龍門供水工程施工組織設計簡述

張 震

（山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030024）

1 工程概況

龍門供水工程是柏葉口水庫向交城縣供水的配套工程，以城市生活和工業供水為主，兼顧農業灌溉。工程規模屬中型，工程等別為Ⅲ等，年取水規模為1 800萬m3。該工程從文峪河中游龍門口筑壩取水，由取水樞紐、輸水箱涵、輸水倒虹吸、輸水隧洞、輸水管線及附屬建筑物組成，線路全長32.434 km。

本工程共劃分10個施工區，其中取水樞紐工程、箱涵、倒虹段各1個，隧洞段4個，輸水管線段3個。每個施工區分別布置生產和生活設施。生活設施依據地形條件在施工區就近布置，生活區與生產區相分離，設置辦公用房、宿舍、食堂及生活設施。各生產系統以混凝土拌合站為主，設置攪拌機、成品料場、材料倉庫、各類加工廠、小型修配廠、壓縮空氣系統等。

2 施工導流設計

2.1 導流標準

取水樞紐為Ⅲ級建筑物，根據《水利水電工程施工組織設計規范》的規定，臨時導流建筑物標準為Ⅴ級，導流設計洪水標準為5～10年一遇洪水。取水樞紐工程量不大，在非汛期即可完成施工，因此，導流建筑物設計洪水標準采用非汛期5年一遇，相應洪峰流量20.6 m3/s。輸水線路工程隧洞進出口及支洞進口導流設計洪水標準采用5年一遇洪水。隧洞進口西冶河相應洪峰流量為498 m3/s；1號施工支洞進口加子溝的相應洪峰流量為52 m3/s；2號施工支洞只溝的相應洪峰流量為47 m3/s；1號洞出口石樹溝的相應洪峰流量為 37 m3/s。

2.2 導流方式

取水樞紐施工導流采用分期導流方式。一期在河道右岸開挖1條導流明渠泄水，取水樞紐上下游修建土圍堰擋水，完成閘室下部工程，具備過水條件，同時完成大部分溢流壩段施工；二期填筑圍堰，沖沙閘泄水，完成剩余工程施工?；优潘捎盟贸榕拧Ｋ矶催M出口及施工支洞進口采用在洞口全斷面圍封、原河床泄流的施工導流方式。

2.3 導流建筑物

取水樞紐工程：根據明渠水力學公式計算，導流明渠底寬 6.0 m，邊坡 1∶1.5，明渠深 2.0 m，長 250 m。上游圍堰高2.0 m，下游圍堰高1.0 m，圍堰頂寬5.0 m，迎水坡 1∶2.5，背水坡 1∶2.0。上游圍堰迎水面采用50 cm厚的草袋土護坡。

隧洞口、倒虹及管線穿河段：根據河道寬度及洪水計算，確定圍堰高2.5～3 m，圍堰頂寬4.0 m，邊坡比1∶2.0，迎水面采用50 cm厚的草袋土護坡。

2.4 施工排水

取水樞紐：依據地質資料，覆蓋層滲透系數0.05～0.13 cm/s，根據基坑面積和深度，計算得出基坑涌水量約為1 295 m3/d（54 m3/h），選擇3臺30 m3/h的離心水泵抽排至下游河道（1臺備用）。

倒虹及管線穿河段：基坑面積、深度及排水量均小，各選擇2臺20 m3/h的離心水泵抽排（1臺備用）。

3 主體工程施工

3.1 取水樞紐工程

土方開挖：采用2 m3挖掘機挖運，一部分就近堆放，用于土方回填，其余部分采用15 t自卸汽車運到附近棄渣場。

石方開挖：采用潛孔鉆和手持式手風鉆相結合鑿孔，梯段爆破，周邊孔采用預裂等控制爆破措施。石渣用2 m3挖掘機挖裝15 t自卸汽車運至棄渣場。

混凝土施工：混凝土拌合采用0.8 m3攪拌機，水平運輸采用1 t機動翻斗車運輸，垂直運輸采用8 t汽車起重機吊運入倉，施工采用吊罐和溜槽相結合的入倉方式。溢流面混凝土采用滑模施工，閘室混凝土采用組合鋼模板施工。

漿砌石工程施工：采用人工施工，砂漿采用0.4 m3砂漿攪拌機拌制。

3.2 輸水工程

3.2.1 倒虹工程施工

倒虹工程施工包括土石方開挖、基礎處理、鋪設墊層、PCCP管道安裝和土方回填等工序。

土方開挖：倒虹最大挖深4 m，采用分層開挖，上層用1 m3反鏟挖掘機挖土，機后卸土，用74 kW推土機推土至臨時堆料處，以備回填用；下層開挖采用1 m3反鏟挖掘機挖土，裝8 t自卸汽車運輸，運至臨時堆料處。

石方開挖：采用風鉆鉆孔，自上而下開挖，預裂、松動爆破相結合分層開挖。石渣裝運采用74 kW推土機集料，1 m3裝載機裝8 t自卸汽車運輸至棄渣場。

管道工程施工：PCCP管每節管長6 m，采用40 t平板車運輸，水平或坡度較緩段用40 t汽車起重機吊裝就位，管坡較陡段用卷揚機牽引就位。

土方回填：為防止管道側向位移，管道兩側要對稱回填夯實，小型壓實機械配合人工分層夯實；其余采用推土機推土回填、碾壓。余土就地推平，并將開挖時的地表熟土重新覆蓋在回填土表層，恢復耕種。

3.2.2 箱涵工程施工

箱涵段長1.285 km，施工包括土石方開挖、基礎處理、鋪設墊層、混凝土箱涵澆筑和回填等工序。土石方開挖及回填施工方法同倒虹工程施工，混凝土澆筑采用人工立模，0.8 m3移動式攪拌機拌合，1 t自動翻斗車運輸溜槽輔助入倉。

3.2.3 隧洞施工

洞口布置：主要設施有絞車房（支洞口）、空壓機站、工具間、值班室、混凝土拌合站、材料堆場、調車場、轉渣場、排水站等。

洞內風、水、電布置：選擇BKJ66-11型礦井軸流通風機，采用吸出式通風，風筒選擇直徑500 mm的橡膠筒。在洞口處設排水溝，防止洞臉處地表水流入洞內。洞內每40 m設一排水坑，將上游水引至排水坑，用潛水泵排出洞外，泵管用3寸鋼管。根據洞內照明、排水、通風、出渣等需要，利用洞口所設配電盤向洞內分別布設220 V照明線路和380 V排水通風用電線路。

石方開挖：采用手風鉆鉆孔爆破，出渣采用小型裝渣機或人工裝渣，平洞段采用電瓶機車牽引1 m3斗車軌道運輸，斜井段絞車牽引斗車出渣。

混凝土澆筑：采用0.8～1.0 m3混凝土拌合站拌制，洞外100 m以內采用0.5 m3機動翻斗車，500 m以內采用8 t以上自卸汽車運輸混凝土，溜槽或人工輔助入倉，高頻振搗器振搗；洞內由斗車軌道運輸混凝土，泵送混凝土或人工輔助入倉。

噴錨支護：隧洞噴混凝土根據具體情況采用濕式和干式相結合噴射混凝土。

3.2.4 支洞施工

隧洞總長9.393 km，斷面凈寬4.0 m，凈高3.0 m，為加快施工進度、縮短工期，沿線設2條施工支洞，分別位于主洞樁號6+392.72和9+460.80處，支洞軸線均與主洞軸線垂直。支洞總長366.0 m，均為斜井，斜井底部設平車場。斜井起坡點距主洞中線按25 m考慮。主支洞交叉點采用雙聯正交形式，支洞內設雙軌車道，斷面寬4.0 m，斷面高3.0 m，為城門洞形。

支洞施工期作為施工通道，運行期作為檢修通道，支護結構按永久工程設計。Ⅲ類圍巖采用噴錨支護；Ⅳ類圍巖采用噴錨一次支護，現澆30 cm厚混凝土襯砌；Ⅴ類圍巖采用噴錨加鋼支撐一次支護，現澆40 cm厚混凝土襯砌。各類圍巖均噴15 cm厚混凝土，直徑25 mm、長2～2.5 m錨桿加固。

3.2.5 管線工程施工

溝槽開挖采用1.0 m3反鏟挖掘機開挖，配合推土機推運到溝槽側臨時堆放，以備回填用?；A重夯施工采用3～8 t夯錘進行作業，配30 t履帶式起重機配合龍門架及88 kW推土機。土方回填及管道鋪設同倒虹施工方法。

4 結語

龍門供水工程實施后，可解決未來平川地區居民生活用水及開發區工業、生活用水的需求及交城縣200萬hm2優質玉米的灌溉，為促進當地經濟發展提供有力支撐。