關于取水口防洪評價中防治與補救措施的分析

王馨馨 胡歆揚 武惠娟

（1.山東水之源水利規劃設計有限公司 濟南 250014 2.綠水青山水務有限公司 濟南 250014）

1 項目概況

1.1 涉及河道現狀與相關規劃情況的介紹

濟寧運河水廠取水口建設于梁濟運河，梁濟運河屬淮河流域，南四湖水系。梁濟運河北起梁山縣路那里村，南至濟寧市任城區，段長88km，流域面積3372km2。流經梁山、汶上、嘉祥，于長溝鎮陳莊村北入境，沿南張、安居、許莊界，至任城區南入南陽湖。境內長27km，流域面積283.41km2。除新趙王河擦境而過于陳莊北入干流外，匯入的支流有小新河、南躍進溝、幸福溝、老運河。梁濟運河濟寧城區段（湖口至南躍進溝18.6km 的左堤）防洪標準為100年一遇。

取水口建設于梁濟運河樁號13+410 處左岸，該處河道現狀左岸堤頂高41.07m，右岸堤頂高42.41m，河底寬66m，河底標高28.70m。

南水北調東線第二期工程南四湖～東平湖段輸水與航運結合工程將對取水口建設位置處河道進行拓寬，從左側河底向右側進行擴挖，規劃河底高程從28.70m 擴挖至27.90m，河底寬度將從66m 擴挖至175m，南水北調東線第二期工程在取水口建設時尚未實施。

本工程在河道管理范圍內建設運河水廠取水口一座，取水口進水池位于梁濟運河左岸灘地以下，于現狀河道灘地向外延伸約13m 處布置，對取水口上下游約50m 范圍內灘地進行開挖（見圖1）。

圖1 運河水廠取水口處河道現狀和規劃斷面圖對比圖

1.2 取水口工程概況

取水口工程分為進水池工程、頂管工程和出水池工程（見圖2）。

圖2 取水口設施與堤防的位置關系圖

1.2.1 進水池工程

進水池結構型式為C30 鋼筋混凝土結構，總長度29.30m，進水處為八字翼墻，墻高由0m 漸變至6.8m，內外口寬8.0m；進水池底設500mm 厚素混凝土護坦，進水池底高程28.10m，墻頂高程35.50m，護坦頂高程28.70m。兩側翼墻及管道翼墻為直墻段擋墻，為C30 鋼筋混凝土，擋墻為懸臂式擋墻。

1.2.2 頂管工程

設計流量2.31m3/s，埋管管道長度16.60m，頂管管道長度98.00m，水平穿越濱河大道，管道中心高程為30.2m，管頂高程31.2m，頂管施工工作井邊緣與外堤腳最小垂直距離為30.51m，接收井邊緣與內堤腳最小垂直距離為8.77m。

1.2.3 出水池工程

閥門井為矩形結構，采用C30 鋼筋混凝土，長9.6m，寬6.6m，高8.92m，壁厚0.8m，頂高程36.70m，底高程27.58m，井底角落設有0.5m×0.5m×0.5m 的集水井，井壁兩側設有鋼爬梯。

出水池為矩形結構，采用C30 鋼筋混凝土，長9.6m，寬6.6m，高10.10m。壁厚0.8m，頂高程36.70m，底高程27.04m，井壁兩側設有鋼爬梯。

2 評價計算

現狀：現狀100年一遇設計行洪流量為2617m3/s，設計水位為38.74m。

規劃：引用南水北調東線第二期工程規劃成果100年一遇設計水位為38.74m，項目位置處規劃100年一遇設計洪峰流量成果為2957m3/s。

2.1 灘槽分流比例計算

項目處河道斷面為復式斷面，且取水口建設于河道左側灘地處，為了便于計算，區分灘地以及河槽過流量，對取水口處河道不同設計洪水工況下的河槽、灘地的流量分配情況進行分析，灘槽過流能力與流量模數有關，Q 與K 成正比關系（見表1、表2）。

表1 現狀河道流量表

表2 規劃河道流量表

2.2 沖刷計算

運河水廠取水口建設在梁濟運河左側灘地，需根據《公路工程水文勘測設計規范》計算項目處河槽的一般沖刷深度（見表3、表4）。

表3 現狀斷面一般沖刷計算成果表

表4 規劃斷面一般沖刷計算成果表

3 防治與補救措施的分析

以運河水廠取水口的基本情況和計算成果，對該項目進行定性、定量分析，為防治與補救措施提供依據。

3.1 關于沖刷補償措施的分析

在河道斷面中建設永久性水工建筑物時，會因為永久性水工建筑物的建設阻擋而改變水流流態，進而產生淘刷，對永久性水工建筑物及河道形態都會產生影響，因此需進行沖刷補償措施以保持河道形態與河勢穩定。

沖刷補償的一般措施有：通過改變建筑物布置型式，減少占用河道行洪斷面以降低影響；建筑物盡量避開主河槽，有利于河勢穩定；對河底進行防護、對岸坡進行護砌等。

由于本項目布設于河道左側灘地以下，在河道有效行洪斷面內不存在阻水部分，不會因阻水而產生局部淘刷，所以不需要改變建筑物布置型式。但本項目為方便過水采用八字口形式銜接，開挖邊坡1 ∶3.0，對邊坡產生擾動，一定程度受到水流的沖刷影響，需對岸坡進行護砌。所以邊坡與八字墻斜面平順連接，并采用C30 混凝土連鎖塊進行護砌，連鎖塊厚120mm，下面碎石墊層厚100mm，采用C30 素混凝土壓頂，最大程度保證項目建設防沖刷、保證邊坡穩定及與進水池的穩定銜接。

3.2 關于堤防補償措施的分析

永久性水工建筑物布設于堤身以內，建設時會對堤防產生影響，對堤防土壤產生擾動，需采取一定的防治與補救措施。

堤防補償措施一般有：對堤防進行護砌防護，減少建筑物建設對堤防的影響；對項目建設處河道設計斷面進行修復，保證項目建設處堤防的土壤壓實度。

取水口建成后，進水池位于梁濟運河河道左側灘地，墻底距內堤腳最小垂直距離為8.77m，出水池、閥門井均位于堤防外側，與堤防外堤腳最小垂直距離皆大于30m，對堤防無影響，所以無需對堤防進行護砌防護。

但由于本項目采用頂管施工，在頂管頂進的過程中，會對堤防土壤產生擾動，一定程度影響堤防的穩定，所以在施工完成后需要對項目建設處河道設計斷面進行修復，保證堤防處土壤0.95 的壓實度，以滿足《堤防工程設計規范》中對Ⅰ級堤防土壤壓實度的要求，減少項目建設對堤防的影響。

此外，工程施工期間周邊村鎮通道路利用率較高，且多為重型車使用，對道路破壞比較嚴重，施工期間應對現狀利用率較高的村鎮道路進行維護，并盡量做好堤防加固，避免重型車的使用影響堤防的穩定，施工完畢后，應對現有道路按原標準修復，并保證堤頂道路路基處土壤0.95 的壓實度。

4 結語

運河水廠取水口對于梁濟運河整體的過流能力和河勢穩定基本無影響。項目位置處邊坡與八字墻斜面平順連接，并采用C30 混凝土連鎖塊進行護砌。連鎖塊厚120mm，下面碎石墊層厚100mm，采用C30 素混凝土壓頂，最大程度保證邊坡穩定及與進水池的穩定銜接。此外，在項目施工完成后修復項目建設處的河道設計斷面，保證堤防處土壤0.95 的土壤壓實度。

綜上所述，采取以上補償措施，可使取水口的建設對梁濟運河現狀和規劃河道的行洪和河勢穩定均無影響，且保證了堤防、邊坡及堤頂道路的安全和正常使用。

此外，在河道管理范圍內布設其他永久性水工建筑物時，可根據建筑物實際布設情況，定性、定量分析，參考上述防治與補救措施，具體情況具體分析，提出適合該建筑物布設的最佳防治與補救措施，最大程度地保障項目安全以及河道大堤、岸坡的防洪安全■