淄博市引太入張輸水工程關鍵技術應用

劉小進，王黎明，陳艷芳

（淄博市水利勘測設計院，山東 淄博255000）

淄博市引太入張供水工程主要是引太河水庫的優質地表水進入中心城區，作為城鄉居民的生活飲用水水源。太河水庫距淄博市中心城區距離約40 km，水庫總庫容1.833億m3，興利庫容1.128億m3。水庫灌區有一條總干渠及三條干渠，其中總干渠全長26.2 km，設計流量25 m3/s，建于1975年。沿線主要建筑物有隧洞19條、雙曲拱鋼筋混凝土箱形渡槽2座、鋼筋混凝土U形渡槽6座、砌石渡槽16座、水閘16座。存在的主要問題有渠道滲漏、沿線村莊工廠較多存在二次污染風險，鋼筋混凝土渡槽滲漏嚴重且部分結構損壞嚴重等。

設計方案采用由太河水庫輸水洞放水，利用太河水庫26.2 km總干渠的全部和二干渠首段的1.7 km，新建3.1km管道輸水至凈水廠。輸水線路全長31.0km，其中渠道輸水27.9 km。工程設計引水規模10萬m3/d，全程自流供水，無調蓄水庫。

工程的主要難點是需要解決渠道不間斷供水帶來的二次污染和滲漏問題，具體包括總干渠的防滲、防凍問題，干渠的覆蓋問題，混凝土渡槽的防滲、防凍及加固問題，大比降重力流的減壓問題等。

1 關鍵技術解決方案

1.1 渠道覆蓋方案

作為城市供水工程，應確保水體不受二次污染，太河水庫明渠沿線流經多處村莊，因此需對渠道進行封閉處理。在進行覆蓋方案時考慮常年不間斷供水面臨的冬季輸水的凍脹問題及覆蓋后的管理難題。通過選用SP預應力空心板覆蓋、普通預應力空心板配梁覆蓋、實心板配梁覆蓋和砌拱覆蓋四方案比選，最終確定倒T型梁覆蓋空心板方案，不僅可以避免覆蓋后車輛通行的隱患,而且可以防止沿線村民在蓋板上大面積堆積雜物，有利于運行管理。渠道覆蓋采用120 mm厚預應力空心板，板寬0.5 m，板長4.5 m。為增加蓋板整體性，同時為增加保溫效果，板頂加40 mm厚C25細石混凝土。

1.2 砌石渠道防滲方案

總干渠現狀為漿砌石結構，小流量長期不間斷供水時會產生較大的滲漏損失，還會對渠道產生凍害，影響其使用。本次設計對總干渠明渠全線進行渠底現澆混凝土防滲，厚15 cm。對渠墻全線采用噴射混凝土防滲，厚度取6 cm。結合原渠墻分縫間距，設伸縮縫，縫內填閉孔型聚乙烯泡沫塑料板，表層采用HBPU深勾縫。由于渠墻噴射混凝土厚度較薄，為了提高混凝土的抗裂性能，減少噴射混凝土的回彈量，在混凝土中摻入聚丙烯腈纖維。噴射混凝土采用濕噴方案，參考配合比為水泥∶砂∶石=1∶2∶2，聚丙烯腈摻入量為1.5 kg/m3。

1.3 混凝土渡槽防滲方案

渡槽滲漏不僅影響輸水量，更關系到渡槽自身結構安全。設計選定了噴涂聚脲彈性體、丙乳砂漿防滲、噴涂SK防水涂料3種方案深入比選（詳見表1）。通過比選，聚脲彈性體雖然價格高，但其防滲性能最優，能夠顯著改善因滲透而造成的混凝土渡槽的結構損壞，鑒于本工程的重要性，決定采用大面積噴涂聚脲彈性體用于渡槽防滲（詳見圖1）。

聚脲材料采用純聚脲，材料性能應能夠滿足《噴涂聚脲防滲涂料》（GB/T23446—2009）中Ⅱ型噴涂聚脲防滲涂料要求，噴涂厚度不小于2 mm。

表1 渡槽防滲方案比選表

圖1 渡槽防滲覆蓋圖

1.4 輕型渡槽覆蓋方案

為保證供水安全，便于檢修，設計對6座U型渡槽進行覆蓋。根據渡槽所處位置、人行交通要求、維護管理且及渡槽本身結構特點，選定玻璃鋼、彩鋼夾芯板、預應力空心板等3種覆蓋方案進行比選。綜合比較，考慮渡槽運行了30余年，優先選用荷載較輕覆蓋形式，確定選用彩鋼夾芯板覆蓋。彩鋼板單塊板寬950 mm，上下層均為0.5 mm厚鍍鋅不銹鋼板，芯材采用厚100 mm厚阻燃聚苯乙烯，預埋角鋼、鋼板及連接螺栓均需采用鍍鋅不銹鋼材。

1.5 末端高水頭的減壓調流方案

管道末端出口除去凈水廠需要的水頭10 m，剩余水頭仍達40余m，需進行消能減壓，同時需考慮流量調節裝置。

調節裝置通常有普通閥門如閘閥、蝶閥以及膜片式減壓閥、活塞式減壓閥、針閥、多噴孔減壓閥等閥門。通過分析比較，多噴孔減壓閥可靠性最高，鑒于本工程無調蓄水庫檢修周期較長的特點，本項目選用多噴孔減壓閥。為確保工程運行安全，多噴孔減壓閥1 000-600-1 000選用2臺，1用1備并行布置。減壓閥進口最大靜壓70 m，出口壓力10 m。設計流量1.7 m3/s，流量調節范圍0～2 m3/s，閥門能夠長期小流量運行。

1.6 調度管理

為保障飲水安全，提高工作效率，確保城市供水和農業灌溉的有序調度，全線實施自動化監控，主要措施包括：

1）分級調度確保調度及時。在太河水庫管理局設立總控制室，同時在3個灌溉管理所設置分控室，總控室統一調度，各分控室保證有效執行。

2）水質在線監測確保水源水質安全。在總干渠放水洞出口，一干渠進水口、趙莊分水池及管道進口分別設置水質監測點，實施監測水質，確保水質安全。

3）流量監測控制確保調度有序。分別在一干渠、二干渠、三干渠的分水閘、二干渠節制閘以及管道減壓閥安裝遠程控制，同時在沿線主要分水點設置超聲波流量計監測沿程流量，確保對流量的有效控制。

4）設立泄水閘確保渠道安全泄水。分別在總干渠沿線設置5處泄水閘確保渠道的事故檢修需要。

2 工程應用效果

本工程自2009年8月開工建設，截止2011年8月工程通水運行，各項指標均符合設計要求。經檢測，現狀渠道輸水損失在10%左右，較原有損失45%大大降低。設計方案省去了新建調蓄水庫的工程投資，工程節省投資9 500萬元?，F有工程輸水擴展了原有工程的使用功能，延長了建筑物的使用壽命。

3 結語

明渠輸水至水廠前新建調蓄水庫是最常用的供水方案，但調蓄水庫占地難且投資較大，在多水源地區采用灌溉渠道直供水廠方案可作為城市供水的一種選擇。但是需要解決不間斷供水帶來的污染、凍脹、建筑物老化等諸多難題，本文針對具體的工程實例介紹的解決方案可以作為一種有益的參考。