引黄济青输水明渠渠坡加固改造设计研究

张林峰

【摘要】输水明渠渠坡加固改造设计研究的是引黄济青工程是中国山东省境内一项将黄河水引向青岛的跨流域、远距离的大型调水工程，其是“七五”期间山东省重点工程之一，也是山东省近几十年以来最大的水利和市政建设工程。引黄济青工程建有253公里人工衬砌输水明渠和22公里暗渠，建设后很好地解决了威海、烟台、青岛等城市的用水问题。但是，由于原设计为了节约成本，缩短了交叉位置建筑的长度，导致每年弥河行洪时明渠渠坡都会出现不同程度的坍塌问题，不利于该水利工程管理工作的顺利进行及输水作用的充分发挥。因此，必须对其渠坡进行加固改造。本文就引黄济青输水明渠渠坡加固改造设计问题，进行了详细的分析。

【关键词】输水明渠；渠坡；加固；改造设计

一、工程概况

该段工程在引黄济青水利项目潍坊管理分局寿光管理处辖区内，位于引黄济青项目设计桩号86+865到87+452段，长度共计587米。原设计中为降低成本，减少了交叉位置的建筑物长度，将弥河倒虹滩一段设计成了地面明渠输水方案。该段的输水河原设计方案中，流量是34.5m3/s，加大流量为38.0m3/s；堤顶高程为10.54--10.47m；内外边坡比例为1：2；河底高程为6.54--6.47m；设计底宽为5.8m；设计渠底的比降是1：9000；设计水深为3.0m；加大水位为9.98--9.93m；设计水位为9.54--9.47m；右堤的顶宽为4m、左堤顶宽为8m，其中在8m宽的堤顶设计一条长度为15cm厚的砂砾路做管理交通的道路。

二、地理环境

该段地处弥河滩地河道，从1989年引黄济青项目建成到现在，每年汛期都会出现一定程度的边坡塌陷及淤积情况，这就给项目管理工作带来很大难度，降低了渠道的输水安全等级。2012年下半年，受台风“维达”的影响，该河道中行洪超过1000流量，漫滩的洪水大约1.2m，洪水消退后，在输水河两侧都出现了滑坡现象。

这种滑坡现象，不仅不利于对该水利项目的高效管理，而且还降低了对威海、烟台、青岛等城市提供水源的安全等级，尤其是在贯通南水北调东线之后，引黄济青项目不仅承担着引黄重任，而且还担负着输送江水的重要任务，在一年中输水总时长共计超过240天，这就为项目维修留出了极少的时间，因此对弥河地段的输水明渠实施渠坡加固显得更加急迫。

三、工程设计方案对比

该段渠道的改造区域和原设计相同，总长共计为587m，并且渠道比降也与原渠道比降等同，都为1：9000。笔者通过对该河段的实地考察与分析，对输水明渠渠坡加固改造问题，初步设计了三个方案：M10浆砌石护坡、现浇砼箱涵、现浇砼U型槽，通过三种设计方案的经济性、效益性、实用性三方面进行对比，以期选择出一种更适合的加固设计方案。依照引黄济青水利工程的地质勘察数据，我们可以指导，该段输水明渠的地下水中含有浓度较高的硫酸盐，具有较强的侵蚀性，因此设计方案中用到的砼及水泥，都具有很高的扛硫酸盐性能。

方案一、 M10浆砌石护坡

在M10浆砌石护坡设计方案中的过水断面在结构上始终保持原梯形，护坡选择了厚度為250mmM10的浆砌石护坡，在护坡底部设计有20到40mm的碎石垫层，厚度为100mm；规格为250g/m2的一层土工布；厚度为100mm的中粗砂垫层。

方案二、现浇砼U型槽

在现浇砼U型槽设计方案中，设计者将过水断面设计成了“U”型结构，过水断面的真实宽度为11m，在断面下设计有厚度为100mm的C15素砼垫层。

方案三、现浇砼箱涵

在现浇砼箱涵设计方案中，设计人员选用了无压现浇砼箱涵，所预留的净空比加大水位高出了0.5m，将过水断面设计为箱形结构，这一结构中包3孔1联，每一个孔的实际宽度为4.5m，实际高度为4.0m。将过水断面底部设计成了厚度为100mm的C15素砼垫层。

通过对以上三种设计方案的从经济性、实用性、效益性三方面的优点、缺点等进行了详细分析与比较，我们可以看出：方案二工程量较大，工程投资较高，弥河行洪期间，可能对输水渠造成一定的污染或淤积等问题；方案三工程量大，工程投资过高。对倒虹前退水闸的退水功能有一定影响。箱涵顶部比地面高0.5m，对行洪有一定影响；方案一的工程量相对最小、工程投资也相对最低，并且渠坡的抗冲刷效果最好，能大大提高明渠渠坡的稳定性，很好地处理了弥河行洪时对渠道带来的危害问题，较好地保留了弥河倒虹之前退水闸的正常功能，所以在三种拟定的输水明渠渠坡加固改造设计方案中，笔者建议选用方案一进行加固改造施工。

总之，引黄济青水利工程输水明渠渠坡加固改造问题，是当前项目管理工作中的核心问题，其加固改造的设计方案直接决定了加固施工的经济性、实用性及效益性。为获得最优化的施工效果，设计人员拟定了三种设计方案，并通过多层面对比，最终确定了以 M10浆砌石护坡加固方式对坍塌的渠坡进行改造。