青龙县县城供水工程集水廊道设计

2011-02-28毕东华

水科学与工程技术 2011年1期

关键词：集水潜流检查井

毕东华

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津 300250）

青龙县县城供水工程集水廊道设计

毕东华

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津 300250）

据青龙县县城用水现状分析，以都源河为水源地，兴建县城供水工程。工程采用截取都源河潜流作为供水水源，截潜流建筑物采用干砌石集水廊道，集水效果明显，受力条件及稳定性能好。

青龙县；县城供水；截潜流；干砌石集水廊道

1 工程概况

青龙满族自治县位于河北省东北部，隶属秦皇岛市。目前县城用水量不断增加，县城现有供水能力已不能满足县城近期用水的需要。另外，县城部分浅层地下水水质已受到不同程度的污染，供水设施陈旧，供水设备落后，供水安全可靠性差，同时超采、滥采地下水现象严重。因此，为彻底解决县城供水问题和保证经济持续发展，急需兴建县城供水工程。

青龙县县城供水工程水源地为都源河，采用截取都源河潜流作为供水水源，截潜流集水构筑物采用干砌石集水廊道，供水规模为1.0万m3/d。

2 集水廊道布置

集水廊道布置于都源河上游大营子附近的主河床上，布置方位与主河床走向垂直，总长220m。集水廊道左端接检查井，右端接连接池，经输水钢管至集水井，输水钢管段设阀门井。根据工程地质勘察报告，截潜流工程区第四系松散地层厚度变化不一，上部为冲洪积区，表层局部有耕土，厚0.4m，其余为卵砾石，卵砾石内充填粗砾砂，含漂石，层厚3.0～7.0m；基底岩性为吕梁期强风化混合花岗岩，岩石裂隙发育。集水廊道坐落在基岩上，廊道顶埋深（含水层厚）6.0m。

3 集水廊道设计

根据工程特点，集水设计选取了干砌石集水廊道和铺设完整式渗渠2个方案进行比较，由于干砌石集水廊道在结构工作性能、运用管理及施工条件等方面具有明显优势，因此确定采用干砌石集水廊道截取都源河潜流。

3.1 干砌石集水廊道

干砌石集水廊道采用干砌料石砌筑，断面采用城门洞型，断面净尺寸1.5m×2.0m，顶拱中心角180°，顶拱厚0.5m，侧墙顶厚0.5m，底厚0.75m。集水廊道左端接检查井，右端接连接池及集水井，廊道底纵坡0.2%，基础均为强风化混合花岗岩。

3.2 反滤体

反滤体沿集水廊道外周布设，纵向包裹整个廊道，集水廊道两侧反滤料的填筑坡度均为1∶0.2。反滤体共分3层，顺水流渗透方向，3层反滤依次为砾石、小卵石和卵石，每层厚分别为0.3，0.3，0.3m，粒径分别为7～20，20～60，60～150mm。反滤体外围回填河床砾、卵石至河底。集水廊道标准断面见图1。

3.3 连接池

连接池为钢筋混凝土结构，左端与集水廊道相接，右端通过输水钢管与集水井相接，长3.0m。连接池断面为矩形，断面净尺寸为1.5m×2.5m，顶、底板及侧墙厚均为0.5m。连接池基础为强风化混合花岗岩。

输水钢管进出口分别与连接池及集水井相接，长5.0m。钢管管径为0.5m。

3.4 集水井

集水井布设于集水设施末端，衔接输水钢管出口和引水隧洞进口，为钢筋混凝土结构，内径3.0m，井壁及顶、底板厚0.5m，顶部设准800mm进人孔，钢盖板密封，井壁设钢爬梯。集水井底板较引水隧洞进口底低0.74m，以利沉砂，井顶高出地面0.5m。集水井基底坐落于岩基上。

3.5 检查井

考虑到集水廊道断面尺寸较大且长度较短，故只在集水廊道始端设1座检查井。检查井为钢筋混凝土结构，内径2.0m，井壁及顶、底板厚0.4m，顶部设准800mm进人孔，钢盖板密封，井壁设钢爬梯。检查井底板较集水廊道进口底低0.5m，以利沉砂，井顶高出地面0.5m。检查井基底坐落于岩基上。

3.6 阀门井

考虑检修方便及工程运行管理需要，于集水井进口输水钢管处设DN500手动蝶阀1个及阀门井1座。阀门井为钢筋混凝土结构，内径1.2m，井壁及顶、底板厚0.3m，顶部设准800mm进人孔，钢盖板密封，井壁设钢爬梯。

3.7 集水廊道出水量计算

集水廊道出水量按集取河床渗透水完整式公式计算，计算公式为：

式中 Q为集水廊道出水量（m3/d）；α为淤塞系数，α＝0.8；L为集水廊道长度（m），L＝220；K为渗透系数（m/d），K＝8.64；Hy为河流水面至集水廊道顶的深度（m），Hy＝3.2；H0为集水井内水位对集水廊道出口所施水压（m），H0＝0.5；T为含水层平均厚度（m），T＝5；d为集水廊道宽度（m），d＝1.5。

经计算，集水廊道出水量为1.2万m3/d，满足工程供水量需要。