5.8 闸前疏浚段优化设计
闸前疏浚段位于东平湖湖内，设计输水流量为50m3/s。退水入黄河主槽现状过流能力只有15m3/s，为了满足引水要求，必须进行扩挖。
5.8.1 初步设计
出湖闸湖内引渠清淤工程从东平湖深湖区至青龙山山脚段为穿黄工程与济平干渠共用段，按100m3/s进行清淤，从青龙山山脚往西至出湖闸段为穿黄工程引渠段，按50m3/s进行清淤。清淤总长9000m，纵坡1/35000，疏浚起点高程34.80m，末端底高程34.54m。其中疏浚段自疏浚起点6560m直段为水下清淤，该段考虑济平干渠输水50m3/s流量，按输水流量100m3/s设计，疏浚底宽为35m，边坡1：6;剩余2440m段为弧线段，地面开挖，按输水50m3/s流量考虑，底宽为15m，开挖边坡1：3;出湖闸前30m为疏浚段渐变段，进行浆砌石砌护，砌石厚0.3m，其余部分均不衬砌。为保证引渠的输水安全，在出湖闸前1.3km做防护堤埝，在东平湖退水入黄河时，必要情况下扒开堤埝，以利泄洪。
闸前疏浚段初步设计方案如图5-65所示。
图5-65 闸前疏浚段初步设计方案(单位:m)
由于东平湖近几年运行水位及汛限水位已提高至40.80m，较南水北调一期利用东平湖水位提高1.50m;东平湖玉斑堤至湖内生产堤1.0km，已由湖区滩地变成耕地，地面高程39.5m，低于湖内常年蓄水水位。为减少农田征用，防止闸前疏挖段渠道引水造成周围农田沼泽化，对该段工程实施优化。输水路线裁弯取直，对闸前疏挖渠道段进行边坡优化和防渗衬砌设计，减少了征地，同时防止引渠内水渗漏到老百姓田地，仅对湖内部分段落进行了疏浚开挖。
5.8.2 优化设计
5.8.2.1 闸前疏挖段
(1)渠道平面布置。闸前疏挖段调整为直线段，长1044m，分为三段。其中玉斑堤与生产堤之间为护砌渠道，底宽为15m，边坡为1：2，设计桩号-(0+030)～-(1+053.6);桩号-(1+053.6)～-(1+074)为护砌渠道与东平湖内疏浚段的过渡段。另外一段为湖内引渠清淤段。
引渠清淤段共用段末端(7.686km处)水位39.25m，出湖闸闸上水位39.18m，由此推算闸前疏挖段起、止点输水水位分别为39.246m、39.18m。
(2)渠道纵横断面设计。闸前疏浚段设计纵比降1/35000，渠道与出湖闸接口处渠底高程34.54m，与生产堤外、东平湖内疏浚段接口处渠底高程34.57m。闸前疏挖段一期工程输水渠全线横断面均采用梯形明渠输水断面。输水渠的糙率按渠段土层岩性并考虑衬砌型式后确定选用0.017。
渠床边坡系数采用2.0。在基本平地面即40.0m高程处设置2.0m宽的戗台;戗台以上设计边坡采用1：2.0。
经稳定性分析安全系数满足规范要求。渠道边坡稳定计算工况见表5-15。稳定计算成果见表5-16。计算表明，闸前疏挖段渠道边坡稳定安全系数满足规范要求。
表5-15 闸前疏挖段边坡稳定计算工况
表5-16 稳定计算成果表
(3)渠道衬砌设计。防渗衬砌型式设计采用渠坡复合土工膜防渗，预制混凝土板衬砌，固化土护底;渠坡板下按支撑作用和排水要求，换填石屑垫层和砂垫层。该衬砌型式在渠基采取暗管自流内排措施防扬压的情况下，采用混凝土板干砌衬砌，以适应基础的变形。衬砌段自设计桩号-(0+30.0)～-(1+053.6)，总长1023.6m。
1)防扬压设计。每隔一定渠长，设一逆止式集水箱，集水箱出水管的出口高程超过渠底的垂直高差为15cm。当地下水位高于输水渠水位时，地下水通过排水暗管汇入集水箱，逆止式阀门开启，由出水管自排入输水渠内，平衡渠道内外水位差，减少浮托力;反之阀门关闭，维持渠道防渗功能。
2)衬砌断面构造。渠坡预制混凝土板全部采用C30混凝土，抗渗标号为W8，抗冻标号为F150。混凝土板呈“工”字形，外沿平面尺寸为39.4cm×59.4cm，厚6cm，板与板之间扣缝安砌，板间缝隙6mm;戗台封顶板采用C30现浇混凝土板，抗渗标号为W8，抗冻标号为F200，尺寸为189.7cm×59cm;坡脚设C30现浇混凝土齿墙，尺寸为30cm×40cm，为了保证齿墙以上预制混凝土板衬砌有可靠的支承面，齿墙顶部的内角斜面(即衬砌支承面)必须与预制混凝土板衬砌的坡面正交。
3)防渗型式及结构设计。
a.复合土工膜防渗。渠坡采取铺设PE复合土工膜防渗型式。PE复合土工膜采用一布一膜，塑料薄膜厚0.3mm，土工膜300g/m2。复合土工膜沿渠坡全断面铺设，其中在渠底部应绕过齿墙埋入渠底固化土层内1.0m，渠顶部应绕过防护板铺设。
b.固化土防渗。渠底采用固化土防渗，抗冻标号≥D12，允许最小抗压强度3.0MPa;允许最小干密度:砂土不得小于1.8g/cm3，壤土不得小于1.7g/cm3;渗透系数不应大于1×10-6cm/s。
5.8.2.2 闸前疏浚段
由于济平干渠工程已早于穿黄工程开工建设，为了达到济平干渠引水流量要求，在东平湖蓄水影响处理工程中安排了济平干渠湖内引渠清淤工程。穿黄工程闸前疏浚段对东平湖内退水主河槽和生产堤之间的转弯段进行清淤，该段长694.166m，转弯半径450m，设计输水流量50m3/s。
该疏浚段地面高程在36.00～40.00m之间，疏浚深度在2～5m之间。渠道疏浚断面为梯形断面，底宽35m，边坡1：6，纵坡1/35000，渠道疏浚进口底高程34.589m，出口底高程34.569m。
闸前疏浚段优化设计方案图如图5-66所示。
图5-66 闸前疏浚段优化设计方案(单位:m)
闸前疏浚段优化前后对比见表5-17。
表5-17 闸前疏浚段优化前后对比
