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(新疆阿勒泰地區(qū)水利水電勘測設計院，新疆 阿勒泰 836500)

1 工程概況

黃泥灘灌區(qū)供水工程位于新疆維吾爾自治區(qū)阿勒泰地區(qū)富蘊縣喀拉布勒根鄉(xiāng)境內，距富蘊縣118km，距216國道72km，距福海至恰庫爾圖公路10km，富蘊縣至杜熱公路穿過工程區(qū)，現(xiàn)有的簡易公路直達施工場地，交通便利。

黃泥灘灌區(qū)供水工程主要任務為：使已完建的峽口水庫發(fā)揮效益，充分利用該水庫調節(jié)能力，保障水庫北岸灌區(qū)的灌溉及其他用水，為重點工程喀臘塑克水利樞紐淹沒區(qū)移民安置提供水源保證。供水工程隧洞設計流量為8.2m3/s，加大流量為10.2m3/s，總長度6.20km，下游控制的灌溉面積為0.93萬hm2。

該工程主要建筑物引水隧洞級別為4級，臨時建筑物圍堰和豎井建筑物級別為5級。

2 水文氣象及工程地質

2.1 氣象與水文

項目區(qū)多年平均氣溫3.4℃，極端最低氣溫-42.7℃， 極端最高氣溫39.6℃，多年平均降水量114.1mm，多年平均蒸發(fā)量1844.4mm，多年平均日照時數(shù)2873.4h，多年平均風速3.0m/s，最大積雪深度0.28m，最大凍土深度150cm。

烏倫古河發(fā)源于阿爾泰山東段海拔3350m的達拉大板。該河由大青河、小青河、查干河以及源自蒙古國的布爾根河匯流而成，自北向南流，在二臺水文站上游折向西北流，流經青河、富蘊、福海三縣，最終注入吉力湖。從河源至湖口全長821km，其中烏倫古河干流全長523.0km，流域總面積3.79萬km2?？祭崭恼究刂屏藶鮽惞藕尤刻烊粡搅鳎嗄昶骄鶑搅髁繛?0.4億m3。

由于河水主要以融雪水補給，因此懸移質含沙量較少，其年平均含沙量為0.001～0.28kg/m3，年輸沙量為1.12萬～46.4萬t，輸沙率最大月出現(xiàn)在5～6月。推移質取懸移質輸水量的10%，故多年平均推移質量為3.6萬t/年。

2.2 工程地質

該工程區(qū)地震動峰值加速度為0.05g，對應地震基本烈度為VI度區(qū)；工程區(qū)動反應譜特征周期為0.40s。

引水洞線地質構造相對復雜，在第三系巖層覆蓋區(qū)存在一個明顯的古風化殼，厚度5～15m，古風化殼下巖石完整性差，洞室?guī)r類別主要為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類，巖性以安山巖、凝灰?guī)r和花崗巖為主。工程區(qū)無活動性斷層和孕震構造存在，屬地震和地質構造穩(wěn)定區(qū)。

3 工程布置及主要建筑物

3.1 引水隧洞洞線的總體布置

進口布置在峽口水庫上游3.5km的河道大拐彎處，出口位于黃泥灘平地。地形總的特征是兩端低洼，中間部位為沖積平臺，地勢較高，呈馬鞍形。根據(jù)地形地質條件選擇了A、B、C三條洞線進行比選論證，綜合比較后將B線作為該設計階段推薦洞線，縱坡取1/1520。引水洞進口位于烏倫古河河道大拐彎，出口位于黃泥灘臺地，后接南線方案引水干渠至黃泥灘灌區(qū)。

3.2 隧洞段設計

a.引水洞。根據(jù)黃泥灘灌區(qū)所控制的地面高程，反推總干渠首端渠底高程，確定黃泥灘引水隧洞箱涵段進口底板高程731.40m、出口底板高程727.46m。根據(jù)水量平衡計算，在保證南岸與北岸黃泥灘灌區(qū)用水、下游河道及生態(tài)用水前提下，按正常蓄水位737.50m、加大流量10.2m3/s進行設計，設計工況下洞內流態(tài)為無壓流，洞身斷面為城門洞形。

b.上游引水渠段。上游引水渠段總長275m，主要包括箱涵段、重力式擋土墻段和進口扭面段。樁號0+100～0+275段采用箱涵，斷面為矩形，斷面尺寸2.8m×3.2m，鋼筋混凝土結構，混凝土等級C25F200W6，箱涵以上開挖邊坡取1∶1.2；樁號0+50～0+100段采用重力式漿砌石擋土墻和漿砌石扭面連接，漿砌石均采用C20F200細?；炷凉纯p砌筑；樁號0+000～0+050段采用1∶2.5邊坡開挖。

c.閘室段。閘井段設一平板事故門、一道平板工作門，孔口尺寸2.8m×3.2m，閘室底板高程731.28m，全長8.9m，寬5.2m，閘井頂高程742.28m，閘井頂部設11.0m長的平臺。

d.洞身段。洞身段長5816m，其中樁號0+284～0+300.9段為消力池段，邊墻為80cm厚鋼筋混凝土結構，底板為65cm厚鋼筋混凝土結構；樁號0+300.9～0+450段大開挖，斷面為城門洞形，底寬2.8m，高3.2m，縱坡1/1520，以上開挖邊坡為1∶1.0， 設計工況下洞內流速1.572m/s。

e.出口連接段。該段總長度100m，采用矩形斷面，縱坡1/1520，糙率0.015，加大水深2.32m，設計水深1.95m，鋼筋混凝土結構，襯砌厚度30cm，混凝土等級均采用C20F200W6。矩形斷面以上開挖邊坡取1∶0.75，高程735.56m處設1.5m寬的馬道，隧洞出口矩形斷面與下游渠道梯形斷面采用10m的扭面連接。

3.3 隧洞襯砌方式

對于城門洞斷面的鉆爆法施工段，采用一次噴錨支護與二次鋼筋混凝土襯砌相結合的復合式襯砌。一次噴錨支護作為永久襯砌結構的一部分，根據(jù)地質情況的不同，在洞周一定范圍內打系統(tǒng)錨桿并掛網、噴混凝土，使洞體圍巖成為一個承載結構，這樣可以減少作用在二次支護結構上的荷載，充分發(fā)揮圍巖的承載能力。

3.3.1 一次噴錨支護

Ⅱ類圍巖:自穩(wěn)條件好，開挖后變形很快穩(wěn)定，不做噴錨支護。Ⅲ類圍巖：噴8cm厚的混凝土，頂拱掛網φ8@20cm×20cm。Ⅳ類圍巖：噴10cm厚的混凝土，布設系統(tǒng)錨桿φ22，入巖長度為1.50m，間、排距為@1.00m×1.00m，頂拱掛網φ8@15cm×15cm。Ⅴ類圍巖：噴12cm厚的混凝土，布設系統(tǒng)錨桿φ22，入巖長度為1.5m，間、排距為@1.00m×1.0m,全周掛網φ8@10cm×10cm，并架設H125型鋼支撐，排距0.50m。其中對Ⅲ、Ⅵ、Ⅴ類圍巖段進行固結灌漿處理，排距宜采用2.0～4.0m，每排不宜少于6孔，孔位宜作對稱布置，孔深為3.0～5.0m，灌漿壓力0.4 ～0.8MPa，為避免鉆灌漿孔時碰到鋼筋,襯砌體內須預留灌漿孔,孔徑50mm。錨桿采用普通砂漿錨桿,若遇掛網支護段,錨桿須與鋼筋焊接。

對隧洞工程來說，工程地質的準確性至關重要。由于該工程隧洞線路長、埋深較大，不可能把地質條件探測得一清二楚，在施工期，應根據(jù)不同洞段的地質條件、地質預測與施工過程中的圍巖監(jiān)控量測成果，分析及選擇支護形式和支護時間，判斷圍巖的穩(wěn)定性，隨時調整支護設計參數(shù)。通過適時噴錨支護 ，充分發(fā)揮圍巖的自承作用，依據(jù)現(xiàn)場量測采用反演理論來指導隧洞的設計及施工。

3.3.2 二次襯砌

根據(jù)計算結果選擇最不利工況配筋，并進行限裂驗算，通過分析確定混凝土襯砌厚度：0+450～1+250段,巖性為晶屑巖屑凝灰?guī)r，圍巖類別劃分為Ⅲ類，采用模筑鋼筋混凝土，厚度40cm；1+250～3+000段,巖性為晶屑巖屑凝灰?guī)r,圍巖類別劃分為Ⅲ類，采用模筑鋼筋混凝土，厚度40cm；3+000～3+066.5段,受F3斷層破碎帶影響，巖體呈鑲嵌碎裂結構或碎裂結構，圍巖總體評價為Ⅳ～Ⅴ類，采用模筑鋼筋混凝土，厚度40cm；3+066.5～3+555m,巖性為晶屑巖屑凝灰?guī)r，圍巖類別劃分為Ⅲ類，采用模筑鋼筋混凝土，厚度40cm；3+555～5+480段,巖性為安山巖，圍巖類別劃分為Ⅱ類，采用模筑鋼筋混凝土，厚度40cm；5+480～6+100段,巖性為花崗巖，圍巖類別劃分為Ⅲ～Ⅳ類，采用模筑鋼筋混凝土，厚度40cm。隧洞鋼筋混凝土襯砌一般按10m長設伸縮縫，縫內設瀝青木板，中間放置橡膠止水帶。在頂拱90°～120°范圍內進行回填灌漿，回填灌漿的排距宜為2.0～6.0m，灌漿壓力為0.3～ 0.5MPa，灌漿孔應深入圍巖5cm以上。

4 施 工

a.導流方式。黃泥灘灌區(qū)供水工程不承擔防洪任務，防洪任務由峽口水庫承擔，烏倫古河洪水大小不影響黃泥灘灌區(qū)安全。峽口水庫蓄水后，引水隧洞進口在庫內正常蓄水位737.5m以下，需修筑圍堰，以確保引水隧洞和閘井段的正常施工。引水明渠段在枯水期開始施工，9月15日以后峽口水庫水位可降至730.0m以下，在入冬以前可完成引水明渠段的修建，故不影響其正常施工。施工期間需在圍堰下游設置排水溝和集水坑，以排除施工期間圍堰滲水。

b.施工進度。該階段施工總工期為19個月。其中工程準備期2個月，主體工程施工期15個月，工程完建期2個月。

5 結 語

富蘊縣黃泥灘灌區(qū)供水工程于2007年3月開工建設，2010年5月正式投產。實踐證明：該工程已發(fā)揮效益，運行情況良好，建設以來沒有出現(xiàn)任何引水隱患。工程的建設為人、畜、草提供了可靠的水源保障。目前已開發(fā)灌溉面積0.93萬hm2，為人工飼草料地，定居游牧人口1.4萬人。工程的建成，改變了牧民生活方式，由游牧轉變?yōu)槎粱虬攵?即夏天高山放牧，冬季在農區(qū)以舍飼為主、放牧為輔)，每年游牧時間可從365天縮短至182.5天左右?？芍脫Q天然草場75.22萬hm2，保護草原生態(tài)，保護區(qū)域生態(tài)環(huán)境。