水库工程输水隧洞设计方案比选探析

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【摘要】水库输水隧洞主要承担工程导流、输水等任务，是水库工程中的重要组成部分，本文以巫家水库工程为实例，结合工程实际情况，介绍了输水线路设计方案和输水隧洞形式选择方案，并对各方案的可行性、经济性进行了详细分析，以期能为类似工程提供一些可参考的经验。

【关键词】巫家水库工程；输水隧道设计；方案比选

在“十三五”城市建设发展规划中，贵州省明确出要在供水、供电等基础设施建设与发展中加大资源投入力度，巫家水库工程作为贵州省正安县重要的水利水库工程，主要任务为集镇供水人饮供水及农田灌溉。基于输水隧洞在水库工程发展中重要作用，从经济合理性、技术可行性等角度出发，比选出综合效益最大化的输水隧洞设计方案。

1工程项目概况

巫家水库工程主要建筑物由大坝、溢洪道、取（放）水建筑物等组成；水库正常蓄水位933.00m，水库总库容551万m³；年平均供水量580万m³/a；水库为小（1）型水库，工程等别为Ⅳ。工程任务为：人饮供水及农田灌溉。设计灌溉流量为1.11m³/s。

2巫家水库输水隧洞输水路线的选择

2.1输水线路的设计

根据灌区分布情况和沿线地形地质条件，巫家水库向保太灌区、班竹灌区和班竹镇进行供水，考虑到输水线路的经济性，本文提出三个输水线路设计方案，具体内容为：方案1：原规划将水流一部分引到杨柳溪水库的生基湾隧洞进口，共同向保太灌区进行供水；另一部分通过在水库下游通过开挖8.2km的隧洞向班竹灌区及集镇进行供水。方案2：在巫家水库下游沿这龙桥溪途经河坝、龙桥，跨过龙桥溪消洞下游250m处，至对岸晏家坝山脚处，并在该处直接开挖长2430m的隧洞至生基湾隧洞出口，并在隧洞出口下游100m（即输7+850）处进行分流。方案3：在下游桩号输2+000处岩脚处开挖5430m隧洞，出口接朝阳村的竹园台处。

2.2输水线路的比选方案

1：通过经济、施工难度分析比较，该方案的施工工期长，不具备良好的布置施工支洞条件，初步确定隧洞开挖断面断面尺寸为（5.0×5.5）m，开挖断面大，衬砌厚度40cm，计算隧洞投资约1.73亿，本文不予以考虑。方案2：由于沿线经过的地质岩性整体强度偏弱，有必要进行放坡及护坡处理，并加强临时支护工作；洞身进口段穿越旦坪乡向斜，未受大的断层构造切割，完整及延续性较好，拟定隧洞开挖断面为（3.0×3.5）m，（衬砌后断面为2.2×2.7）m；工程部分投资为2380万元。方案3：根据现场和地形图分析，隧洞不具备良好的打支洞条件；隧洞的开挖断面（4.0×4.5）m（城门洞形），衬砌厚度40cm。方案2、方案3的比较从以下几个方面入手：①隧洞和管线的工程量：方案2输水管线总长11.6km，隧洞土石方开挖量共32680m³，管线土石方开挖量共46670m³；方案3输水管线总长8.32km，隧洞土石方开挖量共96700m³，管线土石方开挖量共16950m³。②工程布置：方案2线路长，水头损失大；方案3线路最短，水头损失较小，布置较为紧凑。③施工条件：方案2管线沿乡村道路，施工方便，占地大；方案3交通方便，占地少，施工工期长。④运行维护：方案2管线长，管理不便；方案3管理方便。⑤工程部分投资：方案2工程部分投资为4980万元；方案3花费8350万元。方案2较方案3管线布置线路长，工程占地大，部分管线沿着山坡铺设，但工程投资较方案3省（含建设征地费用）；综合比较选择方案2为本阶段的输水管线布置方案。

3输水隧洞形式选择分析

3.1输水隧洞断面形式

根据晏家坝隧洞没有较好布置施工支洞的条件，结合该隧洞施工期开挖出渣、通风、排水、混凝土衬砌等要求，考虑出渣及材料运输采用轨道运输的方式。晏家坝隧洞总长2190m，没有较好布置施工支洞的条件，衬砌厚度0.4m，设计底坡取i=1/1000。初步拟定隧洞开挖断面工程量。

3.2输水方式选择

本次通过有压隧洞、有压穿管及无压明流隧洞三种不同输水的断面形式进行技术经济比较。

4结语

本文在充分了解实际地质条件后，最后确定了巫家水库工程的输水线路、输水隧洞断面形式和输水方式，并对有压、无压隧洞分别提供了详细的设计参数，结合这些参数，使得输水隧洞工程顺利完成。通过巫家水库工程实践可得知，在输水隧洞设计中，应遵守三个原则，即工程设计要因地制宜；严格按照规范进行操作；注重细节设计。

参考文献

[1]范子训,付云生,魏陆宏,等.密云水库潮河输水隧洞除险加固方案分析研究[J].水利水电技术,2014,45(7):91-94.

作者:吴国茂 单位:遵义水利水电勘测设计研究院