聞喜縣石門引水工程設(shè)計簡述

劉 婷，高 鵬

（聞喜縣水務(wù)局，山西 聞喜 043800）

1 概況

聞喜縣石門引水工程是從中條山南麓的石門河、橫榆河引水至聞喜縣城，以解決縣城生活生態(tài)用水及工業(yè)用水的工程項目，供水保證率95%，水質(zhì)要求達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，不低于地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)水文計算確定的水源可引水量P＝95%保證率情況下，石門河、橫榆河年總可引水量886萬m3，其中可作為城市及工業(yè)用水水源的河道基流量為858萬m3。

石門引水工程分為石門河閘壩、石門河至橫榆河隧洞、橫榆河閘壩、橫榆河至小澗河水庫隧洞、小澗河水庫、小澗河水庫至聞喜縣給排水公司輸水管道及管理站工程等部分，主要建筑物如下：

1.1 石門河閘壩工程

石門河閘壩工程位于口頭村東跌水上游，河底及兩岸均為巖石，巖性為混合巖及花崗巖，地質(zhì)條件好，建閘條件優(yōu)越。閘壩工程由溢流堰、泄洪排砂閘及隧洞進(jìn)水閘組成，閘壩控制流域面積39km2，河道清水流量為0.11～0.13m3/s，20年一遇設(shè)計洪水洪峰流量188m3/s，50年一遇校核洪水洪峰流量280m3/s。

泄洪排砂閘位于河道左岸，閘底高程790.8m，排砂閘為3孔，孔寬3m，閘墩及底板為C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，閘門為3m×3m鑄鐵閘門，選用10t手電兩用螺桿式啟閉機。閘頂設(shè)啟閉機室，寬3.5m，長11.6m。啟閉機室內(nèi)地面高程798.9m，閘房為磚混結(jié)構(gòu)。

1.2 石門河至橫榆河隧洞

隧洞進(jìn)口處為石門河閘壩的進(jìn)水閘，進(jìn)口高程792.0m，總長3.225km。隧洞設(shè)計凈斷面為城門洞形，底寬1.6m，直墻高1.5m，拱高0.5m，總高2.0m。

1.3 橫榆河閘壩工程

橫榆河閘壩工程位于下橫榆村東南，閘壩由溢流堰、泄洪排砂閘、涵洞進(jìn)水閘組成。

溢流堰為C20混凝土結(jié)構(gòu)，堰高1.8m，堰頂高程783.3m。溢流堰為曲線型實用堰，堰面形狀為WESⅠ型，上游堰面直立，堰頂上游段為1/4橢圓曲線。

泄洪排砂閘位于河道左岸，閘底高程781.5m，排砂閘為6孔，在小島兩側(cè)各設(shè)3孔，孔寬3m，閘墩及底板為C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，選用3m×2m鑄鐵閘門，10t手電兩用的螺桿式啟閉機。

涵洞進(jìn)水閘位于沖砂閘上游河道左岸5m處，底高程781.7m，比沖砂閘底高程高0.2m。非汛期河道來水基本為清水，汛期小流量來水的情況下也近似清水，閘壩布置為側(cè)面引水、正面排砂，汛期洪水泥砂大部分由沖砂閘排向下游。選用1.5m×2.0m鑄鐵閘門，5t手動螺旋桿式啟閉機。

1.4 橫榆河至小澗河隧洞工程

隧洞進(jìn)口高程781.5m，總長10.13km。隧洞設(shè)計縱坡1/1000，設(shè)計流量0.32m3/s，隧洞設(shè)計凈斷面為城門洞形，底寬1.6m，直墻高1.5m，拱高0.5m，總高2.0m。

1.5 小澗河水庫維修工程

土壩護坡維修：壩上游717m高程以上現(xiàn)為土坡，為保證水庫安全運行，將上游壩坡全部改為干砌塊石護坡，石厚0.3m,下鋪砂礫料反濾層，厚0.3m。

進(jìn)水塔及工作橋維修：進(jìn)水塔及工作橋局部損壞進(jìn)行維修處理。

灌溉洞鋼閘門維修及啟閉機更新：對鋼閘門進(jìn)行維修；原為5t手搖式啟閉機，啟閉力偏小，管理不便，更新為10t手電兩用啟閉機。

1.6 小澗河水庫至聞喜縣給排水公司輸水管道

輸水管道自小澗河水庫輸水洞引水，縣城生活生態(tài)及工業(yè)企業(yè)年用水量858萬m3，平均流量0.272m3/s，考慮到日用水的不均勻性，為留有余地，管道供水設(shè)計流量取0.5m3/s，為平均流量的1.8倍。在水庫輸水洞后建管道進(jìn)水池1座，進(jìn)水池由進(jìn)水閘、排砂閘、排污管、調(diào)節(jié)池、攔污柵、進(jìn)水管及閥門井組成。進(jìn)水池后的管道采用埋管，管線樁號15+682處向東方紙業(yè)有限公司分水，19+730處向晉豐煤化工聞喜分公司分水，21+250處至聞喜縣給排水公司為管道尾部，管道總長21.25km。

1.7 管理站工程

供水工程設(shè)供水公司及石門河閘壩管理站、橫榆河閘壩管理站、小澗河水庫管理站、減壓閥管理站。

供水公司新建二層辦公樓1座，樓房建筑面積500m2，附屬用房建筑面積110m2。管理站配套圍墻、廁所、大門、花池、供水供熱供電設(shè)施等，對院內(nèi)的道路進(jìn)行硬化處理，在建筑物以外的空地種植樹木、花卉、草坪。

2 機電及金屬結(jié)構(gòu)

本工程機電設(shè)備包括：超聲波流量計4臺，安裝在管道減壓站及三個用水戶分水管道上，對管道流量及分時段累積水量準(zhǔn)確計量。管理站及閘壩需架設(shè)10kV輸電線路3km，安裝S9-50/10變壓器及配套供電設(shè)施4臺套，20kW柴油發(fā)電機5臺。閘壩、隧洞及小澗河水庫設(shè)置監(jiān)測設(shè)備，對沉陷、位移、測壓管水位、庫（閘）水位與出庫（閘）流量等進(jìn)行自動化監(jiān)測。設(shè)置水情雨情自動測報系統(tǒng)設(shè)備。

本工程主要金屬結(jié)構(gòu)包括：鑄鐵閘門（PGZ，3m×2m）6臺，鑄鐵閘門（PGZ，3m×3m）3臺，鑄鐵閘門（PZ，1.6m×2m）2臺，鑄鐵閘門（PZ，1.2m×1.2m）2臺，啟閉機（LQ-10，手電兩用）10臺，啟閉機（LQC-5A，手搖）4 臺，攔污柵（Q235）0.75t，鋼管（Q235）12t，鋼法蘭（Q235）1.5t。

3 施工方案

聞喜縣石門引水隧洞工程共分兩段，第一段由石門鄉(xiāng)口頭跌水至下橫榆，長3.225km，第二段由下橫榆至小澗河，長10.13km?？傞L13.355km，均為鑿巖隧洞。凈斷面尺寸為1.6m×2.0m，直墻高1.5m，直墻上為平拱，拱高0.5m。隧洞出渣斜井口有4個，總長1329.3m，隧洞縱坡1/1000，進(jìn)出口50m范圍內(nèi)為混凝土預(yù)制塊襯砌，其余地段采用噴混凝土支護、噴錨支護及噴錨加鋼筋網(wǎng)支護。

兩座閘壩施工在枯水期完成，兩河的枯水流量分別為0.16m3/s，0.11m3/s，因流量較小，可將閘室工程分兩段完成，先在河道中修筑左側(cè)閘室圍堰，在河道右側(cè)開挖臨時導(dǎo)流明渠，待左側(cè)閘室及泄水閘、涵洞進(jìn)口等工程完工后拆除左側(cè)圍堰，將河水引入泄水閘下泄，在河道右側(cè)筑堰，完成右側(cè)溢流壩施工。

聞喜縣石門引水管道工程從小澗河水庫壩后（0+000）至聞喜縣城北（21+250）均為玻璃鋼管道，管徑600mm，總長21.25km，計算工期12個月。

4 結(jié)語

聞喜縣是山西省主要的糧棉和新興工業(yè)生產(chǎn)基地，同時也是水資源極度貧乏的地區(qū)，近年來，隨著縣城經(jīng)濟的快速發(fā)展，水資源短缺成為制約全縣發(fā)展的瓶頸。

石門引水工程的建設(shè)將極大地緩解聞喜縣城市居民生活生態(tài)、工業(yè)用水的供需矛盾，并積極促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展，意義十分重大。

該工程包括攔河閘壩、引水隧洞、調(diào)節(jié)水庫、輸水管道4部分。自石門、橫榆河取水后，通過13.355km隧洞、21.25km管道將水自流送至聞喜縣供排水公司、東方紙業(yè)、晉豐煤化等企業(yè)。

該引水工程估算投資9985萬元。工程國民經(jīng)濟評價：經(jīng)濟效益費用比4.54，經(jīng)濟凈現(xiàn)值38716萬元，內(nèi)部回收率33.3%，投資回收年限5.6年。工程財務(wù)評價：成本水價1.334元/m3，銷售水價2.0元/m3，資本金財務(wù)效益費用比1.125，財務(wù)凈現(xiàn)值2216萬元，財務(wù)內(nèi)部收益率稅前、稅后值分別為10.7%，8.5%，投資回收年限21.5年。全部投資財務(wù)效益費用比1.132，財務(wù)內(nèi)部收益率8.2%（稅后）。工程國民經(jīng)濟評價及財務(wù)評價各項指標(biāo)均較好，在經(jīng)濟上是可行的。