引沁入汾和川取水输水工程输水线路方案比选

2017-01-20刘建玲

山西水利 2016年4期

关键词：进水塔沁河明渠

刘建玲

（临汾市水利勘测设计院，山西临汾 041000）

引沁入汾和川取水输水工程输水线路方案比选

刘建玲

（临汾市水利勘测设计院，山西临汾 041000）

为保证临汾市汾东地区工业用水及农业灌溉用水需要，以引沁入汾和川取水输水工程为例，综合考虑不同输水线路的地形地质条件，从施工条件、工程投资、运行管理等方面比较分析，选择最合理的建设方案，并在后续设计中对输水建筑物进一步优化，以达到设计合理、工程经济的目的。

输水线路；线路布置；引沁入汾和川取水输水工程

1 工程概况

引沁入汾和川取水输水工程包括枢纽工程和输水工程两部分。枢纽工程位于临汾市安泽县和川镇岭南村东的沁河干流上，总库容989万m3，大坝为砌石重力坝，最大坝高27m，工程等别为Ⅲ等，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为500年一遇，是一座以城市及工业供水、农业灌溉为主，兼有防洪等综合利用的水利枢纽工程。输水工程从枢纽取水，输水至安泽县城北的草峪岭隧洞，设计流量17m3/s，工程等别为Ⅳ等，干渠及其主要建筑物的级别为4级，次要及临时建筑物级别为5级。建筑物设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为50年一遇。

输水工程在枢纽工程左岸进水塔取水，进水塔布置在沁河左侧岸坡上，进口底高程885.0m，为有压短进口后接无压输水隧洞，后经输水建筑物向东南输水至已建成的草峪岭隧洞。

2 地质条件

输水线路范围内地形较复杂，水系发育，东西部均为基岩山区，地形起伏较为明显，北部发育黄土梁峁，地面高程888.0～1083.0m，西南部山顶高程1000m，李垣河自西北向南汇入沁河；沁河由北向南通过本区，河道弯曲呈“S”型，河流发育一、二级阶地。输水建筑物主要以岩质隧洞和岩基过沟建筑物为主，海拔高程1102.0～850.0m。

区内出露地层岩性为二迭系上统石千峰组，三迭系下统刘家沟组，第四系中更新统洪积物，第四系全新统冲、洪积物。线路范围内无活动性断层分布，不存在滑坡或大的不稳定岸坡，场地稳定性较好，地下水埋深较浅，水量较小。输水线路沿线地层变化较小，基岩出露较多，地质条件较简单，隧洞围岩主要为砂岩、砂质泥岩、泥岩，工程地质条件较好，具有成洞条件。

3 输水线路布置比选

输水工程线路起点为枢纽工程左岸进水塔，终点为草峪岭隧洞进口。根据线路范围内地形地质条件，结合实地调查及勘探情况，拟选3个线路布置进行比较分析，最终确定合理的输水线路。

3.1 隧洞输水方案（方案一）

输水线路自进水塔（0+000—0+018）出口，向东南过1号隧洞（0+018—1+040）长1.022km，1号涵洞（1+ 040—1+065）及1号明渠（1+065—1+320），设石渠渡槽（1+320—1+865）跨水库下游沁河河道，然后转向西南经2号涵洞（1+865—1+897），过2号隧洞（1+897—7+ 769）长5.872km，及3号涵洞（7+769—7+791），设李垣河渡槽（7+791—8+154），跨李垣河后再转向西南经4号涵洞（8+154—8+221），过3号隧洞（8+221—9+716）长1.495km，5号涵洞（9+716—9+809）及2号明渠（9+ 809—9+819），与已建成的草峪岭隧洞进口相连。

线路总长9.819km，建筑物包括进水塔、隧洞、涵洞、渡槽及明渠。其中隧洞3条，长8.389km，占线路总长的85.44%，2号隧洞较长，在桩号3+256，4+326，5+ 801处设施工支洞3条，涵洞5条，长0.239km，渡槽2座，长0.908km，明渠2座，长0.265km。

方案一的特点是线路短而顺直，隧洞占线路长度的比例最大，建筑物数量较多。

3.2 边山明渠输水方案（方案二）

输水线路自进水塔（0+000—0+018）出口，向东南过1号隧洞（0+018—1+080），设石渠渡槽（1+080—1+ 900），跨水库下游沁河河道，然后沿沁河岸边设边山1号明渠（1+900—9+584）长7.684km，经2号隧洞（9+ 584—10+719），穿越关圣岭，设李垣河渡槽（10+719—11+219），跨李垣河后，经2号边山明渠（11+219—12+ 225）长1.006km，在苹果园处过3号隧洞（12+225—12+700）与已建成的草峪岭隧洞进口相连。

线路总长12.7km，建筑物包括进水塔、隧洞、渡槽及明渠。其中隧洞3条，长2.672km，渡槽2座，长1.32km，明渠2座，长8.69km，占线路总长的68.43%。方案二线路的特点是线路整体比较长，明渠占线路长度的比例较大，建筑物数量较少。

3.3 渡槽、明渠输水方案（方案三）

输水线路自进水塔（0+000—0+018）出口，向东南过1号隧洞（0+018—1+100）长1.082km，后设1号渡槽（1+100—2+500）跨沁河河道，在渡槽出口沿沁河左岸设边山1号明渠（2+500—3+330）长0.83km、2号明渠（3+330—3+750）长0.42km，后接2号渡槽（3+750—4+ 150）跨越沁河河道，在渡槽出口沿沁河右岸设边山3号明渠（4+150—5+230）长1.080km，后设3号渡槽（5+230—5+850）跨越沁河河道至小黄庄，渡槽出口依次接2号隧洞（5+850—6+230），4号明渠（6+230—7+ 000）长0.77km，3号隧洞（7+000—8+050），后沿沁河左岸设5号明渠（8+050—10+850）长2.8km至东庄转向西北设4号渡槽（10+850—12+100）跨越沁河河道，沿沁河右岸边山6号明渠（12+100—13+650）1.55km、4号隧洞（13+650—14+215），与已建成的草峪岭隧洞进口相连。

线路总长14.215km，建筑物包括进水塔、隧洞、渡槽及明渠。其中隧洞4条，长3.077km，渡槽4座，长3.67km，明渠6座，长7.45km，占线路总长的52.41%。

方案三的特点是线路多次跨越沁河河道，整体最长，建筑物数量最多，明渠占线路长度的比例较大。

3.4 输水线路比选分析

三个输水线路方案起点、终点位置相同，全部为自流输水，且线路相距不远，地质及水文地质条件基本接近。从线路长度、工程量及工程投资、施工条件、工程运行管理等方面进行比较分析，结果见表1。

通过表1可知，方案一线路短而顺直，方案二、方案三线路曲折且较长，方案二线路比方案一线路长2.881km，方案三线路比方案一线路长4.396km。从工程投资来看，方案一最省，方案二次之，方案三最大。从施工条件来看，方案一工程以隧洞为主，设有3处支洞，施工条件单一，干扰小；方案二工程以边山明渠为主，沿线地形高差大，坡度陡，跨越沟道多，且沿途边山岩体陡峭，渠道开挖深度在7～18m之间，开挖量大，施工困难较大。方案三工程以渡槽、明渠为主，多次跨越沁河，明渠施工条件相对方案二难度小，但渡槽施工相对困难。方案二、方案三明渠段经过飞岭、高壁等村镇，需拆除民房，且工程永久占地多，施工干扰大。明渠段沿山坡公路边布置，黄土坡存在沉陷问题，岩基存在渗漏问题，对公路安全存在隐患，李垣河段山体存在滑坡体，对渠道安全不利。从工程管理来看，方案一隧洞占线路总长比例较大，明渠及渡槽占总长比例较少，工程运行管理方便，方案二、方案三边山明渠占线路总长比例较大，边山渠道汛期洪水及泥沙汇入渠道，会造成渠道淤积影响过流，给工程运行管理带来不便。

综上所述，方案一线路短而直，投资省较为经济，施工方便，运行管理方便，故推荐选用方案一。