劉洪波

為進(jìn)一步緩解張家口市區(qū)工業(yè)、居民生活和生態(tài)用水緊張狀況，以及滿足崇禮縣2022年冬奧會滑雪場用水需求，張家口市政府提出建設(shè)補(bǔ)水工程，補(bǔ)水工程分期實(shí)施，先期建設(shè)崇禮滑雪場補(bǔ)水工程，泵站和管道一次建成。工程初步設(shè)計(jì)已于2011年12月通過審查獲得批復(fù)，目前工程施工進(jìn)展順利，已完成除取水口泵站外其他9級泵站和管道及部分民建工程。

1. 工程取水口設(shè)計(jì)

取水口位置和結(jié)構(gòu)形式通過方案比選，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、施工難易程度等因素綜合考慮最終確定，設(shè)計(jì)中選取了兩個方案進(jìn)行比選。方案一：利用發(fā)電輸水洞設(shè)岔管取水，即在主壩的發(fā)電輸水洞增設(shè)取水支洞，并設(shè)取水豎井，豎井主洞和支洞進(jìn)口均設(shè)置閘門，用于支洞和電站檢修使用，支洞長850m，引水至下一級泵站。方案二：在右?guī)彀兑粵_溝匯入處設(shè)取水口泵站，泵站布置在岸邊，直接從庫區(qū)取水，采用壓力墻式進(jìn)水口，通過開挖岸坡形成進(jìn)口段，進(jìn)口段與泵房間設(shè)進(jìn)水室，進(jìn)水室內(nèi)設(shè)置檢修閘門、攔污柵及格網(wǎng)。方案一工程投資約1400萬元，工程布置相對復(fù)雜，引水隧洞受水庫流程的影響小，施工條件相對便利，工期需與后接隧洞整體考慮，較短，但方案運(yùn)行管理需與水庫管理交叉，相對復(fù)雜，且豎井位于右壩肩，豎井施工爆破對壩肩有一定影響。方案二工程投資約1150萬元，取水口受水庫及沖溝淤積影響小，施工中受水位影響大，在庫區(qū)需布置圍堰，但工程布置相對簡單，運(yùn)行管理相對簡單，與水庫管理交叉少。綜合考慮設(shè)計(jì)采用方案二。

2. 工程末端水池設(shè)計(jì)

末端水池位置選擇考慮池前、池后地形平坦有利于管道合理布設(shè)的地段，同時要滿足池后管道水自流要求，經(jīng)現(xiàn)場多次查勘比選，最終布置在滑雪場附近的大南溝東側(cè)溝頭，地面高程2070m左右，周邊地勢平坦，地質(zhì)以碎石土為主，局部為巖石。附近有風(fēng)電場通行道路，交通便利。

為滿足滑雪場附近水量調(diào)節(jié)和分配要求，以及考慮管道事故期間雪場需水要求 （按2天考慮，每天供水12h），水池有效容積確定為3萬m3。池體采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，頂蓋采用無梁蓋板，池內(nèi)設(shè)柱子和導(dǎo)流墻，水池內(nèi)凈尺寸 （長×寬×深）為105m×75 m×4.2m；水池頂板厚 0.3m，底板厚0.55m，池壁頂寬0.35m，底寬0.5m。

3. 工程路由選取

工程起訖點(diǎn)之間地形復(fù)雜，存在4條溝壑和4座高山，山巒起伏落差大。線路選擇時遵循盡量縮短線路，避開滑坡、沖溝，沿現(xiàn)有公路鋪設(shè)，便于施工、管理等原則。經(jīng)查勘現(xiàn)場，多條線路比選，確定路線自取水口由東向西依次經(jīng)過石窯溝村、井家溝、三道溝、紅嵯子村、榆樹溝、野雞山、三道溝村至長城嶺滑雪場附近山頂末端水池。

4. 工程泵站、隧洞及管道設(shè)計(jì)

4.1 泵站設(shè)計(jì)

工程含取水口等共計(jì)10座泵站，前4級泵站建設(shè)規(guī)模滿足滑雪場用水和遠(yuǎn)期供水要求，后6級泵站滿足滑雪場用水要求。取水口泵站設(shè)在水庫岸邊，采用壓力墻式進(jìn)水口，通過開挖岸坡形成進(jìn)口段，進(jìn)口段與泵房間設(shè)進(jìn)水室，進(jìn)水室內(nèi)設(shè)置檢修閘門、攔污柵及格網(wǎng)。第2級和第3級泵站進(jìn)口各設(shè)1座2000m3水池，第4級泵站前池利用進(jìn)口調(diào)壓塔，泵房內(nèi)設(shè)5臺水泵安裝位置，先期安裝3臺臥式軸流水泵，兩用一備。其他6級泵站進(jìn)口各設(shè)1座1000m3水池，泵房內(nèi)安裝3臺臥式軸流水泵，兩用一備。

4.2 隧洞設(shè)計(jì)

管道沿線需穿越數(shù)個分水嶺，管道沿地面鋪設(shè)不安全也不經(jīng)濟(jì)，根據(jù)工程總體布置，共布置3個隧洞。第3級和第4級泵站間隧洞長度5.996km。在第4級和第5級泵站間布置兩條隧洞，長度分別為1.237km和0.921km，兩隧洞之間為山谷，隧洞埋深很淺，采用全斷面開挖，澆筑混凝土箱涵后進(jìn)行回填，此處隧洞設(shè)分水口，以滿足遠(yuǎn)期崇禮縣城和張家口市用水需求。隧洞采用城門洞型，視圍巖情況采取合理的襯砌方式。Ⅳ級圍巖初期支護(hù)需全斷面采用錨噴襯砌，二襯采用鋼筋混凝土襯砌，Ⅲ級圍巖拱部初期支護(hù)需采用錨噴襯砌，Ⅱ級圍巖拱部可不襯砌，考慮斷面平整性要求，Ⅱ級圍巖拱部采用噴射混凝土襯砌?？紤]過水要求，Ⅱ、Ⅲ級圍巖立墻及底板過水?dāng)嗝娑r亦采用鋼筋混凝土襯砌。隧洞底板和側(cè)墻襯砌厚度均為0.3m，襯后凈寬1.8m，兩側(cè)立墻高度1.6m。

4.3 管道設(shè)計(jì)

鑒于該工程末端有蓄水池，能夠滿足滑雪場調(diào)節(jié)水量需求，在管道出現(xiàn)事故時能滿足24h檢修時段的用水需求，工程采用1根管道。管道管材就鋼管（SP）、球墨鑄鐵管（DCIP）、夾砂玻璃鋼管（RPMP）、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）、預(yù)應(yīng)力混凝土管（PVCP）、自應(yīng)力管（SSCP）在價格、施工便捷性、維修快捷性、運(yùn)行安全性等方面進(jìn)行綜合比較，雖然鋼管造價高，但能夠很好地適應(yīng)沿線地形起伏大，坡度較陡，地質(zhì)條件差的條件；工程遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，交通條件差，巡視維護(hù)不便捷，考慮管材管件更換，檢修的便捷性，鋼管更勝一籌。因此工程管材采用螺旋鋼管。

工程總裝機(jī)容量7690kW，由包括取水口在內(nèi)等共計(jì)10座泵站、22.021km管道、8.154km無壓隧洞和末端3萬m3蓄水池組成，總揚(yáng)程1212m。工程預(yù)計(jì)2014年10月建成通水。