夾巖水利樞紐工程輸水管線選線原則及方案比選

簡從義

(貴州省畢節(jié)市勘測設(shè)計研究院，貴州 畢節(jié) 551700)

夾巖水利樞紐工程輸水管線選線原則及方案比選

簡從義

(貴州省畢節(jié)市勘測設(shè)計研究院，貴州 畢節(jié) 551700)

在水利工程建設(shè)中，輸水工程投資比重比較大，輸水管線設(shè)置不僅會影響工程建設(shè)成本，而且還對于水利工程日常運行效果也會產(chǎn)生較大影響。因此，對水利工程輸水管線進行優(yōu)化設(shè)計至關(guān)重要。對此，文章將以夾巖水利樞紐工程為研究對象，對輸水管線設(shè)計原則以及方案比選進行詳細探究，以期確定輸水方案。

夾巖水利樞紐；輸水管線；選線原則；方案比選

1 輸水線路的選線原則

項目建議書階段在工程規(guī)劃的基礎(chǔ)上進行分析與研究擬定渠線布置原則如下：①輸水線路布置應(yīng)盡可能覆蓋更多的灌區(qū)，避免引過長的支渠，盡可能自流，減少提灌量。②渠系布置盡可能利用灌區(qū)現(xiàn)有水庫進行調(diào)蓄，以減小渠道規(guī)模；兼顧到沿程鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水。③渠線盡可能避開村寨和人口密集區(qū)，減少沿途房屋搬遷和移民安置，減少施工時與村寨之間的干擾。④渠線布置盡可能避開不良地質(zhì)、地形段，避開難工險段。⑤渠線布置因地制宜，以明渠、渡槽、隧洞、倒虹管等建筑物相結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)點，選擇最佳組合。⑥渠線要盡可能線短、順直規(guī)整，以減小水位差和工程量[1]。

2 灌區(qū)概況

灌區(qū)位于畢節(jié)、大方、納雍、織金、黔西、金沙、遵義、仁懷一帶，為貴州第一、二階梯面過渡帶和第二階梯面上，地勢整體西高東低。灌區(qū)主要分布的山脈有畢節(jié)、大方、納雍、織金一帶的烏蒙山脈，遵義、仁懷一帶的大婁山脈。根據(jù)灌區(qū)地形特征，分畢節(jié)—大方片區(qū)、納雍—織金片區(qū)、黔西—金沙片區(qū)、金沙—遵義片區(qū)。

3 北干渠線路選擇

3.1 貓場至黔西段線路選擇

方案一(北線方案)：接總干渠貓場隧洞出口+趙家寨隧洞+白甫河渡槽(推薦方案)+果寶山隧洞+(烏溪河渡槽)。

方案二(南線方案)：接總干渠貓場隧洞出口+水打橋隧洞+白甫河渡槽(比較方案)+長石板隧洞長+(烏溪河渡槽)。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，兩方案均已基本避開煤礦采空區(qū)，不存在影響線路方案成立的控制性地質(zhì)因素，隧洞具備成洞條件。隧洞埋深一般200-500m，為深埋隧洞，均位于地下水位以下，因洞室圍巖以可溶巖地層為主，存在巖溶涌水、涌泥等不良地質(zhì)問題?？傮w來看方案一跨河建筑物規(guī)模較方案二的短，但其施工支洞的建設(shè)條件較方案二的陡、長；方案二位于白甫河段巖溶較發(fā)育，從工程投資方面方案一較方案少1304.48萬元，因此，本階段推薦方案一為比選方案。

3.2 西溪河至黔西附廓水庫段

輸水線路出西溪渡槽后進入地層為三迭系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組第一至四段(T1yn1-4)泥質(zhì)白云巖、灰?guī)r、蠕蟲狀灰?guī)r、泥巖，夜郎組(T1y1-3)暗紫色夾灰綠色薄至中厚層粉砂質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖夾灰?guī)r、泥灰?guī)r。前段洞線埋深在15-220m之間，進出口均為橫向坡，基巖裸露，自然邊坡穩(wěn)定性較好，易掛洞，節(jié)理裂隙較發(fā)育，完整性較差，屬IV類圍巖；洞身段以灰?guī)r、蠕蟲狀灰?guī)r、白云巖、泥質(zhì)白云巖為主，為硬質(zhì)巖，巖體較新鮮完整，屬Ⅲ-IV類圍巖；灰?guī)r段洞身受巖溶管道影響較大，可能出現(xiàn)突水、涌泥現(xiàn)象[2]。

在靠近附廓水庫段，兩邊坡地地面高程1400-1390m，輸水線路略往北走，跨過一條小沖溝后，再用高石坎隧洞將水輸入附廓水庫；其中間有約4km長的溶蝕深槽，地面高程1260-1292m，為殘坡積黏土夾少量碎石覆蓋，一般厚度0-3.0m，局部溶蝕深槽覆蓋層厚度3.0-5.0m。該段可以采用暗涵的形式通過。因此，后段有兩種方式可以選擇，方案一(隧洞組合方案)，即輸水線路略往北走，跨過一條小沖溝后，再用高石坎隧洞將水輸入附廓，其線路由明渠+涼水井隧洞+余家寨(長洞)+蔡家龍灘隧洞+高石坎隧洞；方案二(隧洞加暗涵方案)，即明渠+涼水井隧洞+余家寨(短洞)+渠道+蔡家龍灘渡槽+水頭寨渡槽+暗涵。經(jīng)比較方案二總工程投資較較方案一多2696.67萬元，推薦方案一。

3.3 黔西至雙龍井段線路的選擇

輸水線路出附廓水庫后考慮兼顧黔西城關(guān)片區(qū)供水，輸水線路沿東南方向至黔西縣城后，再折向北，沿進正北方向采用直線距離最短的方案進入金沙雙龍井。該方案在出黔西縣城段，雖然可以兼顧縣城區(qū)的用水問題，但是輸水線路長，且由于城市的方展，城關(guān)鎮(zhèn)一帶居民點較多，干擾大；項目建議書階段在此基礎(chǔ)上選擇了輸水線路出附廓水庫后，在洪水鄉(xiāng)以北即水庫下游左岸近正東方向，以隧洞的形式穿越縣城，再折向北進入雙龍井。經(jīng)比較方案一總工程投資較較方案二少5054.8萬元，推薦方案一。

4 畢大提水工程線路選擇

4.1 庫內(nèi)提水方案輸水線路

庫內(nèi)提水方案：泵站高位水池位于庫內(nèi)提水泵站山頂平臺，正常水位1550m，后接輸水管道，采用自流輸水方式。輸水線路整體呈北東向布置，沿途經(jīng)過涼水井—田壩—坪子上—伍坪—新寨—大寨—岔河鎮(zhèn)—小橋邊—松林寨—歸化(水廠)。輸水線路總長34.53km，伍坪隧洞段長8km，采用管徑1500mm的球墨鑄鐵管雙管布置。地表調(diào)查管線沿線未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模滑坡體存在，無影響初選線路方案成立的控制性地質(zhì)因素，管線主要采用埋管布置型式，沿溝谷布置，存在基礎(chǔ)深覆蓋層及基礎(chǔ)開挖邊坡穩(wěn)定問題。伍坪隧洞段采用洞內(nèi)明管布置型式，洞線埋深在10-150m，圍巖為三迭系下統(tǒng)T1f粉砂巖夾泥巖和三迭系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組(T1yn)灰?guī)r夾泥巖，巖層軟硬相間，受區(qū)域性朱昌斷層影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體呈互層-碎塊狀結(jié)構(gòu)，巖體完整性差，洞室圍巖以Ⅳ-Ⅴ類為主。

4.2 渠道提水方案輸水線路

渠道提水方案：泵站高位水池位于壩后提水泵站山腰平臺，正常水位1550m，后接輸水管道，采用自流輸水方式。輸水線路仍整體呈北東向布置，沿途經(jīng)過中寨營—東關(guān)鄉(xiāng)—大海子—茨竹溝—羅家寨—岔河鎮(zhèn)—小橋邊—松林寨—歸化(水廠)。輸水線路總長31.21km，中寨營隧洞段長1.2km，茨竹溝隧洞段長10km，采用管徑1500mm的球墨鑄鐵管雙管布置。地表調(diào)查管線沿線未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模滑坡體存在，無影響初選線路方案成立的控制性地質(zhì)因素，管線主要采用埋管布置型式，沿溝谷布置，同樣存在基礎(chǔ)深覆蓋層及基礎(chǔ)開挖邊坡穩(wěn)定問題。隧洞段采用洞內(nèi)明管布置型式[3]。

中寨營隧洞隧洞埋深在30-120m，圍巖為三迭系下統(tǒng)T1f粉砂巖，受區(qū)域性朱昌斷層影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體呈互層-碎塊狀結(jié)構(gòu)，巖體完整性差，洞室圍巖以Ⅳ-Ⅴ類為主。

茨竹溝隧洞洞線埋深在10-150m，圍巖為三迭系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組(T1yn)灰?guī)r夾泥巖，受區(qū)域性朱昌斷層影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體呈互層-碎塊狀結(jié)構(gòu)，巖體完整性差，洞室圍巖以Ⅳ-Ⅴ類為主。

5 結(jié) 語

綜上所述，通過綜合分析比較規(guī)劃階段推薦工程總體布置方案為：夾巖水利樞紐工程通過在烏江左岸一級支流六沖河中游畢節(jié)市與納雍縣界河段夾巖壩址筑壩建庫，采取灌溉與城鄉(xiāng)及工業(yè)供水集中取水和輸水的方案，向畢-大新城區(qū)、大方片區(qū)、黔西片區(qū)、金沙片區(qū)、金遵片區(qū)(含遵義市城區(qū)、仁懷市城區(qū))、織納片區(qū)、維新片區(qū)、畢納赫片區(qū)(庫區(qū)提水)供水。

[1]李云，何偉，朱國金.輸水線路關(guān)鍵技術(shù)問題初探[J].人民長江，2013，44(12)：31-36.

[2]李集，盧浩，夏沅譜.巖溶隧道防突安全厚度研究綜述及估算方法探討[J].隧道建設(shè)，2014，34(09)：862-872.

[3]楊平，石長征，伍鶴皋，等.重力壩壩身管道布置形式對其抗震性能的影響[J].人民長江，2016，47(07)：59-63.

1007-7596(2017)10-0112-02

TU991.33

B

2017-09-14

簡從義(1973-)，男，貴州務(wù)川人，高級工程師，從事水利水電工程咨詢、設(shè)計管理工作。