水利工程建設(shè)綜合工程布置的探析

于得水 樊磊

摘 要：水利工程的建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期、復(fù)雜、綜合性、且利國(guó)利民的大型工程，工程在建設(shè)階段應(yīng)充分做好前期的地質(zhì)勘測(cè)，然后根據(jù)工程地區(qū)的地質(zhì)情況進(jìn)行綜合布置。文章以新安縣引畛濟(jì)澗工程為利對(duì)水利工程建設(shè)綜合布置需要注意的事項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：水利工程；綜合布置；地質(zhì)條件

1概述

水利工程是一項(xiàng)綜合性的大型建設(shè)工程，工程的安全性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性對(duì)于該地區(qū)的生產(chǎn)與生活具有重要影響，因此，在水利工程建設(shè)前期，應(yīng)做好工程的綜合布置工作，以保證工程的順利施工及后期的正常使用。

2 水利工程建設(shè)綜合工程布置

2.1 工程案例

新安縣人均水資源占有量為267m3，屬河南省嚴(yán)重缺水地區(qū)，水資源總量少，給水資源的開(kāi)發(fā)與利用帶來(lái)極大的難度。為解決該地區(qū)生活、生產(chǎn)用水緊張的局面，新安縣政府決定實(shí)施新安縣引畛濟(jì)澗工程，擬建新安縣引畛濟(jì)澗工程年總需引水量為1329萬(wàn)m3，其中農(nóng)業(yè)灌溉引水616萬(wàn)m3，生活、建筑及三產(chǎn)引水238萬(wàn)m3，工業(yè)引水475萬(wàn)m3。隧洞長(zhǎng)度13km左右，屬Ⅲ等中型。

2.2 水利工程建設(shè)綜合布置注意事項(xiàng)

2.2.1 區(qū)域地質(zhì)概況

工程區(qū)在地貌單元上屬低山丘陵區(qū)和黃土塬區(qū)，地形起伏大，溝谷切割強(qiáng)烈，大部分地區(qū)被第四系松散地層覆蓋。工程區(qū)處于華北斷塊南緣的二級(jí)構(gòu)造豫皖斷塊西北部，狂口背斜南東翼。工程區(qū)周?chē)?50km范圍內(nèi)歷史地震對(duì)工程區(qū)的影響程度均未超過(guò)Ⅵ度；屬低應(yīng)力區(qū)，且空間應(yīng)力狀態(tài)比較均勻，對(duì)地下建筑物圍巖穩(wěn)定影響不大。

2.2.2 引水線(xiàn)路區(qū)基本地質(zhì)條件

根據(jù)室內(nèi)水質(zhì)分析試驗(yàn)成果，工程區(qū)地表水和地下水對(duì)混凝土不存在一般酸性型、碳酸型、重碳酸型、鎂離子型和硫酸鹽型腐蝕性。黃溝水和澗河水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋有弱腐蝕性，其余地表水和地下水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋有微腐蝕性。地表水和地下水對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。引水線(xiàn)路區(qū)主要存在圍巖穩(wěn)定問(wèn)題、采空區(qū)問(wèn)題、隧洞涌水問(wèn)題、有害氣體問(wèn)題等。

2.3 工程布置及主要建筑物

2.3.1 工程等別及標(biāo)準(zhǔn)

新安縣引畛濟(jì)澗工程屬于調(diào)水工程，工程等別為Ⅲ等工程，工程規(guī)模為中型。工程由浮船式泵站及供水管道、引水樞紐和供水隧洞等三大部分組成。浮船式泵站工程為Ⅲ等工程，其主要建筑物為3級(jí)，次要建筑物為4級(jí)；引水樞紐包括引渠、進(jìn)水塔架、閘室及交通橋。引渠、進(jìn)水塔架、閘室及交通橋工程等級(jí)定為3級(jí)建筑物。施工臨時(shí)建筑物等級(jí)為5級(jí)；供水隧洞級(jí)別為3級(jí)，施工臨時(shí)建筑物等級(jí)為5級(jí)。建筑物的防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)按50年一遇。

2.3.2 引水線(xiàn)路選線(xiàn)

新安引畛濟(jì)澗工程線(xiàn)路引水口選擇在新安一、二期提黃工程取水泵站上游約1.93km處，自引水口位置先沿西南方向從小村聯(lián)辦煤礦采空區(qū)的下部穿越，至小村聯(lián)辦煤礦與北李村煤礦的開(kāi)采邊界地帶折向南方，穿過(guò)正村后地煤礦未開(kāi)采區(qū)域至其邊界再折向西南，在后寺溝附近折向正南方向穿過(guò)白墻，至黑山溝附近沿北京路穿越縣城，在北京路與國(guó)道310交叉口折向正南方向穿越隴海鐵路，在上河村附近注入澗河，供水隧洞長(zhǎng)度13.60km，整個(gè)引水線(xiàn)路長(zhǎng)約18.66km。初設(shè)階段，根據(jù)初設(shè)地質(zhì)勘探成果，引水線(xiàn)路做了一些優(yōu)化調(diào)整，進(jìn)口段為最大限度避開(kāi)老采空區(qū)，0+050～4+000段隧洞軸線(xiàn)向右偏移了50～130m。

2.3.3 工程總布置

供水隧洞長(zhǎng)度13.60km，整個(gè)引水線(xiàn)路長(zhǎng)約18.66km，由浮船式泵站及輸水管道、引水樞紐和供水隧洞等三大部分組成。

浮船式泵站是在小浪底水庫(kù)水位無(wú)法滿(mǎn)足供水水位要求時(shí)，進(jìn)行補(bǔ)充引水，站址位于劉家坡距取水口5km左右。引水樞紐由引渠、進(jìn)水塔架、閘室及交通橋組成。隧洞全長(zhǎng)13.60km，隧洞縱坡確定采用1/5038。隧洞引隧洞進(jìn)口底板高程252.50m，隧洞出口底板高程為249.80m。隧洞斷面采用城門(mén)洞型。

2.3.4 主要建筑物

①浮船式泵站及供水管道工程設(shè)計(jì)。浮船式泵站及供水管道主要由引水渠、泵船、輸水管道等組成。引水渠由引水段、最低水位運(yùn)行段兩部分組成。引水段起點(diǎn)在畛河主河床高程為215.0m處，末段連接泵船運(yùn)行段。運(yùn)行段為邊長(zhǎng)60m×20m的長(zhǎng)方形水池，底高程212.0m，是庫(kù)水位在215.0m時(shí)泵船運(yùn)行區(qū)，它前接引水段，后接較高水位運(yùn)行段。隨著庫(kù)水位的升高，泵船沿岸坡也相應(yīng)升高，泵船運(yùn)行區(qū)間為庫(kù)水位215.0m至254.0m之間。泵船是浮船式泵站的核心部分，浮船式泵站設(shè)計(jì)選用兩艘泵船運(yùn)行，每艘船上選擇3臺(tái)水泵，其中2臺(tái)工作1臺(tái)備用。根據(jù)輸水管道布置原則，本輸水管道沿著原浮船式泵站輸水管道線(xiàn)路布置，以利于施工、檢修及管理。輸水管道均采用直埋方式進(jìn)行敷設(shè)，管道管中心平均埋設(shè)深度按2.0m確定，局部地形需根據(jù)此設(shè)計(jì)埋深的要求進(jìn)行挖填調(diào)整。管道末端至隧洞引水渠道252.50m高程位置。輸水管道管材均采用球墨鑄鐵管，總長(zhǎng)約10km。在管道最低處設(shè)置DN300放空管，沖沙或檢修時(shí)開(kāi)啟。

②隧洞工程。隧洞全長(zhǎng)13.60km，隧洞縱坡確定采用1/5038。隧洞引隧洞進(jìn)口底板高程252.50m，隧洞出口底板高程為249.80m。隧洞斷面采用城門(mén)洞型，隧洞凈寬2.4m，除采空區(qū)直墻段高2.4m外，其余直墻段高2.0m。圍巖種類(lèi)不同，施工技術(shù)不同，如Ⅴ類(lèi)圍巖襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)拱部及邊墻噴射C20砼，厚15cm，掛間距為150mm×150mm的Φ6.5鋼筋網(wǎng)，拱部及邊墻布設(shè)間距（環(huán)×縱）1.2×1.0m、長(zhǎng)度2.0m的Φ20全螺紋砂漿錨桿，梅花形布置；后期及時(shí)澆筑0.4m厚鋼筋混凝土進(jìn)行全斷面襯砌。對(duì)于斷層破碎帶圍巖極不穩(wěn)定段及富水區(qū)成洞困難段，可頂拱及邊墻增設(shè)間距為1.5m的I12鋼拱架支護(hù)，并在頂拱布置φ42超前小導(dǎo)管支護(hù)。

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