽为27.5 m，流量100 m3/s，流速0.97 m/s，具有以下特点：1）临背差较大。该段渠道为地上渠，渠底高出河道滩地1～2 m，多年运行形成多处固定的渗水管道；2）断面窄，比降大，流速快。该段渠道设计具有一定的输沙功能，按不冲不淤流速设计渠道比降，当黄河水含沙量较大时，渠道是不冲不淤的，但自2001年小浪底水库建成使用，黄河实施调水冲沙以来，总干渠引水含沙量逐年降低。由于含沙量减少，渠道现有比降已不能满足不冲不淤的要求，总干渠渠底遭到严重冲刷。3）大堤单薄。该段渠道沿线紧靠赵牛新河，干渠左岸与河道共用一个大堤，大堤堤顶宽度5 m，傍堤的弃土宽度10～20 m，弃土为总干渠清淤的沙土。

2 工程实施的必要性

2010年潘庄灌区承担了向天津供水的任务，各级领导非常重视。但引黄济津供水量大，时间长，特别是跨冬季引水，由于现有的工程状况存在诸多安全隐患，对总干渠工程的安全运行是严峻的考验。为确保引黄济津任务顺利完成，保证工程的安全运行，对总干渠实施除险加固是十分必要的，其中总干渠护底工程是除险加固工程的一项重要内容之一。总干渠护底能有效减少输水期间通过渠底向大堤渗水，保护总干渠大堤护坡的齿墙，从而保证大堤的安全，减少渗漏损失。

3 护底方案选择

因为潘庄灌区地处平原地区，砂石料的来源主要依靠黄河以南的长清、肥城等地，潘庄总干渠护底工程选用浆砌块石护底、浆砌混凝土板护底和水泥土护底3种方案，现从工程造价、工期要求和防渗防冲效果3个方面进行分析比较。

3.1 工期要求

根据灌区的需水要求，一般在每年的6月中旬停水，引黄济津要求于2010年10月上旬开始供水，时间4个月，而且处于汛期、农忙季节，对工程的施工组织要求较高。

1）原材料供应。施工期间黄河正处于度汛期，黄河架设的浮桥拆除后，浆砌石护底、浆砌混凝土板护底所需砂石料的运输十分困难，而且难以保证工程需要用量，不能保证工程按期完成。水泥土护底所需主要建筑材料为水泥，在总干渠附近有禹城市、齐河县两座水泥厂，因此水泥的需用量有足够的保证，在原材料供应方面，采用水泥土护底对保证按期引水有利。

2）施工工序。浆砌石护底工程的施工工序为施工排水→基础整平压实→浆砌块石；浆砌混凝土板护底工程的工序为混凝土板预制→施工排水→基础整平压实→铺设土工膜→浆砌混凝土板；水泥土护底工程的工序为施工排水→基础整平晾晒→水泥土搅拌→压实→养护。从上述情况看，浆砌混凝土板的工序多，特别是混凝土板预制的工作量较大，需要大量的人力和时间，对工期不利；浆砌石护底工程的工序较为简单，对工期有利；水泥土护底工程的工序多，主要是依靠机械施工，对工期的影响不大。

3.2 工程造价

经过初步估算，浆砌石护底工程的造价是浆砌混凝土板护底工程的2倍，浆砌混凝土板护底是水泥土护底工程的2倍。

3.3 防冲防渗效果

实践证明，水泥土护底防渗效果较好，但抗冲刷能力弱，在大流量放水或清淤工程时容易遭受破坏；浆砌块石护底防冲效果好，防渗效果相对较差，而且造价高；混凝土板护底防渗防冲效果最好，便于维修。

经过分析比较，浆砌石护底防冲效果好，但防渗效果差，而且汛期施工原材料供应困难，工期不能保证，工程造价高。混凝土板护底防冲防渗效果均好，工程造价较低，但汛期施工原材料供应困难，工序较多，工期不能保证。水泥土护底防渗效果较好，工程造价低，防冲效果差，但是汛期施工原材料供应充足，能保证工程按时完成。所以2010年潘庄总干渠徐集桥至瓦王闸段护底工程采用水泥土护底方案。

2010年10月22 日总干渠开始输水，截止到2011年4月30日结束，历时190 d。引水期间，该段干渠没有发生任何险情，通过普查，左岸大堤渗水现象明显减少，原有明流渗水15处，实施护底工程后仅发现2处。事实证明，总干渠护底工程采用水泥土护底方案是经济可行的，确保了总干渠工程的安全运行，保证了引黄济津任务的顺利完成。