萌山水库引孝济范干渠维修改造工程建设浅析

萌山水库引孝济范干渠维修改造工程建设浅析

孙 军

淄博市萌山水库管理中心  山东  淄博  255318

淄博市萌山水库引孝干渠于1968年11月开工兴建，至1970年5月完成了“引孝济范水渠”，它即可引用孝妇河部分来水，又是太河水库建成后实现太河、萌山两库相连，淄河、孝妇河、范阳河三河相通的淄博市“东水西调”水利网络的组成部分。它的渠首位于淄川区昆仑镇回村东侧孝妇河之左岸，水渠沿孝妇河西岸，流经淄川区的昆仑、二里、黄家铺和周村区的萌水四处乡镇，于萌水镇张庄村南注入萌山水库，全长17.3公里，水渠通水能力为7m3/s。

1 工程概况

1.1工程建设内容

引孝济范工程1970年5月建成，自1970年汛期开始引水，到1992年累计引进孝妇河水4.0亿m3，极大的缓解了萌山水库来水较少的矛盾，发挥了巨大的经济和社会效益。但90年代后随着孝妇河上游工业的发展，孝妇河水质污染严重，自1993年至今仅在2002年引过一次太河水库水，引水量1000万m3。随着孝妇河上游污水处理厂建设和入河排污口整治，孝妇河水质逐年变好，引孝济范工程将成为萌山水库水环境的“第二条生命线”。2016年萌山水库实施了增容工程，水库增容后兴利水位抬高至83.0m，多年平均引孝水量（渠首处）为1312万m3，增容工程对引孝济范干渠进行了加固。水库增容后连遇丰水年，干渠加固后未引水。上次加固未对引孝济范干渠的暗渠段进行加固，本工程对干渠全线进行了勘测，并对暗渠段进行了沿线检测，检测结论：(1)暗渠内部浆砌石挡墙（护坡）勾缝砂浆部分开裂、脱落，局部浆砌石挡墙（护坡）砌筑砂浆掏空，砌筑砂浆强度较低，局部砌体存在破损、松动、表层风化等现象：特别是水位变动区勾缝砂浆破损、脱落较严重，部分砌筑砂浆掏空。个别部位存在沉陷、变形。(2)暗渠内部混凝土预制块护坡勾缝砂浆开裂、脱落，局部砌筑砂浆被掏空，砌筑砂浆强度较低，部分混凝土预制块严重剥蚀、风化，局部沉陷、破损，回弹强度较低。(3)暗渠内部混凝土顶板表层风化严重，大部分表层酥软，回弹无强度，局部破损、钢筋外露，并存在不同程度的裂缝，个别段存在大量裂缝，裂缝宽度最大可达10cm。个别暗渠段混凝土顶板有编织袋浇筑其中(4)暗渠内淤泥深度在0.5~1.2m左右，暗渠护底因淤泥过深，无法查看。桩号10+977~11+577段的厂房暗渠段存在约200m的顶部塌陷段，导致现状暗渠不能实现全线畅通，无法通水。且现状干渠两岸多处向干渠内排放污水，不能保障输水干渠的输水安全。本次干渠提升工程在上次加固的基础上对现在的渠道分别采取棚盖、改建箱涵等工程措施，实现干渠畅通及输水水质的安全。沉砂池长0.115km，渠道断面尺寸（宽×高）为14×2m；浆砌石矩形渠道长约1343m，渠道断面尺寸（宽×高）为3×2m；砼板护砌梯形渠道长约11639m，渠道断面尺寸（宽×高）为2×1.8m，内坡比为1：1；暗渠段长4318m，主要为混凝土预制梁板及浆砌石拱。沿线有渡槽9座，长233m；水闸12座，其中节制闸8座，泄水闸4座。

1.2工程规模

引孝济范干渠改造工程为提升改造工程，维持现有设计输水能力7m3/s，对引孝济范干渠进行全线覆盖，全长17.3km。相应建筑物级别为4级，施工临时建筑物级别为5级。

2 渠道工程布置

渠道平面布置按照不影响控制性建筑物的使用、不增加占地为原则，并使水流顺畅、流态稳定、整体美观，治理渠道均利用现有渠道，为减少工程占地及投资，本次设计中心线基本维持原有渠道中心，不再进行调整。 渠道改造工程包含渠道清淤、部分明渠段更换护砌和维修加固。主要内容有：（1）渠道清淤17.3km;（2）浆砌石明渠毁坏岸墙改建为箱涵417m,岸墙浇筑混凝土加固393m,16年维修加固渠道533m。（3）梯形明渠更换毁坏、坍塌护坡板120m,16年维修加固的5631m不做处理，白庙社区段改建箱涵450m,康桥名郡段721m不做处理，16年未维修加固段4717m。（4）暗渠改建为箱涵326m,矩形平顶暗渠加固1467m,矩形穹顶暗渠加固1288m,梯形平顶暗渠加固434m,康桥名郡暗渠139m和16年覆盖SP板渠道664m,不做处理。（5）对明渠段采用SP板覆盖。

3 渠道改造方案比选

根据引孝济范干渠现状实际情况，本次工程主要是对损坏的渠道进行修复，对风化严重的渠道进行加固，对渠道全线进行清淤。为了解决部分渠段生活垃圾堵塞渠道，生活污水或工业废水排入渠内，污染周边环境，影响渠道输水安全。为了解决暗渠内有生活区排污管、水管穿过或直接排入污水杂物等，淤积严重，已形成污染隐患，实施对渠道进行覆盖处理。

方案一：渠道进行全部拆除改建为箱涵。

表3-1           方案一工程措施处理长度表

方案二：明渠覆盖SP板和局部明渠改建箱涵；暗渠局部段拆除改建为箱涵，其余暗渠进行加固处理。

表3-2        方案二工程措施处理长度表

表3-3                   方案对比表

根据以上方案比较，方案一全面改建为箱涵，干渠的沿线较长，横跨渠道的房屋、厂房拆除征迁难度较大，牵扯范围广，存在影响社会稳定因素多，工程造价较高。方案二针对不同的区段采取不同的工程措施，暗渠加固段工作空间较小采用挂钢筋网喷混凝土的加固方式，明渠段采用挂钢筋网浇筑混凝凝土的加固方式，局部暗渠塌陷段采用改建为箱涵的工程措施。方案二分段分析干渠的问题，并针对性的解决问题，造价相对较低，实施难度小。拟推荐采用方案二。

4  信息化建设

4.1建设目标

利用先进的通信网络技术、视频图像监控技术、安全防范报警技术，建立覆盖渠道重点部位的视频安防、流量监控系统，为渠道保护、水务行业反恐及渠道日常管理服务。

4.2总体架构

立足引孝济范干渠管理实际，融合物联网、大数据、GIS等现代信息技术，实现引孝济范干渠主要业务应用的信息化、数字化、智能化，满足引孝济范干渠水情、工情、安全的日常监管，水资源配置与调度等场景的方案决策指挥。

系统的总体设计按照以“数字化、网络化、智能化”为主线，结合本工程的建设目标进行系统的总体框架设计，引孝济范干渠信息化建设总体技术架构采用“四横三纵”框架体系。“四横”体系从下往上依次为水利感知网、水利信息网、数字孪生平台和业务应用，实现业务流程“感知一模拟一决策一智控”全过程从实体到虚拟再回归实体的循环过程。“三纵”体系从左往右依次为标准规范、信息安全、运维监控理，实现渠道从标准建立到运行管理的体制保障和机制创新，确保引孝济范干渠信息化建设的安全性、适应性、先进性、可拓展性和开发性。

5  结语

本工程对引孝济范干渠进行全线覆盖，避免水库补源工程的二次污染，对改善水库水质具有重要作用，并且减少了水面清理费用，工程具有良好的经济效益和社会效益，本工程的实施为淄博市“两库相连、三河相通”现代水网建设奠定良好的坚实基础。