水庫(kù)工程輸水隧洞設(shè)計(jì)方案比選探析
時(shí)間:2022-11-02 08:37:16
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【摘要】水庫(kù)輸水隧洞主要承擔(dān)工程導(dǎo)流、輸水等任務(wù),是水庫(kù)工程中的重要組成部分,本文以巫家水庫(kù)工程為實(shí)例,結(jié)合工程實(shí)際情況,介紹了輸水線路設(shè)計(jì)方案和輸水隧洞形式選擇方案,并對(duì)各方案的可行性、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了詳細(xì)分析,以期能為類似工程提供一些可參考的經(jīng)驗(yàn)。
【關(guān)鍵詞】巫家水庫(kù)工程;輸水隧道設(shè)計(jì);方案比選
在“十三五”城市建設(shè)發(fā)展規(guī)劃中,貴州省明確出要在供水、供電等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與發(fā)展中加大資源投入力度,巫家水庫(kù)工程作為貴州省正安縣重要的水利水庫(kù)工程,主要任務(wù)為集鎮(zhèn)供水人飲供水及農(nóng)田灌溉。基于輸水隧洞在水庫(kù)工程發(fā)展中重要作用,從經(jīng)濟(jì)合理性、技術(shù)可行性等角度出發(fā),比選出綜合效益最大化的輸水隧洞設(shè)計(jì)方案。
1工程項(xiàng)目概況
巫家水庫(kù)工程主要建筑物由大壩、溢洪道、?。ǚ牛┧ㄖ锏冉M成;水庫(kù)正常蓄水位933.00m,水庫(kù)總庫(kù)容551萬(wàn)m³;年平均供水量580萬(wàn)m³/a;水庫(kù)為?。?)型水庫(kù),工程等別為Ⅳ。工程任務(wù)為:人飲供水及農(nóng)田灌溉。設(shè)計(jì)灌溉流量為1.11m³/s。
2巫家水庫(kù)輸水隧洞輸水路線的選擇
2.1輸水線路的設(shè)計(jì)
根據(jù)灌區(qū)分布情況和沿線地形地質(zhì)條件,巫家水庫(kù)向保太灌區(qū)、班竹灌區(qū)和班竹鎮(zhèn)進(jìn)行供水,考慮到輸水線路的經(jīng)濟(jì)性,本文提出三個(gè)輸水線路設(shè)計(jì)方案,具體內(nèi)容為:方案1:原規(guī)劃將水流一部分引到楊柳溪水庫(kù)的生基灣隧洞進(jìn)口,共同向保太灌區(qū)進(jìn)行供水;另一部分通過(guò)在水庫(kù)下游通過(guò)開(kāi)挖8.2km的隧洞向班竹灌區(qū)及集鎮(zhèn)進(jìn)行供水。方案2:在巫家水庫(kù)下游沿這龍橋溪途經(jīng)河壩、龍橋,跨過(guò)龍橋溪消洞下游250m處,至對(duì)岸晏家壩山腳處,并在該處直接開(kāi)挖長(zhǎng)2430m的隧洞至生基灣隧洞出口,并在隧洞出口下游100m(即輸7+850)處進(jìn)行分流。方案3:在下游樁號(hào)輸2+000處巖腳處開(kāi)挖5430m隧洞,出口接朝陽(yáng)村的竹園臺(tái)處。
2.2輸水線路的比選方案
1:通過(guò)經(jīng)濟(jì)、施工難度分析比較,該方案的施工工期長(zhǎng),不具備良好的布置施工支洞條件,初步確定隧洞開(kāi)挖斷面斷面尺寸為(5.0×5.5)m,開(kāi)挖斷面大,襯砌厚度40cm,計(jì)算隧洞投資約1.73億,本文不予以考慮。方案2:由于沿線經(jīng)過(guò)的地質(zhì)巖性整體強(qiáng)度偏弱,有必要進(jìn)行放坡及護(hù)坡處理,并加強(qiáng)臨時(shí)支護(hù)工作;洞身進(jìn)口段穿越旦坪鄉(xiāng)向斜,未受大的斷層構(gòu)造切割,完整及延續(xù)性較好,擬定隧洞開(kāi)挖斷面為(3.0×3.5)m,(襯砌后斷面為2.2×2.7)m;工程部分投資為2380萬(wàn)元。方案3:根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)和地形圖分析,隧洞不具備良好的打支洞條件;隧洞的開(kāi)挖斷面(4.0×4.5)m(城門洞形),襯砌厚度40cm。方案2、方案3的比較從以下幾個(gè)方面入手:①隧洞和管線的工程量:方案2輸水管線總長(zhǎng)11.6km,隧洞土石方開(kāi)挖量共32680m³,管線土石方開(kāi)挖量共46670m³;方案3輸水管線總長(zhǎng)8.32km,隧洞土石方開(kāi)挖量共96700m³,管線土石方開(kāi)挖量共16950m³。②工程布置:方案2線路長(zhǎng),水頭損失大;方案3線路最短,水頭損失較小,布置較為緊湊。③施工條件:方案2管線沿鄉(xiāng)村道路,施工方便,占地大;方案3交通方便,占地少,施工工期長(zhǎng)。④運(yùn)行維護(hù):方案2管線長(zhǎng),管理不便;方案3管理方便。⑤工程部分投資:方案2工程部分投資為4980萬(wàn)元;方案3花費(fèi)8350萬(wàn)元。方案2較方案3管線布置線路長(zhǎng),工程占地大,部分管線沿著山坡鋪設(shè),但工程投資較方案3?。êㄔO(shè)征地費(fèi)用);綜合比較選擇方案2為本階段的輸水管線布置方案。
3輸水隧洞形式選擇分析
3.1輸水隧洞斷面形式
根據(jù)晏家壩隧洞沒(méi)有較好布置施工支洞的條件,結(jié)合該隧洞施工期開(kāi)挖出渣、通風(fēng)、排水、混凝土襯砌等要求,考慮出渣及材料運(yùn)輸采用軌道運(yùn)輸?shù)姆绞健j碳覊嗡矶纯傞L(zhǎng)2190m,沒(méi)有較好布置施工支洞的條件,襯砌厚度0.4m,設(shè)計(jì)底坡取i=1/1000。初步擬定隧洞開(kāi)挖斷面工程量。
3.2輸水方式選擇
本次通過(guò)有壓隧洞、有壓穿管及無(wú)壓明流隧洞三種不同輸水的斷面形式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。
4結(jié)語(yǔ)
本文在充分了解實(shí)際地質(zhì)條件后,最后確定了巫家水庫(kù)工程的輸水線路、輸水隧洞斷面形式和輸水方式,并對(duì)有壓、無(wú)壓隧洞分別提供了詳細(xì)的設(shè)計(jì)參數(shù),結(jié)合這些參數(shù),使得輸水隧洞工程順利完成。通過(guò)巫家水庫(kù)工程實(shí)踐可得知,在輸水隧洞設(shè)計(jì)中,應(yīng)遵守三個(gè)原則,即工程設(shè)計(jì)要因地制宜;嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行操作;注重細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
[1]范子訓(xùn),付云生,魏陸宏,等.密云水庫(kù)潮河輸水隧洞除險(xiǎn)加固方案分析研究[J].水利水電技術(shù),2014,45(7):91-94.
作者:吳國(guó)茂 單位:遵義水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院