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（1.山東省膠東調(diào)水局濱州分局，256600，濱州；2.山東省膠東調(diào)水局，250100，濟(jì)南）

浮體移動(dòng)泵船在引黃濟(jì)青工程應(yīng)急引水中的應(yīng)用

宋慶榮1，仇志峰2，馬吉?jiǎng)?

（1.山東省膠東調(diào)水局濱州分局，256600，濱州；2.山東省膠東調(diào)水局，250100，濟(jì)南）

移動(dòng)泵船；施工；引水；應(yīng)用;引黃濟(jì)青

一、工程建設(shè)背景

山東引黃濟(jì)青工程利用黃河打漁張引黃閘引水。自2000年起，打漁張引黃閘前黃河河底沖刷較為嚴(yán)重，同流量水位降低1 m左右，引黃濟(jì)青工程實(shí)測(cè)分流比平均為0.14，只達(dá)到引黃濟(jì)青工程原設(shè)計(jì)的56%，并呈遞減趨勢(shì)。引黃濟(jì)青工程2010—2011年度輸水實(shí)測(cè)分流比小于0.1，僅達(dá)到原設(shè)計(jì)的24%，黃河有水卻引不出來(lái)。同時(shí)，引黃濟(jì)青工程沉沙池超期服役，淤積嚴(yán)重，大部分泥沙沉積在上游特別是沉沙池入口處，給引水造成一定困難。2014年下半年以來(lái)，由于連續(xù)降水量偏少，導(dǎo)致引黃濟(jì)青工程重要補(bǔ)充水源峽山水庫(kù)和大沽河蓄水量嚴(yán)重不足，無(wú)法對(duì)引黃濟(jì)青工程水源形成有效補(bǔ)充。與此同時(shí)，受極端天氣影響，黃河流域遭遇普遍干旱，小浪底水庫(kù)庫(kù)存量及下瀉流量不及常年一半，因水位大幅度下降導(dǎo)致打漁張引黃閘引水難度加大。

為了解決引黃濟(jì)青工程引水困難，提高渠首引黃工程的取水能力，滿足引黃濟(jì)青工程設(shè)計(jì)引水量的要求，確保膠東地區(qū)有關(guān)城市的供水安全，山東省膠東調(diào)水局多次組織有關(guān)工程技術(shù)人員到渠首工程所在地實(shí)地勘察，先后提出了多種解決方案，多方聽(tīng)取專(zhuān)家意見(jiàn)，最后決定建設(shè)浮體移動(dòng)泵船工程，擴(kuò)大引調(diào)水能力，應(yīng)急解決青島市9—11月5 000萬(wàn)m3生活用水和濰坊市5 100萬(wàn)m3農(nóng)業(yè)抗旱用水。

二、工程建設(shè)的可行性

結(jié)合引黃濟(jì)青工程現(xiàn)狀，制定了浮體移動(dòng)泵船引水方案。作為應(yīng)急引水工程，移動(dòng)泵船與固定泵站引水方案相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：

①建設(shè)期限短：泵船主要為金屬結(jié)構(gòu)制作安裝、機(jī)電設(shè)備購(gòu)置與安裝，項(xiàng)目前期工作時(shí)間較短，不需要等到枯水位才進(jìn)行施工，施工簡(jiǎn)單，工程進(jìn)度加快，工期縮短。

②投資?。焊◇w移動(dòng)泵船不需要投資建設(shè)復(fù)雜的水工建筑物及圍堰，因而相對(duì)投資少，且水位落差越大，浮船泵站節(jié)約的投資就越多。

③管理方便：采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，操作安裝簡(jiǎn)單，無(wú)水下操作部件，檢修方便。

三、施工組織設(shè)計(jì)

1.施工方案設(shè)計(jì)規(guī)模

按照確保引水流量25 m3/s的要求，結(jié)合泵船組合方式，同時(shí)考慮泵型和水泵數(shù)量的備用，計(jì)劃安裝12臺(tái)流量1.6 m3/s、揚(yáng)程3 m的水泵,12臺(tái)流量1.0 m3/s、揚(yáng)程5m的水泵，以滿足引水需要。

2.施工總體布置

根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)情況，將泵船布置在引黃濟(jì)青工程渠首泵站所院內(nèi)原設(shè)計(jì)的打漁張泵站進(jìn)水池內(nèi)（該泵站因多種原因沒(méi)有建設(shè)），在低輸沙渠的右堤外側(cè)，揚(yáng)水至低輸沙渠并對(duì)其采取相應(yīng)工程防護(hù)措施。泵船用電是從現(xiàn)有的臨時(shí)變電站架設(shè)的10 kV高壓線路至泵船附近的4臺(tái)630 kVA的變壓器上，再接線至泵船變電箱內(nèi)。

3.主體工程施工

①土方工程施工。首先是原泵站進(jìn)水池清淤及進(jìn)水流道開(kāi)挖工程，其次是進(jìn)水閘至泵站進(jìn)水池段低輸沙條渠清淤工程。

②堤壩加固。進(jìn)水池與出水側(cè)渠道之間只是一道堤壩相隔，堤壩由粉砂土筑成且非常單薄，兩側(cè)水頭差較大，存在安全隱患。通過(guò)研究確定在進(jìn)水池側(cè)堤腳處澆筑寬2m、深0.6m的混凝土齒墻加固堤壩，堤坡鋪設(shè)復(fù)合土工膜防滲，復(fù)合土工膜上用尼龍袋裝石子覆蓋。

③泵船出水側(cè)低渠護(hù)砌工程。低渠原為混凝土預(yù)制板全斷面護(hù)砌，考慮到不能抵抗泵船出水的沖擊，決定對(duì)泵船出水段低渠進(jìn)行必要防護(hù)。為縮短工期、減少停水時(shí)間，經(jīng)多方案比較決定采用5mm厚鋼板對(duì)渠道全斷面進(jìn)行防護(hù)，泵船出水側(cè)渠坡鋼板用18號(hào)槽鋼連接、加固，渠底用18號(hào)槽鋼連接、加固后再壓上預(yù)制樓板。

④新建擋水壩工程。在水泵出水口上游處需建擋水土壩，阻止水的回流，并對(duì)坡面用復(fù)合土工膜進(jìn)行防護(hù)。

⑤泵船安裝。

一是泵體安裝及固定。泵船有兩種泵型，流量1.6 m3/s和流量1.0 m3/s。這兩種泵都是采用鋼制井筒式安裝。將兩個(gè)流量1.0 m3/s的泵安在一個(gè)浮體上為組合一，將一個(gè)流量1.6 m3/s的泵安裝在一個(gè)浮體上為組合二。為提高安裝速度，先在平地上對(duì)泵體和浮體進(jìn)行組裝。將組裝好的泵體運(yùn)輸、吊裝到進(jìn)水池中一側(cè)，吊放配重。將組裝好的泵船分成兩排，用麻繩把每個(gè)浮筒拖至固定位置暫時(shí)固定。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)和出水管需求，浮體離開(kāi)壩坡1.0 m，并用寬14 mm、厚8 mm的鋼板條連接成能活動(dòng)的整體。對(duì)浮體的固定采用在岸上埋地錨、用鋼絞線拉緊的方法將組合一浮體和組合二浮體用油絲繩連接牢固。

二是采用新型材料——波腹板，解決浮體的浮力不足。所有前排機(jī)組的出水管全部連接3根膠管和4 m長(zhǎng)鋼管，所有后排機(jī)組全部連接3根膠管和6 m長(zhǎng)鋼管。由于本次安裝條件和原設(shè)計(jì)不同，造成浮體的浮力不足。因此，通過(guò)計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)模擬，最后決定用波腹板來(lái)支撐部分出水管的重量。波腹板一端放在浮體上，一端固定在計(jì)算好的壩坡位置，下面加墊枕木，盡量減少浮體承擔(dān)的重力。為解決浮體因水位變化而起伏的問(wèn)題，波腹板搭在浮體的一端加工成圓形，且固定在54 mm×45 mm的鐵板滑槽內(nèi)，另一端固定使其既能隨浮筒上下活動(dòng)。另外，浮體組合二經(jīng)計(jì)算浮力稍差，在每個(gè)浮體一側(cè)加焊2個(gè)長(zhǎng)2.1 m的60 mm浮漂，從而解決浮力不足問(wèn)題。

三是電纜連接及安全措施。24臺(tái)水泵每個(gè)水泵有19個(gè)接頭，共計(jì)456個(gè)接頭，每個(gè)接頭要分清位置，確保接線正確。泵船安裝完成后，在泵船兩頭和值班室外安裝了3個(gè)金屬鹵化物照明燈；在泵船內(nèi)側(cè)，安裝了保護(hù)欄桿和保護(hù)鏈條，并配備救生圈；所有電焊的地方、破損的地方涂漆；給所有泵體編號(hào)并噴漆。

⑥電源工程。按照組合一12臺(tái)（1.0 m3/s、揚(yáng)程5 m）和組合二12臺(tái)（1.6 m3/s、揚(yáng)程 3 m）共同運(yùn)行的運(yùn)行方式。綜合比較多種方案后確定，對(duì)渠首站 35 kV變電站增容改造，拆除原臨變站 800 kVA變壓器，安裝4 000 kVA變壓器并對(duì)相應(yīng)的保護(hù)、測(cè)量設(shè)備進(jìn)行改造。泵船處安裝630 kVA箱式變壓器4臺(tái)，每臺(tái)六路出線，備用兩路出線。

⑦臨時(shí)工程。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，需考慮新建臨時(shí)道路、清理施工場(chǎng)地等臨時(shí)工程。

四、效益綜述

該工程2014年8月8日開(kāi)工建設(shè)，2014年10月10日竣工并一次性試車(chē)成功，泵船正式投入運(yùn)行。2016年又承擔(dān)起向煙臺(tái)、威海市應(yīng)急調(diào)水的任務(wù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2014年10月10日至2016年10月10日，引黃濟(jì)青工程利用移動(dòng)泵船抽引黃河水659天（因引黃濟(jì)青改擴(kuò)建工程施工停運(yùn)行67天，其他原因停止引水6天），引水總量14.12億m3（其中博興縣農(nóng)業(yè)灌溉用水0.61億m3），將13.51億m3黃河水源源不斷送往膠東地區(qū)，有效地保障了當(dāng)?shù)爻鞘杏盟筒糠洲r(nóng)業(yè)灌溉用水。

在不使用泵船引水的情況下，根據(jù)2014—2016年度黃河來(lái)水情況及引水經(jīng)驗(yàn)分析可知，絕大部分時(shí)間引水流量在7～12 m3/s之間，按平均流量10 m3/s計(jì)算，659天引水 5.69億 m3。由此可見(jiàn)，使用泵船比不使用泵船兩年多引水8.43億m3。

五、結(jié) 語(yǔ)

引黃濟(jì)青工程浮體移動(dòng)泵船在技術(shù)上可行，具有較大的靈活性和適應(yīng)性，沒(méi)有構(gòu)造復(fù)雜的水下建筑結(jié)構(gòu)，具有施工周期短、收效快、投資少、效益顯著的特點(diǎn)，是解決目前引黃濟(jì)青工程應(yīng)急引水的最佳方案。由于其本質(zhì)是船，決定了其供水的可靠性不高,維護(hù)檢修要求高，尚無(wú)法代替固定式泵站，但可作為固定式泵站的一種補(bǔ)充和應(yīng)急引水措施，值得應(yīng)用與推廣。

責(zé)任編輯 董明銳

TV67

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2016-10-25

宋慶榮，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)樗こ探ㄔO(shè)、運(yùn)行及管理。