張國杰

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

太中銀鐵路呂梁山隧道位于山西省呂梁市離石區(qū)吳城鎮(zhèn)與汾陽市的交界處，太中銀鐵路隧道橫穿呂梁山脈中山區(qū)中段。該區(qū)水文地質(zhì)屬巖溶自流盆地，巖溶水分別自吳城泉、峽口泉、上林舍泉等泉排出。

1 工程布置

1.1 工程等別和標(biāo)準(zhǔn)

汾陽灌區(qū)灌溉補(bǔ)償供水工程的灌溉水源為呂梁山隧道洞內(nèi)排水，設(shè)計(jì)供水量0.3 m3/s，控制灌溉面積0.095萬hm2，工程等級(jí)為Ⅴ等5級(jí)。根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》，輸水線路過溝工程的防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇洪水。工程區(qū)設(shè)計(jì)基本地震峰值加速度值為0.15 g，特征周期值為0.40 s，抗震設(shè)防烈度為7度。

1.2 工程總體布置

呂梁山隧道內(nèi)滲漏水全部由汾陽進(jìn)口排出，隨著2009年9月呂梁山隧道全線貫通，隧道排水量基本趨于穩(wěn)定，經(jīng)實(shí)測日排水量為0.3 m3/s，可滿足汾陽灌區(qū)的灌溉用水。

汾陽灌溉補(bǔ)償供水水源采用呂梁山隧道汾陽進(jìn)口處排水，供水目的地為向陽灌區(qū)現(xiàn)有灌溉供水管網(wǎng)和上林舍村原水澆地及輸水管道沿線耕地。因呂梁山隧道汾陽進(jìn)口處高程1103 m，灌區(qū)內(nèi)最高處高程為1061 m（向陽村部分耕地除外），絕大部分位于該高程以下，因此采用管道引水可自流進(jìn)入灌區(qū)。

灌區(qū)灌溉供水由太中銀鐵路呂梁山隧道汾陽進(jìn)口處蓄引水，輸水管道由西向東沿鄉(xiāng)村道路一側(cè)鋪設(shè)，在上林舍村東南樁號(hào)1+484處跨過莊溝經(jīng)1號(hào)隧洞后，繼續(xù)由西向東鋪設(shè)，在安家莊村北側(cè)樁號(hào)3+128.4處跨過安家莊溝，在樁號(hào)3+460.06處管道轉(zhuǎn)向由南向東南方向鋪設(shè)，沿途跨過多條小支溝，在龍泉村西側(cè)跨越龍泉溝后，在樁號(hào)8+656.54到達(dá)灌區(qū)的最高點(diǎn)，在此處設(shè)1號(hào)調(diào)壓池并設(shè)分水口接灌區(qū)原有灌溉管網(wǎng)，經(jīng)1號(hào)調(diào)壓池后管道由西向東鋪設(shè)在樁號(hào)9+352.68管道轉(zhuǎn)向由北向南鋪設(shè)，在樁號(hào)10+627.58處管道鋪設(shè)繼續(xù)由西向東，經(jīng)上張家莊、郭家莊、劉家堡、劉家莊、協(xié)和堡、田村等村莊后至終點(diǎn)處夏汾高速路東側(cè)，輸水線路總長16.619 km。

2 主要建筑物設(shè)計(jì)

2.1 取水口蓄水池設(shè)計(jì)

本工程取水口位于呂梁山隧道汾陽進(jìn)口北側(cè)，此處地面高程1103 m。鐵路隧道排水由兩側(cè)的排水溝從汾陽進(jìn)口處排出，在洞口北側(cè)新建一蓄引水池，兩條隧洞內(nèi)排水溝匯集后穿過鐵路引入蓄引水池內(nèi)，穿越鐵路引水管道已鋪設(shè)完畢，本次由管道出口引水至蓄水池內(nèi)。

蓄水池位于太中銀鐵路呂梁山隧洞汾陽進(jìn)口的北側(cè)，設(shè)計(jì)蓄水容量100.0 m3，采用圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，蓄水池內(nèi)徑6.4 m，蓄水池凈高3.5 m，池內(nèi)設(shè)計(jì)水深3.0 m，根據(jù)進(jìn)出水位置和排水方向，蓄水池分別設(shè)進(jìn)水管、出水管、溢水管和泄空管，除泄空管外其余管徑均為500 mm，蓄水池整體基本位于地面以下，為滿足抗凍要求，池頂以上覆土厚度為1.0 m，池頂部設(shè)進(jìn)人孔和排氣管。

2.2 供水隧洞設(shè)計(jì)

輸水線路根據(jù)地形變化共布設(shè)穿山隧洞2條，總長367.5 m，均為洞穿管，洞內(nèi)管道采用壓力鋼管，并采取防腐處理，1號(hào)隧洞位于樁號(hào)1+699.3—1+990.7，洞長291.4 m；2號(hào)隧洞位于樁號(hào)6+432.3—6+508.3，洞長76.1 m。隧洞橫斷面采用城門洞形，凈寬2 m，直墻段高2.0 m，圓拱直徑1.25 m。

1號(hào)和2號(hào)隧洞均為土洞，根據(jù)《水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范》，土洞采用噴射混凝土與鋼筋混凝土組合式襯砌。

根據(jù)隧洞圍巖情況及規(guī)范要求，經(jīng)綜合考慮，隧洞洞身采用組合式襯砌，由初期支護(hù)及二次襯砌組成。初期支護(hù)采用掛網(wǎng)噴錨支護(hù)或噴射混凝土支護(hù)，噴射C20混凝土，厚度15 cm，采用普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5。根據(jù)開挖后的圍巖情況，使用全長粘結(jié)型水泥砂漿系統(tǒng)錨桿，直徑22 mm，采用Ⅱ級(jí)螺紋鋼筋，長度2 m。鋼筋網(wǎng)采用直徑8 mm的Ⅰ級(jí)鋼筋，網(wǎng)格間距20 cm。

二次襯砌采用C25鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度30 cm，土洞段每10 m設(shè)一道環(huán)向變形縫，縫寬2 cm，縫內(nèi)設(shè)橡膠止水帶及聚氯乙烯高密度泡沫板?；靥罟酀{在洞身鋼筋混凝土襯砌拱頂106°范圍內(nèi)進(jìn)行，孔距2 m，灌漿孔內(nèi)徑40 mm。回填灌漿設(shè)計(jì)灌漿壓力0.3~0.5 MPa，灌漿采用普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5?；靥罟酀{孔應(yīng)穿透襯砌深入圍巖10 cm。

2.3 穿溝建筑物

本工程輸水管線根據(jù)工程總體布置和地形變化，管線共跨越較大支溝8條，根據(jù)跨溝處地形、溝深變化等條件，共設(shè)跨溝建筑物倒虹8處，跨溝建筑物防洪標(biāo)準(zhǔn)按10年一遇洪水設(shè)計(jì)。根據(jù)沿線穿越支溝的地形條件，倒虹從溝底采用埋管方式穿越，埋管深度應(yīng)滿足最大凍土深度和河道沖刷深度控制，并在管道上部設(shè)0.5 m厚的格賓石籠，順?biāo)鞣较驅(qū)? m，其中管中心線上游寬3 m，下游寬5 m，以防河水沖刷，確保管道安全運(yùn)行。

2.4 輸水管道

2.4.1 管道布置

由太中銀鐵路隧道汾陽進(jìn)口蓄水池處鋪設(shè)一條輸水管道至汾陽市田村附近，沿途灌溉上林舍、安家莊、龍泉、向陽灌區(qū)、田村等村莊的耕地，輸水管道直徑為500 mm，400 mm和350 mm，管材為玻璃鋼管，輸水管道在穿公路、渡槽及埋深較大時(shí)，采用壓力鋼管。壓力鋼管制造完畢經(jīng)驗(yàn)收合格后，進(jìn)行噴砂除銹處理，除銹后鋼材表面清潔度等級(jí)不小于Sa2。鋼管表面防腐處理措施：內(nèi)外壁噴涂環(huán)氧瀝青厚漿型防銹底漆和環(huán)氧瀝青厚漿型防銹面漆，涂層厚度均為125 μm；管道鋪設(shè)為開槽敷設(shè)，管道橫斷面設(shè)計(jì)應(yīng)滿足管道施工安裝要求，因此確定管道的開挖底寬為1.0 m，開挖邊坡1∶0.75，其基礎(chǔ)處理采用300 mm厚砂墊層，管道鋪設(shè)后采用原土回填并分層夯實(shí)。

2.4.2 管道埋深

由于本工程地處北方寒冷地區(qū)，最大凍土深度為0.87 m。加之管線靠近公路并穿越河溝，為保證工程輸水管線的安全，經(jīng)綜合考慮防凍、防沖和其他上部荷載，確定輸水管線的管頂最小覆土深度應(yīng)不小于1.2 m，管線穿越公路段管道外包混凝土厚300 mm。

3 結(jié)語

呂梁山隧道為太中銀鐵路重點(diǎn)控制工程，該隧道內(nèi)滲漏水全部由汾陽進(jìn)口排出，將水送至接通各村莊原有供水管網(wǎng)，可解決19個(gè)村、1．2萬人的人畜飲水問題。