淄博市引黄明渠排水系统优化改造探讨

刘春婷

（淄博市引黄供水管理局，山东 淄博 255000）

淄博市引黄明渠自刘春家引黄闸起至桓台县新城水库止，全长29.4 km，设计流量25 m3/s，分段采用梯形单式或复式断面。2013年底，利用市南水北调配套工程契机，对下游11.2 km渠道进行了维修改造。将原有混凝土护坡、护底或覆盖拆除整平后，采用100 mm干砌混凝土预制板衬砌+100 mm碎石垫层+复合土工膜+30 mm保温板方案维修，沿线采用暗管逆止式集水箱排水系统。

渠道投入运行半年后，部分渠段渠底和边坡出现了不同程度的损坏。引黄明渠起始段桩号0+620～0+142范围内，渠底4608 m2范围内存在起鼓，渠底向上突起和混凝土板移位现象；桩号0+965附近，渠底起鼓1处，面积36 m2；五庄闸段桩号2+060上下游200 m范围内，戗台下两侧边坡滑坡，面积达4050 m2；桩号7+790附近，渠底不同程度开裂、起鼓，面积为477 m2；8+004～8+954范围内5处渠底开裂。渠底与其他部位相比，损坏更为严重。

1 渠道损坏原因分析

1）设计布置不合理。渠道沿线地层透水性好，地下水位高，渠道实际运行中，中下游渠段内外水头差大，排水流量大，逆止阀（出水室）设置数目偏少且沿线均布，地下水外流量大处未加密布置，导致排水不及时；上游渠段渠底宽8.4～18 m，集水暗管仅沿两侧渠坡设置，未在渠底设置，不利于渠底排水。

2）淤堵问题严重。在检修中发现大量出水室防淤罩被水流冲走，出水口处泥沙淤积、挂草，逆止阀被泥沙、蛤喇堵塞；软式透水管周围用中粗砂填充，软式透水管孔隙被细小砂粒堵塞，很多管段已完全丧失集水功能。

3）逆止阀实际运用可靠性欠佳。多次启闭后，大量逆止阀存在关闭不严、阀体破损、球体丢失，与PVC管连接错位和逆止阀凹陷等问题，因检修不及时，造成排水不利和反向渗漏。

4）检修维护不便。排水系统的检修维护需拆除大片衬砌结构，修复工程量大，而渠道停运时间较短，给检修维护带来不便。

综上所述，引黄明渠沿线地层岩性渗透性良好、地下水位较高，间歇运行模式会引起特定时段渠道内水位骤降，均可导致渠道内外水位差较大，但暗管逆止排水系统未能有效、及时的排水以降低渠道内外水位差，渠道衬砌结构自重无法抵消水位差形成的浮托力，最终造成渠道损坏。

2 排水系统改造

解决渠道损坏现象的措施：一是加厚衬砌结构自重，但工程造价较大，施工周期长；二是消除渠道内外水位差，因此排水系统改造成为首要切入点。因逆止阀在实际应用中存在诸多问题，排水系统改造采用暗管和集水井组合形式实现内排入渠。

2.1 改造方案

沿渠底中心线和两侧渠坡分别设纵向集水暗管，集水暗管坡度同渠底坡度。在渠底每隔50 m修建一处集水井，两侧渠坡暗管在集水井前经横向连通管与渠底暗管连接，边坡和渠底渗水由渠底暗管（末端设拍门）共同排至集水井。每个排水单元示意图见图1。

图1 排水系统平面布置示意图

当地下水位高于渠道运行水位或渠道停运水位骤降时，在渠道内外水位差作用下，暗管集水至集水井，使内外水位平压；而对于渠道运行水位高于地下水位的渠段，拍门的逆止作用可有效防止渠内水外流，避免原水渗漏率增加。

1）硬式透水管。因软式渗水管堵塞严重，暗管采用安全无毒的PVC硬式渗水管；渠道内外水位差大，排水流量大，取管径DN200，外包一层土工布反渗透。集水暗管敷设在500 mm×500 mm沟槽内，为防止泥沙淤堵，管外填充由中粗砂换为2～4 cm碎石，槽顶设复合土工膜，沟槽上部现浇混凝土与渠底平；渠底改造部分衬砌及防渗按原设计恢复，渠坡以正常运行水位交接线为界，以上部分原护坡及防渗不变，以下部分改造后按要求进行恢复，详见图2。

图2 排水系统典型断面图

2）集水井。集水井采用砖砌结构（或由DN1000钢管改造），盖板采用钢制篦子，其上安装一层3 mm的橡胶板，集水井内水可从橡胶皮盖处溢流而出。渗水管末端接直管伸入渗水井内，设拍门防止水倒灌，详见图3。

图3 集水井剖面图

2.2 施工方案

利用渠道停运期间，多工作面同时展开，对损坏渠道分段进行维修改造。采用场外砌好集水井（也可由DN1000钢管和钢板焊制）再进行吊装的施工方案，施工简易，工期短，工程造价低。

2.3 改造后效果

大管径硬式渗水管和集水井的组合方式排水效果较好，日常维护检修仅需要查看集水井状况，方便快捷。目前渠道损坏段改造完成后运行已超1年，地下水通过集水井持续排出，渠坡和渠底再无混凝土衬砌板隆起、开裂或损坏的现象，运行状态良好，原水渗漏率大大减少，说明排水系统改造效果明显。

3 结语

渠坡暗管逆止排水系统在实际应用中因各种原因未能有效排水，造成渠道内外水位差，渠底和渠坡浮起破坏，若运行方式受限，运行水位变化频繁，则会加速这种损坏。大管径硬式渗水管和集水井的方案进行渠道维修改造，施工简易，造价低，维护管理方便，经实践证明，可有效减压排水，避免了渠道内外水位差造成的衬砌结构损坏，解决渠道起鼓、破损、坍塌等各种问题。