南水北調中線給水區輸水工程管道布設分析

孟東勇

（孟州市水利局，河南 孟州 454791）

1 工程概況

南水北調中線輸水工程設計取水8 400 萬m3/a，分兩期取水，一期從10號口門主管道西平分水口取水4 000萬m3，二期進一步從10號口門取水4 400萬m3。工程規模按二期工程規模考慮，設計管線為一期工程（兼做部分二期）輸水管線，并且樁號K0+250.00處預留二期工程接入口，屆時，工程全部從10號口門取水，年取水量8 400萬m3。根據工程實際情況，參照有關資料和已建工程經驗，管道沿程漏損水量按供水量的10%計；凈水廠自用水量，一般取水廠供水的5%～10%，根據各受水水廠具體情況確定。

2 管線平面布設分析

2.1 主管線平面布置

經布設分析南水北調中線輸水工程輸水管線起點位于西平預留分水口（X=3 710 193.36，Y=500 754.72），終點為平輿縣水廠（X=3 644 155.48，Y=557 437.12）。采用DN1000鋼管續接原西平分水口三通支管控制閥，進入新建高位水池，池后接總管。輸水主管線接入高位水池后由北向東南沿自然地形結合布置原則進行布置，總管道采用DN2000DIP 管，樁號K0+250.00 處預留二期工程接入口。在樁號K8+077.91 向西平縣規劃水廠分水，分水后沿管道東南方向在樁號K28+077.91 漸變為DN1800DIP 管，之后管道繼續向南在樁號K37+181.07 處向上蔡縣蓄水池分水，分水后管道漸變為DN1600TPEP 管，管道繼續向南在樁號K47+181.07 處漸變為DN1400TPEP 管，然后在樁號K63+338.05 向汝南縣蓄水池分水，分水后管道漸變為DN1200TPEP 管，之后沿東南方向在樁號K88+338.05 管徑漸變為DN1000TPEP 管，最后在樁號K99+208.52 規劃平輿縣水廠附近結束，主管線全長99.21 km。

2.2 西平縣水廠支線

西平縣水廠支線分水口設置在西平縣武崗村以南，主管線樁號K8+077.91 處西側（支管樁號X0+000.00），輸水管道采用DN700TPEP 管，管道總體沿西南方向布置，在樁號X3+800.00處漸變至DN600TPEP管繼續輸水至樁號X4+398.57 進入規劃水廠附件，管道全長4.40 km，在樁號X4+200 處設分水三通進入西平蓄水池，分支線長約100 m。

2.3 上蔡縣水廠支線

上蔡縣水廠支線分水口設置在上蔡縣大路李鄉林場以南約800 m，主管線樁號KK37+181.07 處東側（支管樁號S0+000.00），輸水管道采用DN1200TPEP 管，管道總體沿東向布置，在樁號S3+512.60進入蓄水池，管道全長3.51 km。

2.4 汝南縣水廠支線

汝南縣水廠支線分水口設置在汝南縣新莊以東約400 m，主管線樁號K63+338.05處西側（支管樁號R0+000.00），輸水管道采用DN600TPEP 管，管道沿東南方向布置，在樁號R0+450.00漸變為DN500TPEP 管道后在樁號R0+656.48 處進入水廠，管道全長0.66 km。

主線、支線輸水線路特性分析見表1。

表1 輸水線路特性分析表

3 管道縱剖面設計分析

經布設分析南水北調中線輸水工程輸水管線起始于西平分水口，終點分別為西平縣蓄水池、上蔡縣蓄水池、汝南縣蓄水池、平輿縣蓄水池。高位水池底板高程為52.50 m，最低控制水位為81.00 m，起點管中心高程為54.00 m，終點管道中心高程為43.70 m，工程共布置主管線1條，支管線3條。

3.1 輸水主管線（分水口至平輿縣水廠）

輸水管道起點位于西平分水口，樁號K0+000.00，管中心高程為54.00 m，終點為平輿縣水廠，樁號為K99+208.52，管中心高程43.70 m，最大縱坡為42.74%。

3.2 西平縣水廠支線

西平縣水廠支線起點在主管線樁號K8+077.91處，管中心高程為47.02 m，終點為西平縣蓄水池，管中心高程為55.65 m，最大縱坡為8.16%。

3.3 上蔡縣水廠支線

上蔡縣水廠支線起點在主管線樁號K37+181.07處，管中心高程為48.47 m，終點為上蔡縣蓄水池，管中心高程為73.20 m，最大縱坡為5.79%。

3.4 汝南縣水廠支線

汝南縣水廠支線起點在主管線樁號K63+338.05處，管中心高程為45.94 m，終點為汝南縣蓄水池，管中心高程為50.25 m，最大縱坡為4.82%。

4 管道橫斷面布設分析

經布設分析南水北調中線工程輸水管道的管徑為2 000，1 800，1 600，1 400，1 200，1 000，700，600，500 mm，根據地質勘探成果，工程管槽開挖邊坡設計為1∶1.25，管道下方均設0.15 m中粗砂墊層。

5 管道穿越工程布設分析

5.1 穿越河道管道的布設分析

經布設分析駐馬店南水北調中線工程輸水線路沿途穿越河流、溝渠20處，穿越長度3 308 m，其中流域面積大于20 km3以上的河流6 條7 處，穿越長度1 413 m，施工采用直接開挖倒虹吸穿越，其中小洪河和重要干支渠采用頂管穿越。

5.2 穿越滯洪區管道的布設分析

經布設分析輸水管線從應莊村以西進入老王坡滯洪區，途經于劉村西、武崗村西，穿越淤泥河、京廣鐵路，最后經過李莊杜村以東，于小郭莊村南穿越小洪河出滯洪區，管道在滯洪區內設計樁號K1+800.00～K16+100 及西平支線X0+000.00～X3+900，穿越長度18.20 km。穿越段管材采用DIP管（主管）和TPEP 管（支管），其中2 座帶電閥門及12 座排氣閥井頂高程為58.16 m，其余閥井頂高程與地面齊平。

5.3 穿越道路管道的布設分析

經布設分析駐馬店南水北調中線工程輸水線路沿線穿越道路339條，穿越長度總計2 722 m，其中等級公路7條8處，分別為京港澳高速公路、周南高速（在建）、S331省道、S333省道、S219 省道（開龔公路）、S206 省道、西漯河快速通道，采用頂管施工；車流量大的城區道路采用頂管施工，對于車流量較小的城區道路和縣級以下道路，具備大開挖施工的條件，全部采用明挖直埋施工，然后恢復原路面。

5.4 穿越鐵路管道的布設分析

經布設分析輸水工程共計穿越鐵路2次，分別為京廣鐵路一次，平輿縣廢棄鐵路一次，其中京廣鐵路穿越工程設計由業主單獨委托中鐵武漢勘察設計研究院有限公司設計，投資納入項目。平輿縣廢鐵路，采用頂管穿越。

6 管道配件及附屬設備的布設分析

管道配件指彎管、三通、轉換件、異徑接頭及止推環等管件，經設計分析南水北調中線工程管材采用DIP 管和TPEP管。其中彎管205個，包括平面彎管86個，豎向彎管197個，總長426 m，設置413處三通。根據輸水管線布置、地形條件及功能要求，在輸水管道沿線布置相應的管道附屬設備。經設計分析主要附屬設備有控制閥、調節閥、檢修閥、進排氣閥、放空閥及檢修排水設備、流量計及其他附屬設備等。

7 高位水池管道布設分析

經設計分析采用鋼管直接與西平縣預留分水口控制閥對接，在樁號K0+070.00 設高位水池，水池采用圓形水池，內徑9.00 m，壁厚1.60～1.00 m，池底高程52.50 m，頂板高程97.30 m，池深44.50 m，管道進口中心線高程54.00 m，管道出口中心線高程54.00 m。池頂設頂板，板厚0.30 m，設通氣孔，池底設放空管，管徑為300 mm。水池頂部設溢流管，溢流高程為91.50 m。水池底板底厚2.00 m，底板下設C30鋼筋混凝土承臺放大基礎，直徑為22.00 m，承臺下設C30鋼筋混凝土灌注樁，樁徑1.00 m，間排距3.00 m，環形布置，樁深30.00 m。