浮体移动泵船在引黄济青工程应急引水中的应用

宋庆荣，仇志峰，马吉刚

（1.山东省胶东调水局滨州分局，256600，滨州；2.山东省胶东调水局，250100，济南）

浮体移动泵船在引黄济青工程应急引水中的应用

宋庆荣1，仇志峰2，马吉刚2

（1.山东省胶东调水局滨州分局，256600，滨州；2.山东省胶东调水局，250100，济南）

移动泵船；施工；引水；应用;引黄济青

一、工程建设背景

山东引黄济青工程利用黄河打渔张引黄闸引水。自2000年起，打渔张引黄闸前黄河河底冲刷较为严重，同流量水位降低1 m左右，引黄济青工程实测分流比平均为0.14，只达到引黄济青工程原设计的56%，并呈递减趋势。引黄济青工程2010—2011年度输水实测分流比小于0.1，仅达到原设计的24%，黄河有水却引不出来。同时，引黄济青工程沉沙池超期服役，淤积严重，大部分泥沙沉积在上游特别是沉沙池入口处，给引水造成一定困难。2014年下半年以来，由于连续降水量偏少，导致引黄济青工程重要补充水源峡山水库和大沽河蓄水量严重不足，无法对引黄济青工程水源形成有效补充。与此同时，受极端天气影响，黄河流域遭遇普遍干旱，小浪底水库库存量及下泻流量不及常年一半，因水位大幅度下降导致打渔张引黄闸引水难度加大。

为了解决引黄济青工程引水困难，提高渠首引黄工程的取水能力，满足引黄济青工程设计引水量的要求，确保胶东地区有关城市的供水安全，山东省胶东调水局多次组织有关工程技术人员到渠首工程所在地实地勘察，先后提出了多种解决方案，多方听取专家意见，最后决定建设浮体移动泵船工程，扩大引调水能力，应急解决青岛市9—11月5 000万m3生活用水和潍坊市5 100万m3农业抗旱用水。

二、工程建设的可行性

结合引黄济青工程现状，制定了浮体移动泵船引水方案。作为应急引水工程，移动泵船与固定泵站引水方案相比，有以下优点：

①建设期限短：泵船主要为金属结构制作安装、机电设备购置与安装，项目前期工作时间较短，不需要等到枯水位才进行施工，施工简单，工程进度加快，工期缩短。

②投资省：浮体移动泵船不需要投资建设复杂的水工建筑物及围堰，因而相对投资少，且水位落差越大，浮船泵站节约的投资就越多。

③管理方便：采用自动控制系统，操作安装简单，无水下操作部件，检修方便。

三、施工组织设计

1.施工方案设计规模

按照确保引水流量25 m3/s的要求，结合泵船组合方式，同时考虑泵型和水泵数量的备用，计划安装12台流量1.6 m3/s、扬程3 m的水泵,12台流量1.0 m3/s、扬程5m的水泵，以满足引水需要。

2.施工总体布置

根据工程现场情况，将泵船布置在引黄济青工程渠首泵站所院内原设计的打渔张泵站进水池内（该泵站因多种原因没有建设），在低输沙渠的右堤外侧，扬水至低输沙渠并对其采取相应工程防护措施。泵船用电是从现有的临时变电站架设的10 kV高压线路至泵船附近的4台630 kVA的变压器上，再接线至泵船变电箱内。

3.主体工程施工

①土方工程施工。首先是原泵站进水池清淤及进水流道开挖工程，其次是进水闸至泵站进水池段低输沙条渠清淤工程。

②堤坝加固。进水池与出水侧渠道之间只是一道堤坝相隔，堤坝由粉砂土筑成且非常单薄，两侧水头差较大，存在安全隐患。通过研究确定在进水池侧堤脚处浇筑宽2m、深0.6m的混凝土齿墙加固堤坝，堤坡铺设复合土工膜防渗，复合土工膜上用尼龙袋装石子覆盖。

③泵船出水侧低渠护砌工程。低渠原为混凝土预制板全断面护砌，考虑到不能抵抗泵船出水的冲击，决定对泵船出水段低渠进行必要防护。为缩短工期、减少停水时间，经多方案比较决定采用5mm厚钢板对渠道全断面进行防护，泵船出水侧渠坡钢板用18号槽钢连接、加固，渠底用18号槽钢连接、加固后再压上预制楼板。

④新建挡水坝工程。在水泵出水口上游处需建挡水土坝，阻止水的回流，并对坡面用复合土工膜进行防护。

⑤泵船安装。

一是泵体安装及固定。泵船有两种泵型，流量1.6 m3/s和流量1.0 m3/s。这两种泵都是采用钢制井筒式安装。将两个流量1.0 m3/s的泵安在一个浮体上为组合一，将一个流量1.6 m3/s的泵安装在一个浮体上为组合二。为提高安装速度，先在平地上对泵体和浮体进行组装。将组装好的泵体运输、吊装到进水池中一侧，吊放配重。将组装好的泵船分成两排，用麻绳把每个浮筒拖至固定位置暂时固定。根据现场和出水管需求，浮体离开坝坡1.0 m，并用宽14 mm、厚8 mm的钢板条连接成能活动的整体。对浮体的固定采用在岸上埋地锚、用钢绞线拉紧的方法将组合一浮体和组合二浮体用油丝绳连接牢固。

二是采用新型材料——波腹板，解决浮体的浮力不足。所有前排机组的出水管全部连接3根胶管和4 m长钢管，所有后排机组全部连接3根胶管和6 m长钢管。由于本次安装条件和原设计不同，造成浮体的浮力不足。因此，通过计算和现场模拟，最后决定用波腹板来支撑部分出水管的重量。波腹板一端放在浮体上，一端固定在计算好的坝坡位置，下面加垫枕木，尽量减少浮体承担的重力。为解决浮体因水位变化而起伏的问题，波腹板搭在浮体的一端加工成圆形，且固定在54 mm×45 mm的铁板滑槽内，另一端固定使其既能随浮筒上下活动。另外，浮体组合二经计算浮力稍差，在每个浮体一侧加焊2个长2.1 m的60 mm浮漂，从而解决浮力不足问题。

三是电缆连接及安全措施。24台水泵每个水泵有19个接头，共计456个接头，每个接头要分清位置，确保接线正确。泵船安装完成后，在泵船两头和值班室外安装了3个金属卤化物照明灯；在泵船内侧，安装了保护栏杆和保护链条，并配备救生圈；所有电焊的地方、破损的地方涂漆；给所有泵体编号并喷漆。

⑥电源工程。按照组合一12台（1.0 m3/s、扬程5 m）和组合二12台（1.6 m3/s、扬程 3 m）共同运行的运行方式。综合比较多种方案后确定，对渠首站 35 kV变电站增容改造，拆除原临变站 800 kVA变压器，安装4 000 kVA变压器并对相应的保护、测量设备进行改造。泵船处安装630 kVA箱式变压器4台，每台六路出线，备用两路出线。

⑦临时工程。根据现场情况，需考虑新建临时道路、清理施工场地等临时工程。

四、效益综述

该工程2014年8月8日开工建设，2014年10月10日竣工并一次性试车成功，泵船正式投入运行。2016年又承担起向烟台、威海市应急调水的任务。据统计，自2014年10月10日至2016年10月10日，引黄济青工程利用移动泵船抽引黄河水659天（因引黄济青改扩建工程施工停运行67天，其他原因停止引水6天），引水总量14.12亿m3（其中博兴县农业灌溉用水0.61亿m3），将13.51亿m3黄河水源源不断送往胶东地区，有效地保障了当地城市用水和部分农业灌溉用水。

在不使用泵船引水的情况下，根据2014—2016年度黄河来水情况及引水经验分析可知，绝大部分时间引水流量在7～12 m3/s之间，按平均流量10 m3/s计算，659天引水 5.69亿 m3。由此可见，使用泵船比不使用泵船两年多引水8.43亿m3。

五、结 语

引黄济青工程浮体移动泵船在技术上可行，具有较大的灵活性和适应性，没有构造复杂的水下建筑结构，具有施工周期短、收效快、投资少、效益显著的特点，是解决目前引黄济青工程应急引水的最佳方案。由于其本质是船，决定了其供水的可靠性不高,维护检修要求高，尚无法代替固定式泵站，但可作为固定式泵站的一种补充和应急引水措施，值得应用与推广。

责任编辑 董明锐

TV67

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：1000-1123（2017）08-0041-02

2016-10-25

宋庆荣，高级工程师，主要研究方向为水利工程建设、运行及管理。