許朝友

(貴州省思南縣水務(wù)局，貴州 思南 565100)

1 工程概況

1.1 工程概況

思南縣枹木寨水利工程位于銅仁市思南縣涼水井鎮(zhèn)枹木寨村，距縣城32km，是一個(gè)跨區(qū)域調(diào)水解決人飲供水工程。

該工程主要由新建枹木寨水庫(kù)、總干渠、肖家灣隧洞、楊家灣水廠(chǎng)等部分組成，即在新建枹木寨水庫(kù)經(jīng)引水總干渠進(jìn)入洞坎攔水堰，通過(guò)肖家灣隧洞進(jìn)入楊家灣水廠(chǎng)，利用供水管網(wǎng)向?qū)O家壩片區(qū)供水。

枹木寨水利工程任務(wù)主要以供水為主；枹木寨水庫(kù)校核洪水位774.42m，總庫(kù)容241萬(wàn)m3，洞坎攔水堰校核洪水位754.24m，總庫(kù)容0.87萬(wàn)m3，規(guī)劃供水人口9.7萬(wàn)人，枹木寨水庫(kù)等別均為Ⅳ等，工程規(guī)模屬小(1)型。

工程建成后，有效解決孫家壩片區(qū)工程性嚴(yán)重缺水問(wèn)題，每年可供用水量532萬(wàn)m3，解決孫家壩片區(qū)9.7萬(wàn)人的飲水問(wèn)題。

1.2 工程總布置

水源工程包括新建枹木寨水庫(kù)和洞坎攔水堰，枹木寨水庫(kù)包括大壩、溢洪道、取水口等建筑物建設(shè)和水庫(kù)淹沒(méi)處理；輸水工程包括新建引水總干渠2500m和肖家灣隧洞；供水工程包括新建孫家壩水廠(chǎng)和供水管網(wǎng)工程。

2 工程布局總體思路

由于地形地勢(shì)條件的限制，受水區(qū)孫家壩鎮(zhèn)周邊水源僅有楊家灣水庫(kù)，且規(guī)模無(wú)法達(dá)到供水水需求，需要另找新的水源點(diǎn)單獨(dú)補(bǔ)給或聯(lián)合補(bǔ)給。結(jié)合水資源規(guī)劃，在孫家壩片區(qū)東北面枹木寨規(guī)劃新建小(1)型枹木寨水庫(kù)，距楊家灣水廠(chǎng)直線(xiàn)距離約4.6km，受老巖頂至花尖山山脈阻隔，無(wú)法通過(guò)自流引水，采用在枹木寨建壩成庫(kù)，利用明渠、隧洞將水引至楊家灣水廠(chǎng)，有效克服了孫家壩受水區(qū)地理位置的劣勢(shì)，解決了孫家壩片區(qū)的缺水難題。

3 “蓄、攔、引、用”措施的綜合運(yùn)用

3.1 “蓄”在工程中的運(yùn)用

“蓄”即在水源點(diǎn)建壩成庫(kù)蓄水，本工程受水區(qū)由于收到地形地勢(shì)條件的限制，受水區(qū)孫家壩片區(qū)周邊水源僅有楊家灣水庫(kù)，位置較低，且設(shè)計(jì)規(guī)模和擴(kuò)建也無(wú)法達(dá)到新增用水需求，這使得必須要需要新的可靠水源。

在枹木寨建壩成庫(kù)，攔蓄河道基流和積蓄雨水，再根據(jù)供水需求經(jīng)過(guò)輸水系統(tǒng)向新建的孫家壩水廠(chǎng)，實(shí)行聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行，滿(mǎn)足孫家壩受水區(qū)的用水需求。

枹木寨水庫(kù)大壩為漿砌石重力壩，壩軸線(xiàn)長(zhǎng)170.0m，大壩由溢流壩和非溢流壩組成，壩頂高程775.10m，壩頂寬4.0m，壩基高程為745.0m；最大壩高為31m，總庫(kù)容241萬(wàn)m3，正常蓄水位以下庫(kù)容175萬(wàn)m3，正常蓄水位772m，興利庫(kù)容165萬(wàn)m3，工程等別為Ⅳ等，工程規(guī)模屬小(1)型，水源工程樞紐永久性建筑物大壩、溢洪道、取水口等建筑物級(jí)別為4級(jí)，大壩等主體建筑物的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為30a一遇，校核洪水標(biāo)為200a一遇，消能防沖按20a一遇設(shè)計(jì)。

在壩體河床右岸壩身部位高程755m、751.5m分別布置了壩身取水口和放空底孔。放空底孔壩身埋設(shè)φ600鋼管，鋼管長(zhǎng)22m，管壁厚8mm，鋼管周?chē)鸀?0cm厚C20混凝土，出口設(shè)φ600閘閥為檢修閘閥，在檢修閘閥后接φ600蝶閥作為工作閘閥。取水口則在壩前設(shè)置了進(jìn)水塔(包括攔污柵和事故閘門(mén)等)，底孔孔身設(shè)φ800的鋼管，周?chē)鸀?0cm厚C20混凝土，出口用φ800蝶閥作為工作閘閥，后接水庫(kù)總干渠。

陶氏全球壓敏工業(yè)業(yè)務(wù)主管、大中華區(qū)市場(chǎng)經(jīng)理霍肖捷表示：“作為壓敏行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)，我們提供創(chuàng)新的有機(jī)硅壓敏膠和離型劑解決方案，滿(mǎn)足本地客戶(hù)特有訴求和本地市場(chǎng)需求。陶氏卓越的產(chǎn)品助客戶(hù)贏得寶貴的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，從而在競(jìng)爭(zhēng)激烈并不斷變化的電子顯示行業(yè)立于不敗之地?！?/p>

3.2 “攔”在工程中的運(yùn)用

“攔”是在新建枹木寨水庫(kù)蓄水并利用下游總干渠引水至肖家灣隧洞，由于地形地勢(shì)情況在進(jìn)入隧洞進(jìn)口前采用攔水堰攔蓄措施，有效將沖溝內(nèi)的水引入肖家灣隧洞，最充分、有效的利用水資源。

枹木寨水庫(kù)庫(kù)水通過(guò)右岸755m高程的放水閘閥放入下游的總干渠渠首，取水流量為1.25m3/s，渠道向南沿鄉(xiāng)村公路外側(cè)、磨石溪右岸傍山而行，在樁號(hào)0+560處跨過(guò)鄉(xiāng)村公路折向西后經(jīng)肖家灣村寨，總干渠總長(zhǎng)2500m，渠道全部為傍山明渠。受肖家灣實(shí)際地形影響，在總干渠末端與肖家灣隧洞之間，靠隧洞進(jìn)口前需結(jié)合地形新建洞坎攔水堰，以有效攔蓄總干渠及沖溝來(lái)水引入隧洞。

洞坎攔水堰大壩為漿砌石重力壩，壩軸線(xiàn)長(zhǎng)25.0m，壩頂高程755.0m，壩頂寬2m，壩基高程為748.0m，最大壩高7.0m。大壩由溢流壩和非溢流壩組成，左岸6.0m為非溢流壩，中間12.0m為溢流壩段，右岸7.0為非溢流壩；在壩體河床偏左岸749.97m高程設(shè)φ500的鋼管作放空底孔，壩身埋設(shè)φ500鋼管，鋼管長(zhǎng)5m，管壁厚8mm，鋼管周?chē)鸀?0cm厚C20混凝土，出口設(shè)φ500閘閥作為工作閘閥。

在壩體左岸751.693m高程設(shè)1.1×1.3孔口使總干渠水進(jìn)入攔水堰內(nèi)，為了不使洪水倒灌總干渠，在攔水堰前設(shè)1個(gè)控制閘門(mén)，閘門(mén)尺寸為1.1×1.3m，采用為平面鑄鐵閘門(mén)，與閘門(mén)配套的啟閉機(jī)選用一臺(tái)螺桿啟閉機(jī)，型號(hào)SLQ-20KN，操作方式為手動(dòng)。

3.3 “引”在工程中的運(yùn)用

“引”在文章中的含義是引水，即在該工程設(shè)計(jì)中通過(guò)興建新建枹木寨水庫(kù)和引、輸水設(shè)施將水引至楊家灣水廠(chǎng)，孫家壩片區(qū)實(shí)現(xiàn)受水區(qū)全覆蓋。

具體布置：在位于孫家壩受水區(qū)東北部的枹木寨新建大壩蓄水，在水庫(kù)大壩下游取水，通過(guò)2.5km長(zhǎng)的總干渠將水引至肖家灣隧洞，引水流量0.962m3/s，在隧洞前設(shè)置了洞坎攔水堰，通過(guò)洞長(zhǎng)L=3.05km的肖家灣隧洞將水引至楊家灣水廠(chǎng)，從而實(shí)現(xiàn)從新建枹木寨水庫(kù)向已建楊家灣片區(qū)調(diào)水的目的。因此該工程“引”的重點(diǎn)就是水庫(kù)與水廠(chǎng)之間的引水隧洞—肖家灣隧洞，通過(guò)3km的肖家灣隧洞解決了孫家壩片區(qū)一帶由于山脈地勢(shì)、地形形成阻隔的影響。肖家灣隧洞進(jìn)口前的洞坎攔水堰正常水位與總干道末端渠道設(shè)計(jì)水面高程相同，隧洞引洞坎溪洪水5.0m3/s的水位與攔水堰頂同高，隧洞進(jìn)口底板高程751.12m。

隧洞進(jìn)口位于洞坎溪左岸，進(jìn)口距攔水堰上游面約13m處，采用岸邊塔式進(jìn)水。進(jìn)水口包括喇叭口、閘門(mén)井及漸變段三部分，均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2)隧洞布置

隧洞進(jìn)口布置在洞坎溪上，出口布置在唐池坡，隧洞比降i=1/500，其進(jìn)口底板高程為751.12m，洞長(zhǎng)3048m，出口高程為745.024m，根據(jù)工程地質(zhì)條件，隧洞為城門(mén)洞形，成形斷面B×h=1.8×2.2m，洞頂為半圓拱結(jié)構(gòu)，側(cè)墻及洞頂采用30cm厚的C15混凝土襯砌，底板采用10cm厚的C15混凝土。洞頂需進(jìn)行回填灌漿，隧洞每12m設(shè)一道伸縮縫，縫內(nèi)設(shè)止水。

3)隧洞水力計(jì)算

隧洞為無(wú)壓隧洞，隧洞供水過(guò)水流量為1.22m3/s，引洪流量為5.0m3/s，比降i=1/500,隧洞水力計(jì)算按明渠均勻流計(jì)算，計(jì)算公式如下：

(1)

式中：Q為設(shè)計(jì)過(guò)水流量，m3/s；n為糙率系數(shù)，取n=0.015；R為水力半徑，m；ω為過(guò)水面積，m2；i為渠道比降。

計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 肖家灣隧洞水力要素表

根據(jù)肖家灣隧洞水力計(jì)算，隧洞出口高程為745.024m，設(shè)計(jì)流量時(shí)隧洞出口水面高程為745.425m，引洪時(shí)隧洞出口水面高程為746.324m[1]。

4)隧洞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

洞身襯砌：隧洞軸線(xiàn)位置基巖為奧陶系中統(tǒng)十字鋪組泥灰?guī)r，寶塔組龜裂紋灰?guī)r，志留系下統(tǒng)石牛欄組泥灰?guī)r、泥頁(yè)巖，中上統(tǒng)韓家店群泥頁(yè)巖；二疊系下統(tǒng)梁山組灰?guī)r夾頁(yè)巖，棲霞組、茅口組、吳家坪組、長(zhǎng)興組灰?guī)r、燧石結(jié)核灰?guī)r，巖石產(chǎn)狀穩(wěn)定，傾向HWW，傾角35°-60°(在隧洞出口段稍緩)，通過(guò)地段無(wú)斷裂構(gòu)造，巖石完整性好。在整個(gè)隧洞開(kāi)挖過(guò)程中將可能遇到冒頂、垮塌、掉塊等不良地質(zhì)現(xiàn)象，且進(jìn)出口應(yīng)特別注意及時(shí)支護(hù)或超前支護(hù)，整個(gè)隧洞需作相應(yīng)的臨時(shí)支撐，部分隧洞襯砌類(lèi)型：采用C15混凝土襯砌，厚度為30cm。襯砌分縫每12m設(shè)一道伸縮縫，并設(shè)止水。水工隧洞混凝土襯砌段，作了回填灌漿處理，自較低端開(kāi)始，向較高的段推進(jìn)。灌漿壓力0.2-0.3MPa[2]。

3.4 “用”在工程中的運(yùn)用

“用”在文中的含義是利用，即在該工程設(shè)計(jì)中除新建枹木寨水庫(kù)和引輸水設(shè)施外，在輸水尾端修建一座水處理廠(chǎng)，經(jīng)處理后利用管網(wǎng)向?qū)O家壩片區(qū)受水區(qū)供水，充分利用水源高程和采取部分泵提滿(mǎn)足群眾用水需求，同時(shí)也減少了新建工程的投資和運(yùn)行成本，創(chuàng)造節(jié)約型水利工程。

楊家灣水廠(chǎng)建設(shè)在肖家灣隧洞出口，是以枹木寨水庫(kù)為水源，新建2.0萬(wàn)m3/d孫家壩水廠(chǎng)及安裝輸水管管網(wǎng)；廠(chǎng)平面設(shè)計(jì)高程730.4m高程，水廠(chǎng)出水壓力可覆蓋孫家壩片區(qū)大部分區(qū)域，高區(qū)部分采用分級(jí)提水解決。

工程主要建設(shè)內(nèi)容：1、新建2.0萬(wàn)m3/d孫家壩水廠(chǎng)一座，廠(chǎng)區(qū)建設(shè)內(nèi)容有新建配水混合池1座， 管式混合器井1座、斜管沉淀池2座、 氣水反沖濾池 1座、反沖洗泵房1座、 出水加壓泵房1座、加氯加藥間1座(含加氯加藥一套)、500 m3清水池2座、綜合樓辦公大樓1300m2、機(jī)修間及倉(cāng)庫(kù)1座、出水計(jì)量井2座、濃縮池1座 排水池、排泥池2座、 污泥脫水機(jī)房、污泥調(diào)節(jié)池(含污泥處理系統(tǒng)1套)等；2、輸水管網(wǎng)工程：安裝K9級(jí)DN500球墨鑄鐵管1598.7m， DN400球墨鑄鐵管1030.73m、 安裝dn160PE管(1.6Mpa)620.4m、dn200PE管(1.6Mpa)2366.5m、dn315PE管(1.6Mpa)882m。

4 結(jié) 語(yǔ)

思南縣枹木寨水利工程根據(jù)孫家壩片區(qū)需水情況、已建水利設(shè)施以及運(yùn)行狀況并結(jié)合地形地質(zhì)等條件；充分利用新建水利工程水源高程與供水片區(qū)需求高程相結(jié)合，克服了當(dāng)?shù)乜陀^(guān)不利的自然條件，采取“蓄、攔、引、用”等有效工程措施，形成跨區(qū)域調(diào)水，聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行，有效解決了孫家壩片區(qū)由于地形地勢(shì)等不利因素長(zhǎng)期造成的工程性缺水問(wèn)題，創(chuàng)造了貴州喀斯特巖溶山跨區(qū)域調(diào)水、節(jié)約型水利工程的較好范例。