王馨馨 胡歆扬 武惠娟

（1.山东水之源水利规划设计有限公司 济南 250014 2.绿水青山水务有限公司 济南 250014）

1 项目概况

1.1 涉及河道现状与相关规划情况的介绍

济宁运河水厂取水口建设于梁济运河，梁济运河属淮河流域，南四湖水系。梁济运河北起梁山县路那里村，南至济宁市任城区，段长88km，流域面积3372km2。流经梁山、汶上、嘉祥，于长沟镇陈庄村北入境，沿南张、安居、许庄界，至任城区南入南阳湖。境内长27km，流域面积283.41km2。除新赵王河擦境而过于陈庄北入干流外，汇入的支流有小新河、南跃进沟、幸福沟、老运河。梁济运河济宁城区段（湖口至南跃进沟18.6km 的左堤）防洪标准为100年一遇。

取水口建设于梁济运河桩号13+410 处左岸，该处河道现状左岸堤顶高41.07m，右岸堤顶高42.41m，河底宽66m，河底标高28.70m。

南水北调东线第二期工程南四湖～东平湖段输水与航运结合工程将对取水口建设位置处河道进行拓宽，从左侧河底向右侧进行扩挖，规划河底高程从28.70m 扩挖至27.90m，河底宽度将从66m 扩挖至175m，南水北调东线第二期工程在取水口建设时尚未实施。

本工程在河道管理范围内建设运河水厂取水口一座，取水口进水池位于梁济运河左岸滩地以下，于现状河道滩地向外延伸约13m 处布置，对取水口上下游约50m 范围内滩地进行开挖（见图1）。

图1 运河水厂取水口处河道现状和规划断面图对比图

1.2 取水口工程概况

取水口工程分为进水池工程、顶管工程和出水池工程（见图2）。

图2 取水口设施与堤防的位置关系图

1.2.1 进水池工程

进水池结构型式为C30 钢筋混凝土结构，总长度29.30m，进水处为八字翼墙，墙高由0m 渐变至6.8m，内外口宽8.0m；进水池底设500mm 厚素混凝土护坦，进水池底高程28.10m，墙顶高程35.50m，护坦顶高程28.70m。两侧翼墙及管道翼墙为直墙段挡墙，为C30 钢筋混凝土，挡墙为悬臂式挡墙。

1.2.2 顶管工程

设计流量2.31m³/s，埋管管道长度16.60m，顶管管道长度98.00m，水平穿越滨河大道，管道中心高程为30.2m，管顶高程31.2m，顶管施工工作井边缘与外堤脚最小垂直距离为30.51m，接收井边缘与内堤脚最小垂直距离为8.77m。

1.2.3 出水池工程

阀门井为矩形结构，采用C30 钢筋混凝土，长9.6m，宽6.6m，高8.92m，壁厚0.8m，顶高程36.70m，底高程27.58m，井底角落设有0.5m×0.5m×0.5m 的集水井，井壁两侧设有钢爬梯。

出水池为矩形结构，采用C30 钢筋混凝土，长9.6m，宽6.6m，高10.10m。壁厚0.8m，顶高程36.70m，底高程27.04m，井壁两侧设有钢爬梯。

2 评价计算

现状：现状100年一遇设计行洪流量为2617m3/s，设计水位为38.74m。

规划：引用南水北调东线第二期工程规划成果100年一遇设计水位为38.74m，项目位置处规划100年一遇设计洪峰流量成果为2957m3/s。

2.1 滩槽分流比例计算

项目处河道断面为复式断面，且取水口建设于河道左侧滩地处，为了便于计算，区分滩地以及河槽过流量，对取水口处河道不同设计洪水工况下的河槽、滩地的流量分配情况进行分析，滩槽过流能力与流量模数有关，Q 与K 成正比关系（见表1、表2）。

表1 现状河道流量表

表2 规划河道流量表

2.2 冲刷计算

运河水厂取水口建设在梁济运河左侧滩地，需根据《公路工程水文勘测设计规范》计算项目处河槽的一般冲刷深度（见表3、表4）。

表3 现状断面一般冲刷计算成果表

表4 规划断面一般冲刷计算成果表

3 防治与补救措施的分析

以运河水厂取水口的基本情况和计算成果，对该项目进行定性、定量分析，为防治与补救措施提供依据。

3.1 关于冲刷补偿措施的分析

在河道断面中建设永久性水工建筑物时，会因为永久性水工建筑物的建设阻挡而改变水流流态，进而产生淘刷，对永久性水工建筑物及河道形态都会产生影响，因此需进行冲刷补偿措施以保持河道形态与河势稳定。

冲刷补偿的一般措施有：通过改变建筑物布置型式，减少占用河道行洪断面以降低影响；建筑物尽量避开主河槽，有利于河势稳定；对河底进行防护、对岸坡进行护砌等。

由于本项目布设于河道左侧滩地以下，在河道有效行洪断面内不存在阻水部分，不会因阻水而产生局部淘刷，所以不需要改变建筑物布置型式。但本项目为方便过水采用八字口形式衔接，开挖边坡1 ∶3.0，对边坡产生扰动，一定程度受到水流的冲刷影响，需对岸坡进行护砌。所以边坡与八字墙斜面平顺连接，并采用C30 混凝土连锁块进行护砌，连锁块厚120mm，下面碎石垫层厚100mm，采用C30 素混凝土压顶，最大程度保证项目建设防冲刷、保证边坡稳定及与进水池的稳定衔接。

3.2 关于堤防补偿措施的分析

永久性水工建筑物布设于堤身以内，建设时会对堤防产生影响，对堤防土壤产生扰动，需采取一定的防治与补救措施。

堤防补偿措施一般有：对堤防进行护砌防护，减少建筑物建设对堤防的影响；对项目建设处河道设计断面进行修复，保证项目建设处堤防的土壤压实度。

取水口建成后，进水池位于梁济运河河道左侧滩地，墙底距内堤脚最小垂直距离为8.77m，出水池、阀门井均位于堤防外侧，与堤防外堤脚最小垂直距离皆大于30m，对堤防无影响，所以无需对堤防进行护砌防护。

但由于本项目采用顶管施工，在顶管顶进的过程中，会对堤防土壤产生扰动，一定程度影响堤防的稳定，所以在施工完成后需要对项目建设处河道设计断面进行修复，保证堤防处土壤0.95 的压实度，以满足《堤防工程设计规范》中对Ⅰ级堤防土壤压实度的要求，减少项目建设对堤防的影响。

此外，工程施工期间周边村镇通道路利用率较高，且多为重型车使用，对道路破坏比较严重，施工期间应对现状利用率较高的村镇道路进行维护，并尽量做好堤防加固，避免重型车的使用影响堤防的稳定，施工完毕后，应对现有道路按原标准修复，并保证堤顶道路路基处土壤0.95 的压实度。

4 结语

运河水厂取水口对于梁济运河整体的过流能力和河势稳定基本无影响。项目位置处边坡与八字墙斜面平顺连接，并采用C30 混凝土连锁块进行护砌。连锁块厚120mm，下面碎石垫层厚100mm，采用C30 素混凝土压顶，最大程度保证边坡稳定及与进水池的稳定衔接。此外，在项目施工完成后修复项目建设处的河道设计断面，保证堤防处土壤0.95 的土壤压实度。

综上所述，采取以上补偿措施，可使取水口的建设对梁济运河现状和规划河道的行洪和河势稳定均无影响，且保证了堤防、边坡及堤顶道路的安全和正常使用。

此外，在河道管理范围内布设其他永久性水工建筑物时，可根据建筑物实际布设情况，定性、定量分析，参考上述防治与补救措施，具体情况具体分析，提出适合该建筑物布设的最佳防治与补救措施，最大程度地保障项目安全以及河道大堤、岸坡的防洪安全■