引沁入汾和川取水輸水工程輸水線路方案比選

劉建玲

（臨汾市水利勘測設(shè)計院，山西 臨汾 041000）

引沁入汾和川取水輸水工程輸水線路方案比選

劉建玲

（臨汾市水利勘測設(shè)計院，山西 臨汾 041000）

為保證臨汾市汾東地區(qū)工業(yè)用水及農(nóng)業(yè)灌溉用水需要，以引沁入汾和川取水輸水工程為例，綜合考慮不同輸水線路的地形地質(zhì)條件，從施工條件、工程投資、運行管理等方面比較分析，選擇最合理的建設(shè)方案，并在后續(xù)設(shè)計中對輸水建筑物進一步優(yōu)化，以達到設(shè)計合理、工程經(jīng)濟的目的。

輸水線路；線路布置；引沁入汾和川取水輸水工程

1 工程概況

引沁入汾和川取水輸水工程包括樞紐工程和輸水工程兩部分。樞紐工程位于臨汾市安澤縣和川鎮(zhèn)嶺南村東的沁河干流上，總庫容989萬m3，大壩為砌石重力壩，最大壩高27m，工程等別為Ⅲ等，設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇，是一座以城市及工業(yè)供水、農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼有防洪等綜合利用的水利樞紐工程。輸水工程從樞紐取水，輸水至安澤縣城北的草峪嶺隧洞，設(shè)計流量17m3/s，工程等別為Ⅳ等，干渠及其主要建筑物的級別為4級，次要及臨時建筑物級別為5級。建筑物設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。

輸水工程在樞紐工程左岸進水塔取水，進水塔布置在沁河左側(cè)岸坡上，進口底高程885.0m，為有壓短進口后接無壓輸水隧洞，后經(jīng)輸水建筑物向東南輸水至已建成的草峪嶺隧洞。

2 地質(zhì)條件

輸水線路范圍內(nèi)地形較復(fù)雜，水系發(fā)育，東西部均為基巖山區(qū)，地形起伏較為明顯，北部發(fā)育黃土梁峁，地面高程888.0～1083.0m，西南部山頂高程1000m，李垣河自西北向南匯入沁河；沁河由北向南通過本區(qū)，河道彎曲呈“S”型，河流發(fā)育一、二級階地。輸水建筑物主要以巖質(zhì)隧洞和巖基過溝建筑物為主，海拔高程1102.0～850.0m。

區(qū)內(nèi)出露地層巖性為二迭系上統(tǒng)石千峰組，三迭系下統(tǒng)劉家溝組，第四系中更新統(tǒng)洪積物，第四系全新統(tǒng)沖、洪積物。線路范圍內(nèi)無活動性斷層分布，不存在滑坡或大的不穩(wěn)定岸坡，場地穩(wěn)定性較好，地下水埋深較淺，水量較小。輸水線路沿線地層變化較小，基巖出露較多，地質(zhì)條件較簡單，隧洞圍巖主要為砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖，工程地質(zhì)條件較好，具有成洞條件。

3 輸水線路布置比選

輸水工程線路起點為樞紐工程左岸進水塔，終點為草峪嶺隧洞進口。根據(jù)線路范圍內(nèi)地形地質(zhì)條件，結(jié)合實地調(diào)查及勘探情況，擬選3個線路布置進行比較分析，最終確定合理的輸水線路。

3.1 隧洞輸水方案（方案一）

輸水線路自進水塔（0+000—0+018）出口，向東南過1號隧洞（0+018—1+040）長1.022km，1號涵洞（1+ 040—1+065）及1號明渠（1+065—1+320），設(shè)石渠渡槽（1+320—1+865）跨水庫下游沁河河道，然后轉(zhuǎn)向西南經(jīng)2號涵洞（1+865—1+897），過2號隧洞（1+897—7+ 769）長5.872km，及3號涵洞（7+769—7+791），設(shè)李垣河渡槽（7+791—8+154），跨李垣河后再轉(zhuǎn)向西南經(jīng)4號涵洞（8+154—8+221），過3號隧洞（8+221—9+716）長1.495km，5號涵洞（9+716—9+809）及2號明渠（9+ 809—9+819），與已建成的草峪嶺隧洞進口相連。

線路總長9.819km，建筑物包括進水塔、隧洞、涵洞、渡槽及明渠。其中隧洞3條，長8.389km，占線路總長的85.44%，2號隧洞較長，在樁號3+256，4+326，5+ 801處設(shè)施工支洞3條，涵洞5條，長0.239km，渡槽2座，長0.908km，明渠2座，長0.265km。

方案一的特點是線路短而順直，隧洞占線路長度的比例最大，建筑物數(shù)量較多。

3.2 邊山明渠輸水方案（方案二）

輸水線路自進水塔（0+000—0+018）出口，向東南過1號隧洞（0+018—1+080），設(shè)石渠渡槽（1+080—1+ 900），跨水庫下游沁河河道，然后沿沁河岸邊設(shè)邊山1號明渠（1+900—9+584）長7.684km，經(jīng)2號隧洞（9+ 584—10+719），穿越關(guān)圣嶺，設(shè)李垣河渡槽（10+719—11+219），跨李垣河后，經(jīng)2號邊山明渠（11+219—12+ 225）長1.006km，在蘋果園處過3號隧洞（12+225—12+700）與已建成的草峪嶺隧洞進口相連。

線路總長12.7km，建筑物包括進水塔、隧洞、渡槽及明渠。其中隧洞3條，長2.672km，渡槽2座，長1.32km，明渠2座，長8.69km，占線路總長的68.43%。方案二線路的特點是線路整體比較長，明渠占線路長度的比例較大，建筑物數(shù)量較少。

3.3 渡槽、明渠輸水方案（方案三）

輸水線路自進水塔（0+000—0+018）出口，向東南過1號隧洞（0+018—1+100）長1.082km，后設(shè)1號渡槽（1+100—2+500）跨沁河河道，在渡槽出口沿沁河左岸設(shè)邊山1號明渠（2+500—3+330）長0.83km、2號明渠（3+330—3+750）長0.42km，后接2號渡槽（3+750—4+ 150）跨越沁河河道，在渡槽出口沿沁河右岸設(shè)邊山3號明渠（4+150—5+230）長1.080km，后設(shè)3號渡槽（5+230—5+850）跨越沁河河道至小黃莊，渡槽出口依次接2號隧洞（5+850—6+230），4號明渠（6+230—7+ 000）長0.77km，3號隧洞（7+000—8+050），后沿沁河左岸設(shè)5號明渠（8+050—10+850）長2.8km至東莊轉(zhuǎn)向西北設(shè)4號渡槽（10+850—12+100）跨越沁河河道，沿沁河右岸邊山6號明渠（12+100—13+650）1.55km、4號隧洞（13+650—14+215），與已建成的草峪嶺隧洞進口相連。

線路總長14.215km，建筑物包括進水塔、隧洞、渡槽及明渠。其中隧洞4條，長3.077km，渡槽4座，長3.67km，明渠6座，長7.45km，占線路總長的52.41%。

方案三的特點是線路多次跨越沁河河道，整體最長，建筑物數(shù)量最多，明渠占線路長度的比例較大。

3.4 輸水線路比選分析

三個輸水線路方案起點、終點位置相同，全部為自流輸水，且線路相距不遠，地質(zhì)及水文地質(zhì)條件基本接近。從線路長度、工程量及工程投資、施工條件、工程運行管理等方面進行比較分析，結(jié)果見表1。

通過表1可知，方案一線路短而順直，方案二、方案三線路曲折且較長，方案二線路比方案一線路長2.881km，方案三線路比方案一線路長4.396km。從工程投資來看，方案一最省，方案二次之，方案三最大。從施工條件來看，方案一工程以隧洞為主，設(shè)有3處支洞，施工條件單一，干擾小；方案二工程以邊山明渠為主，沿線地形高差大，坡度陡，跨越溝道多，且沿途邊山巖體陡峭，渠道開挖深度在7～18m之間，開挖量大，施工困難較大。方案三工程以渡槽、明渠為主，多次跨越沁河，明渠施工條件相對方案二難度小，但渡槽施工相對困難。方案二、方案三明渠段經(jīng)過飛嶺、高壁等村鎮(zhèn)，需拆除民房，且工程永久占地多，施工干擾大。明渠段沿山坡公路邊布置，黃土坡存在沉陷問題，巖基存在滲漏問題，對公路安全存在隱患，李垣河段山體存在滑坡體，對渠道安全不利。從工程管理來看，方案一隧洞占線路總長比例較大，明渠及渡槽占總長比例較少，工程運行管理方便，方案二、方案三邊山明渠占線路總長比例較大，邊山渠道汛期洪水及泥沙匯入渠道，會造成渠道淤積影響過流，給工程運行管理帶來不便。

綜上所述，方案一線路短而直，投資省較為經(jīng)濟，施工方便，運行管理方便，故推薦選用方案一。

表1 輸水線路方案比選分析結(jié)果表

4 結(jié)語

為保證臨汾市汾東地區(qū)工業(yè)用水及農(nóng)業(yè)灌溉用水需要，綜合考慮工程設(shè)計中的各種影響因素，反復(fù)論證，最終選擇合理的建設(shè)方案。通過各參建單位的共同努力，工程已順利竣工并投入運行多年，效益顯著，有效促進了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。

TU991.1 ［

］C ［

］1004-7042（2016）04-0035-02

劉建玲（1972-），女，2005年畢業(yè)于河北工程學(xué)院水利水電工程專業(yè)，工程師。

2016-02-21；

2016-03-24