簡議供水工程輸水線路的選擇

□郝新慧（臨汾市水利勘測設(shè)計院）

1 工程概況

浮山縣地處太岳山南麓，臨汾盆地東沿。西接堯都區(qū)、襄汾縣，南臨翼城，東連安澤、沁水，北接古縣，總土地面積為940km2。

根據(jù)《浮山縣國民經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃綱要》，要深入推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、工業(yè)新型化、文化產(chǎn)業(yè)化、城鄉(xiāng)生態(tài)化、民生普惠化為主要內(nèi)容的“五化”戰(zhàn)略，其中山西中強煤焦電化材一體化工業(yè)園區(qū)、北王農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)、城北科技工業(yè)園區(qū)、城北農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)、張莊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)等為規(guī)劃綱要的重要組成部分。為此開辟新水源、建設(shè)供水工程滿足工農(nóng)業(yè)項目及城市用水需要、支撐和促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展是非常必要和迫切的。臨汾市引沁入汾浮山供水工程，是和川取水輸水工程的配套工程，本工程實施后，可向山西中強煤焦電化材一體化工業(yè)園區(qū)提供工業(yè)用水950萬m3，供水保證率為95%；每年可為北王農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)提供農(nóng)業(yè)用水630萬m3，灌溉保證率為50%。

2 輸水線路方案比選

2.1 概況

供水工程自草峪嶺隧洞出口取水，后接供水總干渠，浮山干渠，供水支管，沿太岳山西側(cè)南行向北王農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)和山西中強煤焦電化材一體化工業(yè)園區(qū)供水。

本工程擬定高低線兩個方案（即：方案一、方案二），低線方案一線路偏西，從草峪嶺隧洞出口到劉村溝暗渠止，接浮山干渠東坡上隧洞（原沁河灌區(qū)總干中段線路）。高線方案二線路偏東，從草峪嶺隧洞出口到羅圈凹隧洞出口止，接浮山干渠為趙家坡隧洞。兩者線路大致平行，唐閣河以上段相距較遠，唐閣河以下段基本靠近，處于同一個地質(zhì)構(gòu)造單元和水文地質(zhì)單元。將擬定的兩個方案分析比較，最終確定經(jīng)濟合理的供水線路。

2.2 方案一

方案一為低線方案，總干工程起點位于引沁入汾草峪嶺隧洞出口，采用原規(guī)劃的引沁入汾總干渠中段線路，終點劉村凸隧洞出口，分水閘后接浮山干渠東坡石隧洞出口至北王鄉(xiāng)。浮山干渠末端設(shè)出水池接3km長的工業(yè)供水支管至山西中強煤焦電化材一體化工業(yè)園區(qū)，0.10km的農(nóng)業(yè)灌溉支管通過北王農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)兩條供水支管道。方案一供水干渠分段長度見表1。

該方案供水線路總長23.25km，其中：總干渠長21.56km，分別有巖質(zhì)隧洞11座，總長19.93km；渡槽8座，總長1.31km；暗渠3條；總長0.32km。浮山干渠（東坡石隧洞）長1.69km。

方案一工程直接費用33780.65萬元。

2.3 方案二

方案二為高線方案，工程起點位于引沁入汾草峪嶺隧洞出口（樁號0+000），規(guī)劃線路為直線方案，采用隧洞與渡槽相結(jié)合的線路。線路整體位于方案一的東側(cè)，至羅圈凹隧洞出口（樁號18+360）止，在羅圈凹隧洞出口處設(shè)分水閘及泄水閘聯(lián)合建筑物，泄水直接泄入燕凹溝河道，分水閘后接浮山干渠趙家坡石隧洞至北王鄉(xiāng)以及兩條工、農(nóng)業(yè)供水支管道至浮山縣城西北蓄水池，浮山干渠末端設(shè)出水池接3km長的工業(yè)供水支管至山西中強煤焦電化材一體化工業(yè)園區(qū)，0.10km長的農(nóng)業(yè)灌溉支管通過北王農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)。方案二供水干渠分段長度見表2。

該方案供水線路總長20.56km，其中：總干渠長18.36km，分別有隧洞3個，總長17.68km；渡槽2座，總長0.43km；暗渠1條，總長0.25km。浮山干渠（趙家坡石隧洞）長2.20km。

方案二工程直接費用26839.50萬元。

2.4 總干渠輸水線路方案比選結(jié)論

方案比選主要從地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、施工條件、線路長度、運行管理及工程投資等方面進行分析對比。

2.4.1 地形地貌方面

表1 方案一供水干渠分段長度表

表2 方案二供水干渠分段長度表

兩個方案供水線路范圍內(nèi)地形較復(fù)雜，水系發(fā)育，溝壑縱橫，大部分為基巖山區(qū)和黃土梁、峁，地形起伏較為明顯，為黃土覆蓋的低山丘陵區(qū)地貌單元，海拔高程805～1048m，相對高差200～240m。

2.4.2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件方面

供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1102～850m，在方案一總干渠樁號0+000～1+520、16+260～21+562與方案二總干渠樁號0+000～1+500、12+750～18+360兩段，兩個方案線路相近，工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件基本相同。

方案一總干渠樁號1+520～16+260與方案二總干渠樁號1+500～12+750段兩條供水線路相距較遠，工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件有所不同，兩個方案的特點如下：

方案一主要以巖質(zhì)隧洞和巖基過溝建筑物為主，海拔高程849～1044m，相對高差190m左右。分布有8座基巖隧洞和7座渡槽、2條暗渠過溝建筑物，浮山干渠隧洞1座。地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育，斷層與隧洞相交的有15條，6條背向斜，穿過地質(zhì)條件較為復(fù)雜。

方案二在樁號1+500～12+750段為13km長的巖石隧洞，是1#郭店隧洞通過段，處于基巖溝壑區(qū)，海拔高程862～1102m，相對高差240m。地形起伏較大，溝谷發(fā)育，上部為大面積黃土覆蓋，下部為基巖，該段構(gòu)造不太發(fā)育。

2.4.3 施工條件方面

方案一隧洞及過溝建筑物多，供水線路長而曲折，但施工現(xiàn)場距離縣級公路較近，施工條件便利。方案二隧洞長，占地面積小，供水線路較短，但臨時施工道路修建距離較長，斜井支洞要求較多，施工條件較差。

2.4.4 線路長度方面

方案一供水干渠線路長而曲折，長度為23.25km，較方案二長2.69km。

2.4.5 運行管理方面

方案一施工占地多，建筑物共24座，運行管理不便且費用較高。方案二隧洞占總線路的96.54%，供水干渠隧洞線路短而順直，長度僅為18.36km，施工占地較少，建筑物共6座，運行管理便利且費用較少。

2.4.6 工程投資方面

方案二的工程直接費用比方案一少6941.15萬元。

以上兩方案根據(jù)地形地貌，工程及水文地質(zhì)條件，地質(zhì)構(gòu)造，結(jié)合水工設(shè)計，工程量，交通條件，經(jīng)濟對比等總體分析，方案二優(yōu)于方案一，所以方案二作為推薦方案。

3 總結(jié)

在供水工程中，線路的選擇是設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)之一。我國已建工程中，由于線路布置不合理和施工方法欠妥而發(fā)生的事故不少。例如，引青濟秦引水工程中的某段隧洞，開挖過程中出現(xiàn)塌方，幾經(jīng)處理仍控制不住塌方面積擴大，最終形成通天塌方漏斗，造成巨大損失，其原因主要是地質(zhì)資料不足。

因此，在勘察設(shè)計中，勘察設(shè)計人員應(yīng)嚴(yán)格遵守各項標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程，對工程質(zhì)量負責(zé)。對每一項工程，一定要通過嚴(yán)格的技術(shù)經(jīng)濟評價，確定合理的方案。