罗田水库—铁岗水库输水隧洞工程输水线路布置

向光红 张彪 李永科 邓香坤

摘要：随着城市建设的快速发展，城市区域内调水工程已成为解决水资源供求矛盾、完善水资源配置的重要举措。但城市密集建成区内交叉建筑物、环境敏感区、土地属性等边界条件复杂多样，还需兼顾多个供水对象，对输水工程选线选址提出了挑战。依托罗田水库—铁岗水库输水隧洞工程现状，对其输水线路布置进行了分析和研究，提出了输水线路的布置原则，并拟定了西线浅埋隧洞方案、西线深埋隧洞方案和东线深埋隧洞方案等3种方案，根据建设投资、对城市的影响、工期与费用综合比选，最终推荐该工程采用东线深埋隧洞方案。工程实践表明：该设计方案合理可靠，布置原则及方法可为类似工程选线选址提供借鉴。

关键词：输水隧洞工程； 线路布置； 分水支线； 调水工程； 城市供水； 罗田水库； 铁岗水库

中图法分类号： TV743

文献标志码： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.S1.028

0引 言

随着城市化进程的加速推进，城市用水需求不断增加，水资源时空分布不均衡问题日益突出［1］。党的十九届五中全会提出：统筹推进基础设施建设，加强水利基础设施建设，提升水资源优化配置和水旱灾害防御能力。水资源及供水成为保障国家安全、推进基础建设、维护经济发展和提高人民生活的重要主题。为了缓解不同区域之间的水资源供求矛盾、完善水资源配置体系，需大力推进城市水网工程建设，一大批城市长距离输水隧洞工程应运而生［2-3］。

城市输水隧洞工程具有以下特点：

① 供水对象（受水点）较多；

② 穿越铁路、城市交通轨道、高速公路等交通设施较多；

③ 穿越高压线塔、石油管道、燃气管道较多；

④ 涉及高层建筑较多；

⑤ 涉及森林公园、湿地公园、自然保护区等环境敏感区较多。

输水隧洞的选线选址决定了工程的经济性、合理性和可行性［4-5］。

本文以罗田水库—铁岗水库输水隧洞工程为例，介绍输水隧洞工程在城市密集建成区选线选址的原则和方法，以期为类似城市输水工程选线选址提供参考。

1工程概况

罗田水库—铁岗水库输水隧洞工程是珠江三角洲水资源配置工程在深圳市境内配套项目之一。工程全线位于深圳市西部宝安区和光明区，主要任务是将西江来水在深圳市境内进行合理分配和使用，实现新增境外水的优化配置，并保障西部片区的供水，满足远期宝安区、光明区、南山区（部分）的供水要求［6-7］。工程输水线路从罗田水库进水口起，沿途向罗田、五指耙、长流陂等3座水厂供水，终点为铁岗水库出水口（图1）。

工程主要建筑物包括：进水口、出水口、输水干线、与深圳支线连通隧洞、3座工作井、2座地下阀室、3条检修交通洞、至各水厂分水支线、1座罗田水厂提水泵站及罗田水库应急放空洞。

2输水线路布置方案拟定

罗田水库、铁岗水库均位于深圳市宝安区，两水库总体呈南北向分布。经输水隧洞条数比选，拟建1条输水干线，罗田水厂、五指耙水厂、长流陂水厂各1条分水支线，以及与深圳分干线连通隧洞。

2.1布置原则

输水线路布置应遵循以下原则：

（1） 线路布置应与供水对象（罗田水厂、五指耙水厂、长流陂水厂等）相衔接，满足水资源配置方案确定的供水任务、供水范围。

（2） 兼顾输水干线及分水支线长度，控制工程投资。

（3） 应符合城市土地利用规划，宜尽量沿现有道路、绿地等公共区域布置，尽量控制穿越城区段线路长度。

（4） 线路尽量布置于地质构造简单、地层结构稳定、水文地质条件简单的地段。

（5） 兼顾沿线各工作井、分水井布置。

（6） 隧洞布置应尽量避开高压线塔、石油管道、燃气管道等对沉降控制较为严格的能源输送通道。

（7） 隧洞穿越铁路、城市交通轨道、高速公路等交通设施时应尽量从填方路基段和高架桥桥墩中央穿过，尽量远离桥墩桩基，且尽可能呈大角度穿越。

（8） 隧洞穿越河道时，应尽量沿垂直方向穿越，减少穿越长度。

（9） 隧洞应尽量避免从高层建筑下方穿过，穿越低层建筑时洞身尽量处于岩层。

（10） 为满足TBM转弯和内衬钢管运输要求，隧洞转弯半径不应小于300 m。

综合现场查勘、沿线工作井布置等因素，共拟定3种布置方案，即西线浅埋隧洞方案、西线深埋隧洞方案及东线深埋隧洞方案。

2.2西线浅埋隧洞方案

该方案主要建筑物包括：进水口、出水口、7座工作井（含1条水平洞，兼作检修交通洞）、30座顶管井等。

输水线路从罗田水库进水口起，沿罗田水库西南方向，斜穿龙大高速、广深港铁路后，沿燕山大道穿越茅洲河，由北往南接松岗大道后转东南侧至外环高速与新玉路交叉口处，近南北向接至铁岗水库出水口。该方案线路总体布置见图2。

进水口位于罗田水库南侧罗1-1汊处，由拦沙坎、引水渠、进水塔组成。进水塔采用塔式，纵轴线方向为NE69°。

输水干线长约23.60 km。其中钻爆段长0.22 km，内径5.60 m；埋管段长0.86 km，采用2根DN3800钢管；TBM段长17.37 km，内径5.60 m；顶管段长5.33 km，采用2根DN3800钢管。

为保证各工况罗田水厂可正常供水，设2条分水支线，分别与取水口、1号工作井连接，支线长度约为1.13 km，隧洞内径3.20 m。五指耙水厂分水支线长约1.35 km，隧洞内径2.00 m。长流陂水厂分水支线长约0.84 km，隧洞内径2.80 m。与深圳支线连接线长约1.20 km，洞径5.00 m。

1号、3号、7号工作井为TBM接收井，2号、4号、5号工作井为TBM始发井，6号工作井为TBM始发井（后期兼作检修交通洞），进洞口位于玉律临时受纳场南侧山地，顶管工作井共布置30座。

工程出水口位于铁岗水库北侧黄麻布河口铁汊4东侧，由镇墩、阀室间、闸室段、消力池段组成。出水塔采用塔式，纵轴线方向为NW60°。

2.3西线深埋隧洞方案

该方案自罗田水库取水，沿途分别向罗田水厂、五指耙水厂、长流陂水厂及铁岗水库输水，主要建筑物包括：进水口、出水口、5座工作井（含1条水平洞，兼作检修交通洞）、1座分水井及检修交通洞等。

输水线路与西线浅埋隧洞方案一致。该方案线路总体布置见图3。进水口布置与西线浅埋隧洞方案相同。输水干线长约23.60 km，过流断面直径5.30 m，其中，进水口至1号工作井、5号工作井至出水口采用钻爆法施工，钻爆段洞长约0.85 km；TBM洞段长22.80 km（含TBM始发洞及组装洞），采用4台TBM施工。进水口至1号工作井间隧洞长约319.00 m，1号工作井至2号工作井间隧洞约5.67 km，2号工作井至3号工作井间隧洞约4.82 km，3号工作井至4号工作井间隧洞约7.40 km，4号工作井至5号工作井间隧洞约4.91 km，5号工作井至出水口约531.00 m，长流陂分水井至3号工作井约3.36 km。

为保证各工况下罗田水厂可正常供水，设2条分水支线，分别与取水口、1号工作井连接，支线长度分别为1.79 km和1.72 km，隧洞内径3.20 m。五指耙水厂分水支线与3号工作井连接，长约1.61 km，隧洞内径2.00 m。长流陂水厂分水支线与长流陂分水井连接，长约0.60 km，隧洞内径2.80 m。与深圳分干线连通隧洞长约1.20 km，洞径5.00 m。

1号工作井为TBM接收井，兼作罗田水厂分水井，井内布置至罗田水厂分水支管、与深圳支线连接段、检修蝶阀及渗漏集水井等。2号工作井为TBM双向始发井，兼作检修排水井，井内布置检修排水泵、渗漏集水井、检修通道等。3号工作井为TBM始发井，兼作五指耙水厂分水井，井内布置有渗漏集水井、检修蝶阀、分水支管等。长流陂分水井，兼做检修排水井，井内布置检修集水井、渗漏集水井、分水支管、检修蝶阀等。4号施工支洞（后期兼作检修交通洞）进洞口位于玉律临时受纳场南侧山地，进洞口地面高程62.00 m。5号工作井为TBM接收井，井内布置渗漏集水井、检修蝶阀、分水支管等。

为后期运维检修方便，在长流陂水厂东侧设1号检修交通洞，交通洞与根玉路连接。出水口布置与西线浅埋隧洞方案相同。

2.4东线深埋隧洞方案

该方案自罗田水库取水，沿途分别向罗田水厂、五指耙水厂、长流陂水厂及铁岗水库输水，主要建筑物包括：进水口、出水口、5座工作井（含1条水平洞，兼作检修交通洞）、1座分水井及检修交通洞等。

输水线路从罗田水库进水口起，斜穿广深港铁路、龙大高速后，与南光高速伴行，至南光高速与楼岗大道交叉口处，沿根玉路布置，并接至外环高速与新玉路交叉口后，近南北向接至铁岗水库出水口。该方案线路总体布置见图4。

进水口位于罗田水库南侧罗1-2汊处，由拦沙坎、引水渠、进水塔组成。进水塔采用塔式，纵轴线方向为NE65.5°。

输水干线长约21.70 km，过流断面直径5.20 m，其中，进水口至1号工作井、5号工作井至出水口采用钻爆法施工，钻爆段洞长约0.90 km；TBM洞段长20.80 km（含TBM始发洞及组装洞），采用4台TBM施工。进水口至1号工作井间隧洞长约370.00 m，1号工作井至2号工作井间隧洞约5.13 km，2号工作井至3号工作井间隧洞约4.56 km，3号工作井至4号工作井间隧洞约6.23 km，4号工作井至5号工作井间隧洞约4.91 km，5号工作井至出水口约531.00 m，长流陂分水井至3号工作井约3.23 km。

为保证各工况罗田水厂可正常供水，设2条分水支线，分别与取水口、1号工作井连接，支线长度分别为1.58，1.83 km，隧洞内径3.20 m。五指耙水厂分水支线与3号工作井连接，长约0.63 km，隧洞内径2.00 m。长流陂水厂分水支线与长流陂分水井连接，长约1.71 km，隧洞内径2.80 m。与深圳分干线连通隧洞长约1.03 km，洞径5.00 m。

1号工作井为TBM接收井，兼作罗田水厂分水井，井内布置至罗田水厂分水支管、与深圳分干线连通隧洞、检修蝶阀及渗漏集水井等。2号工作井为TBM双向始发井，兼作检修排水井，井内布置检修排水泵、渗漏集水井、检修通道等。3号工作井为TBM始发井，兼做五指耙水厂分水井，井内布置有渗漏集水井、检修蝶阀、分水支管等。长流陂水厂分水井兼作检修排水井，井内布置检修集水井、渗漏集水井、分水支管、检修蝶阀等。4号TBM施工支洞（后期兼作检修交通洞）进洞口位于玉律临时受纳场南侧空地。5号工作井为TBM接收井，井内布置渗漏集水井、至朱坳水厂分水支管等。

为后期运维检修方便，在长流陂水厂东侧设1号检修交通洞，交通洞与根玉路连接。出水口布置与上述2个方案相同。

3输水线路布置方案选择

罗田水库—铁岗水库输水隧洞工程为珠江三角洲水资源配置工程的配套项目，建设进度需与其进度衔接。工程方案选择的基本要求应首先满足工期要求，即2024年4月具备通水条件。此外，该工程位于深圳市主城区，建设目标为打造中国特色社会主义先行示范区供水保障百年民生水务工程，应以高品质、高标准、高质量、高定位的要求建设实施。

输水线路布置方案选择应充分考虑工程投资、地下管线迁改及交通疏解难度、对沿线穿越市政道路及铁路的影响、未来城市发展对地下空间的需求等因素。各方案主要技术指标对比见表1～3。

综合前述分析，尽管西线浅埋方案工程建设投资相对较少，但其理论工期缺口为4个月，且受地质条件、管线迁改等多个因素制约，工程建设进度难以与珠江三角洲水资源配置工程进度衔接，因工期滞后需缴纳的水费多，综合效益最差。另外，该方案交通疏解涉及面广，涉及上千条管线迁改，基本不具备可实施性。

与西线深埋隧洞方案相比，东线深埋隧洞方案具有线路短、建设投资少、工期满足通水节点目标等优势，其他条件基本相当，且均优于西线浅埋方案。因此，推荐采用东线深埋隧洞方案。

4结 语

本文以罗田水库—铁岗水库输水隧洞工程为例，论述了城市输水隧洞工程输水线路布置特点、原则，综合考虑建设投资、对城市的影响、工期与费用等因素选定最优方案，可为类似城市输水工程输水线路布置提供参考。

参考文献：

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［3］钮新强，张传健.复杂地质条件下跨流域调水超长深埋隧洞建设需研究的关键技术问题［J］.隧道建设（中英文），2019，39（4）：523-536.

［4］郑伟明.试析市政供水工程中长距离输水问题［J］.信息记录材料，2018，19（4）：43-44.

［5］苏军.城市规划区内水利工程输水线路分析比选［J］.水利科学与寒区工程，2022，5（6）：106-109.

［6］深圳市水务局，深圳市规划和自然资源局.深圳市城市供水水源规划（2020-2035）［Z］.深圳：深圳市水务局，深圳市规划和自然资源局，2021.

［7］中华人民共和国司法部.深圳市地下空间开发利用管理办法［Z］.［2021-06-09］（2023-09-28）.中华人民共和国司法部，2021.

（编辑：郭甜甜）