夾巖水利樞紐工程輸水管線選線原則及方案比選

簡從義

(貴州省畢節市勘測設計研究院，貴州 畢節 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

(貴州省畢節市勘測設計研究院，貴州 畢節 551700)

在水利工程建設中，輸水工程投資比重比較大，輸水管線設置不僅會影響工程建設成本，而且還對于水利工程日常運行效果也會產生較大影響。因此，對水利工程輸水管線進行優化設計至關重要。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劃的基礎上進行分析與研究擬定渠線布置原則如下：①輸水線路布置應盡可能覆蓋更多的灌區，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現有水庫進行調蓄，以減小渠道規模；兼顧到沿程鄉鎮供水。③渠線盡可能避開村寨和人口密集區，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、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合，發揮各自的優點，選擇最佳組合。⑥渠線要盡可能線短、順直規整，以減小水位差和工程量[1]。

2 灌區概況

灌區位于畢節、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。灌區主要分布的山脈有畢節、大方、納雍、織金一帶的烏蒙山脈，遵義、仁懷一帶的大婁山脈。根據灌區地形特征，分畢節—大方片區、納雍—織金片區、黔西—金沙片區、金沙—遵義片區。

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)。

根據現場調查，兩方案均已基本避開煤礦采空區，不存在影響線路方案成立的控制性地質因素，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、涌泥等不良地質問題。總體來看方案一跨河建筑物規模較方案二的短，但其施工支洞的建設條件較方案二的陡、長；方案二位于白甫河段巖溶較發育，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永寧鎮組第一至四段(T1yn1-4)泥質白云巖、灰巖、蠕蟲狀灰巖、泥巖，夜郎組(T1y1-3)暗紫色夾灰綠色薄至中厚層粉砂質泥巖、砂質泥巖夾灰巖、泥灰巖。前段洞線埋深在15-220m之間，進出口均為橫向坡，基巖裸露，自然邊坡穩定性較好，易掛洞，節理裂隙較發育，完整性較差，屬IV類圍巖；洞身段以灰巖、蠕蟲狀灰巖、白云巖、泥質白云巖為主，為硬質巖，巖體較新鮮完整，屬Ⅲ-IV類圍巖；灰巖段洞身受巖溶管道影響較大，可能出現突水、涌泥現象[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片區供水，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的用水問題，但是輸水線路長，且由于城市的方展，城關鎮一帶居民點較多，干擾大；項目建議書階段在此基礎上選擇了輸水線路出附廓水庫后，在洪水鄉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 庫內提水方案輸水線路

庫內提水方案：泵站高位水池位于庫內提水泵站山頂平臺，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，沿途經過涼水井—田壩—坪子上—伍坪—新寨—大寨—岔河鎮—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。地表調查管線沿線未發現大規模滑坡體存在，無影響初選線路方案成立的控制性地質因素，管線主要采用埋管布置型式，沿溝谷布置，存在基礎深覆蓋層及基礎開挖邊坡穩定問題。伍坪隧洞段采用洞內明管布置型式，洞線埋深在10-150m，圍巖為三迭系下統T1f粉砂巖夾泥巖和三迭系下統永寧鎮組(T1yn)灰巖夾泥巖，巖層軟硬相間，受區域性朱昌斷層影響，節理裂隙發育，巖體呈互層-碎塊狀結構，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，沿途經過中寨營—東關鄉—大海子—茨竹溝—羅家寨—岔河鎮—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。地表調查管線沿線未發現大規模滑坡體存在，無影響初選線路方案成立的控制性地質因素，管線主要采用埋管布置型式，沿溝谷布置，同樣存在基礎深覆蓋層及基礎開挖邊坡穩定問題。隧洞段采用洞內明管布置型式[3]。

中寨營隧洞隧洞埋深在30-120m，圍巖為三迭系下統T1f粉砂巖，受區域性朱昌斷層影響，節理裂隙發育，巖體呈互層-碎塊狀結構，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，圍巖為三迭系下統永寧鎮組(T1yn)灰巖夾泥巖，受區域性朱昌斷層影響，節理裂隙發育，巖體呈互層-碎塊狀結構，巖體完整性差，洞室圍巖以Ⅳ-Ⅴ類為主。

5 結 語

綜上所述，通過綜合分析比較規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市與納雍縣界河段夾巖壩址筑壩建庫，采取灌溉與城鄉及工業供水集中取水和輸水的方案，向畢-大新城區、大方片區、黔西片區、金沙片區、金遵片區(含遵義市城區、仁懷市城區)、織納片區、維新片區、畢納赫片區(庫區提水)供水。

[1]李云，何偉，朱國金.輸水線路關鍵技術問題初探[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，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，貴州務川人，高級工程師，從事水利水電工程咨詢、設計管理工作。