柏葉口水庫龍門供水工程樞紐布置方案簡述

石炎河

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院，山西 太原 030024）

1 工程概況

龍門供水工程是柏葉口水庫向交城縣供水的配套工程，以城市生活和工業(yè)供水為主，兼顧農(nóng)業(yè)灌溉。工程規(guī)模屬中型，工程等別為Ⅲ等，取水規(guī)模為1800萬m3/a，其中：工業(yè)及城市生活用水1100萬m3/a，農(nóng)業(yè)灌溉700萬m3/a；設(shè)計供水流量1.3m3/s，其中工業(yè)及城市生活供水保證率為95%，農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)計保證率為50%。

供水工程主要由取水樞紐、輸水箱涵、輸水倒虹吸、輸水隧洞、輸水管線以及附屬建筑物組成，線路全長32.4km。取水樞紐工程主要建筑物包括溢流壩、沖沙閘、進水閘及上下游河道防護工程。取水樞紐取水方式為有壩式自流取水，由閘門控制。

取水樞紐位于文峪河河道左岸凹岸河段。溢流壩壩軸線垂直河流方向布置，溢流壩的左側(cè)設(shè)置沖沙閘及進水閘，沖沙閘基礎(chǔ)位于左岸砂礫石地基上，進水閘基礎(chǔ)坐落于左岸基巖上，引水方向與河道水流方向夾角約 22°。

2 溢流壩工程

為方便取水并盡量使泥沙不進入渠道，對取水口位置的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、壩基滲漏、繞壩滲漏以及滲透穩(wěn)定等進行分析后，確定在垂直河道水流方向設(shè)攔河溢流壩，左岸布置沖沙閘及進水閘。

溢流壩位于砂礫石地基上，最大壩高6.0m，壩軸線長55.0m，河床高程872.20m，壩頂高程874.20m，壩基高程868.20m。壩體最大寬度8.5m，上游壩面設(shè)為垂直，下游壩面采用WES堰接半徑為4.8m的反弧流線型壩面，壩體結(jié)構(gòu)采用M7.5漿砌石，用0.3m厚C35鋼筋混凝土護面，消能型式為底流消能，伸縮縫與下游消力池相同。消力池長17.1m，深0.6m，尾坎頂寬0.8m，底面高程871.50m；消力池底部結(jié)構(gòu)為M7.5漿砌石，厚0.6m；頂部結(jié)構(gòu)采用C35鋼筋混凝土護面，厚0.3m；后接漿砌石、格柵石籠海漫及拋石防沖槽，長度分別為10m，10m，12m，厚度分別為0.8m，1m，2m（ 最深處），拋石防沖槽上游坡度 1∶4，下游坡度1∶2，底部中間平直段寬2m。消力池及海漫段表面設(shè)置排水孔，排水孔間距1.5m，梅花形布置，采用直徑50mm的PVC排水管；底部鋪設(shè)0.5m厚反濾層和0.1m厚碎石墊層。結(jié)合溢流壩伸縮縫，消力池中部共設(shè)2道伸縮縫，跨度分別為18.5m，18m，18.5m，縫寬2cm，縫內(nèi)填塞聚乙烯閉孔泡沫塑料板，外部用瀝青砂漿密封。

為使取水樞紐上游水流平穩(wěn)銜接，對其上游河道進行局部清理，上、下游防洪堤內(nèi)河道整理后坡度均為1/100。

3 進水閘工程

進水閘設(shè)在河道左岸凹岸段的山坡腳下，進水閘中心線同沖沙閘中心線成22°夾角。進水閘設(shè)計為1孔，設(shè)計尺寸為2m×1.9m的帶胸墻式閘孔。為盡量減少泥沙進入渠道，進水閘底板頂高程確定為872.80m，比沖沙閘底板頂高程高0.6m，閘室總寬確定為3.6m，總長8.0m，閘頂高程874.70m，檢修平臺高程876.90m，排架高4.0m，底板厚度0.8m。依據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》的要求，閘體結(jié)構(gòu)全部采用C25鋼筋混凝土，排架采用C30鋼筋混凝土，上部設(shè)啟閉機室，平面尺寸6.7m×5.3m，主梁底面至檢修平臺高7.0m，啟閉機室平臺高程880.90m，室頂高程884.98m。進水閘門采用鋼閘門，啟閉機采用手電兩用螺桿啟閉機。進水閘工作門上游設(shè)置檢修門，共用1扇鋼閘門及1臺起吊設(shè)備，起吊設(shè)備采用移動式電動葫蘆；各檢修門槽處設(shè)置攔污柵1道，與檢修閘門共用閘門槽及起吊設(shè)備，進水閘與檢修閘閘槽均按寬0.38m、深0.3m設(shè)計。

為增強進水閘的穩(wěn)定性，開挖后基巖坡面采用10cm厚噴C25混凝土支護。在進水閘左側(cè)臨山體巖面局部風(fēng)化比較嚴(yán)重、巖石較破碎的地段增設(shè)錨桿及鋼筋網(wǎng)進行邊坡支護，掛網(wǎng)采用直徑6mm的鋼筋網(wǎng)，間排距0.2m×0.2m，錨桿采用直徑20mm的錨筋，伸入巖石內(nèi)1.5m，錨桿間距2.0m×2.0m，呈梅花形布置。

4 沖沙閘工程

沖沙閘與溢流壩的軸線相垂直，閘體的左側(cè)與進水閘相接，右側(cè)與溢流壩連接為一體。沖沙閘分為進口上游段、控制閘室段和出口消力池三部分，總長34.6m。

沖沙閘進口上游寬度由14.7m漸變至7.9m，設(shè)10m長鋪蓋，采用M7.5漿砌石結(jié)構(gòu)，厚0.8m。為了約束沖沙閘水流，在沖沙閘上游右側(cè)河道內(nèi)修建一道M7.5漿砌石重力式束水墻，長15.8m，結(jié)構(gòu)尺寸與上游河道右岸防洪堤相同。

沖沙閘閘室為整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，閘室總寬度8.9m，長8m，分2孔，每孔凈寬3m?？刂蒲咝蜑槠降讓掜斞撸唔敻叱虨?72.20m，與主河床高程齊平，閘孔高2.5m，沖沙閘底板厚度0.8m。閘頂高程為874.70m，檢修平臺高程876.90m，排架高4.0m。閘墩頂高程與檢修平臺相同，檢修平臺厚0.2m。

閘室下游為消力池段，總長16.6m，寬7.2m，尾坎頂寬0.8m，其中前2.8m為1∶4陡坡段，后接消力池平直段，消力池底面高程871.50m，池深0.6m，消力池采用現(xiàn)澆C35鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚度0.8m。后接漿砌石、格柵石籠海漫及拋石防沖槽，長度分別為10m，10m，12m， 厚度分別為 0.8m，1m，2m（最深處），拋石防沖槽上游坡度 1∶4，下游坡度 1∶2，底部中間平直段寬2m。消力池表面設(shè)置排水孔，間距1.5m，梅花形布置，采用直徑50mm的PVC排水管；海漫底部鋪設(shè)0.5m厚反濾層和0.1m厚碎石墊層。消力池兩側(cè)設(shè)C25鋼筋混凝土邊墻，邊墻厚度0.85m，凈高5.1m，長度、坡度均與消力池同。

閘體結(jié)構(gòu)全部采用C25鋼筋混凝土，排架采用C30鋼筋混凝土，上部設(shè)啟閉機室，平面尺寸8.9m×5.3m，啟閉機室平臺高程880.90m，室頂高程884.98m。沖沙閘設(shè)置工作門2孔，閘門2扇，工作門上游設(shè)置檢修門槽，均采用雙吊點起吊，沖沙閘門與檢修閘門均采用3m×2.5m的鋼閘門，啟閉設(shè)備選用手電兩用式螺桿啟閉機，共布置8臺；每扇鋼閘門采用兩臺起吊設(shè)備。工作閘與檢修閘閘槽均按寬0.41m、深0.35m設(shè)計。

5 上下游河道防護工程

河道右岸，根據(jù)水力計算結(jié)果，在設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)下，溢流壩堰頂水深為2.10m；在校核洪水標(biāo)準(zhǔn)下，溢流壩堰頂水深為1.90m（河漫灘參與行洪）。根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》的要求，按設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)時河堤考慮，堤頂超高0.5m。防洪堤采用M7.5漿砌石重力式擋土墻，頂寬0.5m，凈高4.1m，基礎(chǔ)厚度1.2m，前、后趾各寬0.5m，基礎(chǔ)寬度2.66m，迎水面直立，背水面坡度為1∶0.4，其中臨河側(cè)地面以上高2.6m，基礎(chǔ)埋深1.5m；為了防止河道沖刷，并在防洪堤迎水面堤腳鋪設(shè)5m寬塑料土工格柵石籠，厚度為1.0m。

漿砌石防洪堤每隔15m設(shè)一道伸縮沉降縫，縫寬20mm，縫內(nèi)填塞聚乙烯閉孔泡沫塑料板，外部用瀝青砂漿密封。防洪堤露出地面部分每隔3m梅花型交叉布置一根直徑50mm的PVC排水管，坡度5%，最低一排排水管出口高出地面0.3m，排水管后設(shè)反濾體，基礎(chǔ)夯實系數(shù)不小于0.95。

6 結(jié)語

為保證取水的含沙量較小，工程設(shè)計時利用了彎道環(huán)流原理，將進水閘選在河岸堅固、河流彎道的凹岸；為保證有可靠的供水量，采用了溢流壩壅高水位；為保證工程較好的運行管理，在進水閘右側(cè)布置了沖沙閘，定期沖洗進水閘前的泥沙。項目建成后將會獲得顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。