南水北調(diào)東線一期茌平縣續(xù)建配套工程設(shè)計

鄭波德，辛寶美

（1.武城縣水利局，山東 武城 253300；2.山東省海河流域水利管理局，山東 濟南 250100）

南水北調(diào)東線一期茌平縣供水單元分水口位于南水北調(diào)干渠（干渠樁號65+580）過馬頰河倒虹吸前，泵站加壓后經(jīng)引水管道至東邢水庫。茌平縣分水口處設(shè)計流量50 m3/s，設(shè)計水位31.5 m，渠底高程 28.1 m，設(shè)計底寬 25.0 m，邊坡 1∶3。

1　工程總體布置

1.1　工程等別及建筑物級別

南水北調(diào)東線一期工程茌平縣續(xù)建配套工程規(guī)模為中型，工程等別為Ⅲ等，圍壩、引江水泵站、引馬頰河水泵站、入庫涵閘、出庫泵站、放水洞、引水管道工程、供水管道工程等主要建筑物級別為3級，臨時建筑物級別為4級。工程抗震設(shè)防烈度為7度。

1.2　工程總體布置

工程主要為茌平縣城區(qū)居民及工業(yè)供水。該工程擬從南水北調(diào)干渠和馬頰河調(diào)水，經(jīng)引水管道工程送水至東邢調(diào)蓄水庫，調(diào)蓄后經(jīng)供水管道工程輸水至茌新河，再經(jīng)茌新河送水至茌平縣信源水庫。工程主要包括東邢水庫工程、引水管道工程、供水管道工程。

2　工程設(shè)計

2.1　引水工程

1）水源及設(shè)計流量。東邢水庫有兩處水源，一處為南水北調(diào)的水，另一處為馬頰河的引黃尾水和汛末徑流。引水管線連接引馬頰河水泵站和引江水泵站，引馬頰河水泵站設(shè)計流量4.0 m3/s，引江水泵站設(shè)計流量2.1 m3/s，引水時兩泵站不同時運用，引水管道設(shè)計流量為4.0 m3/s。

2）引水線路。引水管線路從引馬頰河水泵站至引江水泵站，沿馮莊至侯樓路穿賈寨分干后繼續(xù)向東，過侯莊后沿賈寨分干左堤至水庫南側(cè)。引水管線全長5.7 km，其中引馬頰河水泵站至引江水泵站管線長200 m，引江水泵站至水庫長5.5 km。長江水引水管線路為從分水口沿馮莊至侯樓路向東，穿賈寨分干后繼續(xù)向東，過馮莊后沿賈寨分干左堤至水庫南側(cè)入水庫。引江水管線長5.5 km。

3）入庫泵站。東邢水庫設(shè)兩處提水入庫泵站，一處從位于南水北調(diào)輸水干渠（干渠樁號65+580，跨馬頰河倒虹吸前）右岸提江水，設(shè)計流量為2.1 m3/s；另一處從位于馬頰河右岸（馬頰河樁號175＋524，南水北調(diào)跨馬頰河倒虹吸下游50 m處）提水，設(shè)計流量為4.0 m3/s，泵站加壓后經(jīng)5.7 km引水管道至水庫。兩座泵站不同時引水，引江水泵站使用一條管道輸水至水庫，引馬頰河水泵站使用2條管道輸水至水庫。

4）管材、管徑。選用預(yù)應(yīng)力混凝土管作為引水工程輸水管材。穿河、穿路考慮到安全和施工的方便，采用螺旋鋼管。鋼管管材采用Q235AB碳素鎮(zhèn)靜鋼。引水管內(nèi)徑1.4 m，壁厚16 mm。引水管道設(shè)計采用雙管輸水，引水流量最大為4.0 m3/s，單管設(shè)計流量為2.1 m3/s。根據(jù)計算，引水管道管徑確定為φ1 400 mm。

2.2　調(diào)蓄水庫工程

調(diào)蓄水庫工程主要是新建東邢水庫。東邢水庫是采用開挖與筑堤相結(jié)合方式建設(shè)的平原水庫。根據(jù)地形情況，水庫在平面上呈平行四邊形，東壩與聊夏公路（S254）平行，北壩與邢郭溝平行。圍壩軸線南北長約2 000 m，東西長約760 m，圍壩軸線總長5 298 m。根據(jù)管理及交通要求，沿圍壩修建一條瀝青路面環(huán)庫路。壩體為砂壤土勻質(zhì)壩，水庫設(shè)計水位36.0 m，壩頂高程37.0 m，壩頂寬7.5 m，壩頂內(nèi)側(cè)設(shè)1.1 m高的漿砌石防浪墻。水庫東側(cè)有聊夏公路（S254）溝、北側(cè)有邢郭溝作為截滲溝，水庫的西側(cè)和西南側(cè)有新開挖的古城新渠作為截滲溝，水庫東南側(cè)（古城新渠與聊夏公路（S254）溝之間）新開挖截滲溝。庫區(qū)內(nèi)平均挖深3.0 m，庫容1 180萬 m3，總占地191.73 hm2（含截滲溝）。

1）水庫圍壩。東邢水庫工程圍壩采用復(fù)合土工膜防滲體斜墻壩；設(shè)計最大蓄水深9.0 m，其中地面以下3.0 m，地面以上6.0 m。設(shè)計庫底高程27.0 m，設(shè)計蓄水位36.0 m；圍壩上下游均設(shè)平臺，其中上游平臺高程30.0 m，平臺寬30 m，平臺以上及以下壩坡均為1∶3；下游為壓重平臺，平臺高程32.5 m，平臺寬20 m，平臺以上壩坡為1∶3，以下壩坡為1∶2.5；壩頂高程37.0 m，壩頂設(shè)防浪墻，墻頂高程38.2 m，壩頂寬7.5 m，采用瀝青混凝土路面。東邢水庫庫底全部鋪設(shè)土工膜，設(shè)計采用排氣盲溝結(jié)合壓重組合措施。

2）入庫涵閘。入庫涵閘位于圍壩軸線樁號4+246處。入庫涵閘為1孔鋼筋混凝土箱涵，洞身斷面2.0 m×2.0 m，主要由連接段、閘室、涵洞等部分組成。

3）出庫泵站。出庫泵站設(shè)在圍壩樁號1+600處，泵站軸線與水庫圍壩軸線垂直相交。泵站設(shè)計流量為0.926 m3/s，設(shè)計揚程57.65 m。出庫泵站包括引水渠、進水閘、攔污柵、穿壩箱涵、前池、進水池、主廠房、副廠房、安裝間、出水鋼管、集水管等。主廠房內(nèi)共安裝4臺KQSN350-M9（433）型離心泵，配套電機型號Y315M-4，功率250 kW，泵站總裝機容量1 000 kW。泵站確定為二級負荷，設(shè)兩臺容量1 000 kVA變壓器。

4）放水洞。放水洞位于圍壩軸線樁號0+456處，放水洞為1孔鋼筋混凝土箱涵，洞身斷面2.0 m×2.0 m，主要由連接段、閘室、涵洞等組成。

2.3　供水工程

供水管線自出庫泵站后穿聊夏公路（S254），沿聊夏公路東側(cè)向南穿賈寨分干、七里河、洪屯分干到西新河，沿西新河北側(cè)向東穿位山二干渠、濟邯鐵路、徒駭河、位山一干渠后入茌新河。供水線路總長32.5 km。

1）管材、管徑。供水管道選用預(yù)應(yīng)力混凝土管作為供水工程輸水管材。內(nèi)徑1.0 m預(yù)應(yīng)力混凝土管的壁厚為70 mm。引水管內(nèi)徑1.0 m，壁厚12 mm。東邢水庫供水流量1.042 m3/s，設(shè)計采用單管輸水。經(jīng)計算，供水管道管徑確定為1 000 mm。

2）管道橫斷面設(shè)計。為了確保管身安全和盡量節(jié)省工程投資，設(shè)計最小管頂覆土深度為1.0 m。對于局部不足1.0 m之處，亦要求回填到1.0 m。管線過河（溝）倒虹吸及穿越公路處管頂覆土深度應(yīng)大于1.0 m。

管道沿線設(shè)計管溝斷面選擇為梯形。管溝開挖邊坡為1∶1，管溝底寬2.14 m，其中管道兩側(cè)凈距為0.5 m，以便管道安裝施工。

3）主要建筑物設(shè)計。供水管道沿線主要建筑物是穿越聊夏公路溝、賈寨分干、七里河、洪屯分干、位山二干渠、徒駭河、位山一干渠7座倒虹。

4）供水管道入茌新河涵閘。供水管道入茌新河涵閘位于供水管道末端,設(shè)計流量1.042 m3/s。主要包括穿堤涵洞、閘室段、出口連接段。

3　結(jié)語

茌平縣當?shù)厮Y源缺乏，水資源已成為制約當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展的瓶頸，為改善水資源供需矛盾，急需增加新的供水水源和調(diào)蓄工程。南水北調(diào)東線一期工程茌平縣續(xù)建配套工程是調(diào)蓄其所分配的引江水量任務(wù)，解決干線分水與用戶用水之間的時空分配矛盾，提高供水保證程度的必需工程。同時根據(jù)馬頰河來水情況和城市工業(yè)用水情況，調(diào)引部分馬頰河河水和黃河水，與長江水聯(lián)合調(diào)度，向城市和工業(yè)供水，緩解水資源供需矛盾，為茌平縣經(jīng)濟社會快速發(fā)展提供水源保障。