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)
南水北調東線一期茌平縣供水單元分水口位于南水北調干渠(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。茌平縣分水口處設計流量50 m3/s,設計水位31.5 m,渠底高程 28.1 m,設計底寬 25.0 m,邊坡 1∶3。
南水北調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。工程抗震設防烈度為7度。
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干渠和馬頰河調水,經(jīng)引水管道工程送水至東邢調蓄水庫,調蓄后經(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。
1)水源及設計流量。東邢水庫有兩處水源,一處為南水北調的水,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,引馬頰河水泵站設計流量4.0 m3/s,引江水泵站設計流量2.1 m3/s,引水時兩泵站不同時運用,引水管道設計流量為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。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入水庫。引江水管線長5.5 km。
3)入庫泵站。東邢水庫設兩處提水入庫泵站,一處從位于南水北調輸水干渠(干渠樁號65+580,跨馬頰河倒虹吸前)右岸提江水,設計流量為2.1 m3/s;另一處從位于馬頰河右岸(馬頰河樁號175+524,南水北調跨馬頰河倒虹吸下游50 m處)提水,設計流量為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。選用預應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。引水管內徑1.4 m,壁厚16 mm。引水管道設計采用雙管輸水,引水流量最大為4.0 m3/s,單管設計流量為2.1 m3/s。根據(jù)計算,引水管道管徑確定為φ1 400 mm。
調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合方式建設的平原水庫。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。壩體為砂壤土勻質壩,水庫設計水位36.0 m,壩頂高程37.0 m,壩頂寬7.5 m,壩頂內側設1.1 m高的漿砌石防浪墻。水庫東側有聊夏公路(S254)溝、北側有邢郭溝作為截滲溝,水庫的西側和西南側有新開挖的古城新渠作為截滲溝,水庫東南側(古城新渠與聊夏公路(S254)溝之間)新開挖截滲溝。庫區(qū)內平均挖深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合土工膜防滲體斜墻壩;設計最大蓄水深9.0 m,其中地面以下3.0 m,地面以上6.0 m。設計庫底高程27.0 m,設計蓄水位36.0 m;圍壩上下游均設平臺,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土工膜,設計采用排氣盲溝結合壓重組合措施。
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。泵站設計流量為0.926 m3/s,設計揚程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。
供水管線自出庫泵站后穿聊夏公路(S254),沿聊夏公路東側向南穿賈寨分干、七里河、洪屯分干到西新河,沿西新河北側向東穿位山二干渠、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。供水管道選用預應力混凝土管作為供水工程輸水管材。內徑1.0 m預應力混凝土管的壁厚為70 mm。引水管內徑1.0 m,壁厚12 mm。東邢水庫供水流量1.042 m3/s,設計采用單管輸水。經(jīng)計算,供水管道管徑確定為1 000 mm。
2)管道橫斷面設計。為了確保管身安全和盡量節(jié)省工程投資,設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大于1.0 m。
管道沿線設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,其中管道兩側凈距為0.5 m,以便管道安裝施工。
3)主要建筑物設計。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,設計流量1.042 m3/s。主要包括穿堤涵洞、閘室段、出口連接段。
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蓄工程。南水北調東線一期工程茌平縣續(xù)建配套工程是調蓄其所分配的引江水量任務,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,調引部分馬頰河河水和黃河水,與長江水聯(lián)合調度,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。