李雪(東營市水利灌溉管理處,山東 東營 257091)
東營市勝利灌區引黃閘前泵站建設經驗
李雪
(東營市水利灌溉管理處,山東 東營 257091)
【摘要】通過分析勝利灌區引黃閘前泵站建設的必要性與可行性,總結閘前泵站在冬季水位高、溫度低等不利因素影響下采取的先進施工工藝,為類似引黃灌區解決引水困難問題提供借鑒經驗?!娟P鍵詞】勝利灌區;泵站;流量;施工圍堰;基坑支護;蒸汽養護
東營勝利灌區引黃閘位于黃河下游,灌區設計灌溉面積2.3萬hm2,年均引水9500萬m3,其中農業用水4000萬m3、非農業用水4500萬m3。引黃閘位于黃河右岸大堤樁號210+385處,設計流量40m3/s,于1988年建成并投入運行,閘底板高程8.8m,閘前設計水位11.66m,灌區有干渠1條,長38.4km,設計流量20~40m3/s,沿渠有節制閘3處、泄水閘4處,支渠48條,干排1條,2001年完成干渠襯砌建設。
2.1保障灌區應急引水的需求
東營屬于典型的資源型缺水地區,黃河是主要的客水資源,90%以上的用水量來自黃河,勝利灌區農業灌溉用水量占50%,近五成的農田沒有達到節水灌溉模式,供需水矛盾突出。2001年灌區實施節水改造時,由于黃河調水調沙以來,主河床下切,同流量水位降低,使得引水出現困難。據統計,2005—2010年黃河流量分別為150m3/s、200m3/s時,勝利閘前水位較調水調沙前分別下降了1.17m、1.31m。利津水文站流量分別在80m3/s、100m3/s、150m3/s、200m3/s、300m3/s情況下,勝利閘引水能力對應為1.3m3/s、2.3m3/s、5.0m3/s、10.5m3/s、16.2m3/s,2010年2~5月份黃河流量小于150m3/s的天數為47 d,占春灌引水天數的40.8%,也就是說春灌期間引水能力在5m3/s以下的概率為40.8%,已經嚴重制約著灌區春灌用水。
2.2灌區良性運行和可持續發展的需要
灌區屬于自收自支單位,農業用水水費收繳標準為0.0552元/m3,水費收繳率不高,工業用水量少,水費僅能維持年度收支平衡,勝利灌區長期低水位、小流量引水導致渠道挾沙能力降低,造成渠道淤積嚴重。進行清淤工程需要投入人力、財力,長期循環加重灌區經濟負擔。
2.3引黃閘前泵站建設的可行性
1)政府重視,資金到位為工程建設奠定了基礎。該工程建設,核定總投資2301萬元,其中省以上投資760萬元,其余市政府籌集,保證資金及時到位、專款專用,保障了工程順利實施。
2)黃河部門大力支持、通力協作是關鍵。勝利閘前泵站與黃河大壩相銜接,工程建設等事關大壩安危,工程設計、施工方案必須經黃河部門審批同意。黃河部門大力支持,抽調專業技術人員與水利部門密切配合,從設計方案到施工環節認真審查,嚴格把關,保證了工程的順利實施。
3.1總體布置
勝利引黃閘前泵站工程位于勝利引黃閘前首,泵站主體由連接段、自流閘、泵室、出水池等部分組成。連接段:布置在泵室兩側,平臺高程13.40m,采用漿砌石護砌,護坡采用干砌石。自流閘:考慮流量大時采取自流引水的方式,自流閘設計流量40m3/s,自流閘布置于中間,長13.0m,底板高程8.60m,孔口尺寸為2.8×3.0m,3孔,底板厚0.8m,中墩厚1.0~0.6 m,配平板鑄鐵閘門。泵室:布置在自流閘兩側,每側布置3臺水泵,水泵機組成“一”字型布置,工程平面呈正方形。泵室底板高程為5.51m,底板厚0.8m,兩側墻為重力式擋土墻,均為鋼筋混凝土結構。為方便檢修,在泵室和閘室頂部布置排架柱,設置雙梁橋式起重機。出水池:為減少對原引黃閘前護坡的沖刷,泵站為側向出水,出水池長6.0m,為重力式擋土墻結構,底板高程為8.60m,為鋼筋混凝土結構。
3.2泵站規模
泵站規模確定的前提是滿足黃河利津水文站最小流量80.0m3/s時,基本滿足春季灌區需水要求,確定泵站設計流量為24.0m3/s。安裝型號為1200Q2B-125型6臺潛水軸流泵,單泵設計流量4m3/s,配套電機280 kW,總裝機1 680 kW。
3.3效益分析
閘前泵站建成后,經過運行實測,提水成本每立方米水價增加0.012元,但是創造了巨大的社會、經濟、生態效益。
1)社會效益。閘前泵站建成,引水不再受工程建設的制約,實現了黃河有水引得出,灌區用水送的到,保證了灌區工農業生產、生活生態用水,徹底解決了因黃河水位低、不能及時引水的狀況,避免了農業與非農業之間、上下游之間爭水矛盾的發生,促進了社會穩定,為灌區內相繼建成的大批高效農業產業園用水提供了可靠保障,社會效益顯著。
2)經濟效益。閘前泵站的建成,對促進灌區經濟發展具有重要作用,帶動灌區走向了良性運行的發展軌道,改善灌區灌溉面積2.33萬hm2,年可新增糧食生產能力1 750萬kg,新增籽棉574萬kg,年增效益3 185萬元;灌區實施集中大流量供水,可減少渠道淤積,年節約清淤經費120萬元左右。
3)生態效益。工程建成后對環境的影響主要表現為正面的、積極的社會環境和生態環境影響,勝利灌區每年為東城中心城水系及生態建設供水約3000萬m3,極大地改善了東營中心城的生態環境,為東營市創建全國文明城市,在供水方面提供了有利保障。
4.1施工圍堰填筑
施工圍堰首先要確定圍堰的高度,采用施工區施工期內多年黃河平均水位加0.5m超高,確定圍堰高程13.4 m;二是圍堰外坡采取防凍措施,由于圍堰外坡靠近主河槽,圍堰填筑完成后,在圍堰外坡設置鋼管與鋼板相結合的防護層,減少冰凌對壩體的直接破壞;三是圍堰留有加高的余地,當外水位高于設防水位時,可隨時加高圍堰;四是圍堰與高噴樁平臺一起填筑,平臺高度為13.4m。
4.2基坑支護和截滲
為減少開挖對黃河大堤的影響,采用高壓旋噴樁截滲墻進行基坑支護和截滲,基礎處理也采用高壓旋噴樁,在基坑四周布置四排高噴樁,內側兩排,內插鋼管增加高噴樁強度。高噴樁完成并達到一定強度后,進行基坑開挖,開挖土方置于圍堰外側以加固圍堰。為確保在泵室及閘底板澆筑時基坑無水,在每側泵室各打2眼直徑50 cm的滲井備用,若高噴樁截滲效果達不到預期目的,安裝潛水泵進行基坑降水。
4.3高溫養護
工程2012-10-22開工,2013-02-05完工。由于施工場地位于黃河大壩內側,當年黃河水量較往年同期相比偏大,水位居高不下,給施工帶來了很大困難和風險,再加上遇到嚴寒降雪天氣,施工難度倍增。工程施工人員采取嚴格的冬季施工工藝,混凝土澆筑采用高溫蒸汽養護措施,即用塑料布覆蓋,布下充高壓蒸氣,保證溫度60℃以上,持續時間達24 h,確?;炷吝_到設計強度要求。
勝利引黃閘前泵站工程建成后,為灌區引水供水爭得了主動權。既保障了灌區的工農業生產用水需求,擴大農田灌溉面積,使農業增產豐收;同時又能做到科學調度、大流量集中供水,減少干渠泥沙淤淤,節省管理運行成本,使灌區發展走上了良性運行軌道。
(責任編輯遲明春)
【中圖分類號】S274
【文獻標識碼】B
【文章編號】1009-6159(2015)-08-0009-02
收稿日期:2015-04-08
作者簡介:李雪(1964—),女,高級工程師