柏葉口水庫龍門供水工程取水口設計方案比選

李浩亮

（山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030024）

1 工程簡況

柏葉口水庫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，取水規模為1800萬m3/a，其中：工業及城市生活用水1100萬m3/a，農業灌溉700萬m3/a；設計供水流量1.3m3/s，其中工業及城市生活供水保證率為95%，農業灌溉設計保證率為50%。該工程由取水樞紐、輸水箱涵、輸水倒虹吸、輸水隧洞、自重壓力流輸水管線以及附屬建筑物和交叉建筑物等組成，線路全長32.434km。

2 水源工程取水口設計方案

2.1 取水口位置分析及確定

在項目可行性研究階段，根據工程所在的文峪河流域內已建工程及擬建工程的分布情況，確定了3個取水口進行分析比較：

第一種：取水口距在建的柏葉口水庫51.934km，工程形式較多，布置非常復雜，不能利用區間水，隧洞較長，不易施工，調度不方便，工程費用較高。

第二種：取水口距文峪河水庫24.913km，工程形式較少，布置比較簡單，可以利用區間水，但有西冶川河劣Ⅴ類水匯入，且上游有工礦企業，水質相對較差，需架設泵站等，泵站運行、調度費用較大，部分施工場地需穿越村莊和林場，征地困難。

第三種：龍門口為龍門渠引水口，距離32.434km，工程形式較多，布置相對復雜，可利用區間水，隧洞較長，不利于施工，調度較為方便。且主河槽靠近左岸，取水條件好；避開了從西冶川溝排出的煤礦污水，水源水質好，有保證；取水高程能滿足自流取水的要求，引水量滿足工程要求。因此，設計時取水口位置選在龍門口。

2.2 輸水工程線路比選

結合工程任務以及區域內地形地貌、工程地質條件，將本供水輸水線路分三部分進行比選。

2.2.1 輸水線路前段方案比選

輸水線路前段指取水樞紐進水閘至隧洞段進口，即龍門口—西冶川河東岸。通過進一步實地現場查勘，該段前半部分只能在沿線廠區布置，通過鋼筋混凝土箱涵穿過河岸灘地及3個廠區，雖然線路上部荷載較大，但可保證防洪安全，同時保證箱涵底高程不太低；后半部分沿灘地布置，采用倒虹吸管穿越沙溝村和大巖頭村南的灘地進入隧洞段，輸水線路前段總長3.572km。

2.2.2 輸水線路中段方案比選

輸水線路中段主要指隧洞段，即西冶川河東岸—石樹溝西側，隧洞型式均為城門洞形，鋼筋混凝土襯砌結構。考慮地域界線及方便施工，洞線線路布置選擇隧洞線路折線布置方案為推薦方案，從西冶川河右岸入洞后，至加子溝后折向南至黃泥溝，再折向北至石樹溝。該方案線路折點較多、不順直，但隧洞埋深相對較淺，施工支洞2條，施工相對方便，且包括支洞在內的線路較短。

2.2.3 供水線路后段方案比選

輸水線路后段指隧洞段出口至工程末端，即石樹溝—大運高速與青銀高速公路立交橋南側400萬m3蓄水池。該段為重力輸水自流管線段，需要穿越交城縣城區和夏家營工業園區，線路布置比較困難，本階段在進一步實地現場查勘的基礎上，確定了輸水線路。

2.3 工程總體布置

2.3.1 水源工程布置

工程取水樞紐選定在交城縣西社村的龍門口，位于文峪河河道左岸凹岸河段。主要建筑物包括溢流壩、沖沙閘、進水閘及上下游河道防護工程。取水樞紐取水方式為有壩式自流取水，并閘門控制。

溢流壩壩軸線垂直河流方向布置，溢流壩左側設置沖沙閘及進水閘，沖沙閘基礎位于左岸砂礫石地基上，進水閘基礎坐落于左岸基巖上，引水方向與河道水流方向夾角約22°。

2.3.2 輸水工程布置

本供水工程選擇的輸水線路是從龍門口起始，至交城縣大運高速與青銀高速公路立交橋南側400萬m3蓄水池結束，全長32.434km（其中進水閘段長0.07km）。根據工程總體布置以及區域內的地形地貌和工程地質條件，將輸水線路分為三部分。

輸水線路前段總長3.572km，具體布置為：前段采用鋼筋混凝土箱涵穿過河岸灘地及宏海鋼鐵廠、前利水泥廠、沙溝水泥廠廠區；后段采用倒虹吸管穿越沙溝村、東社村和大巖頭村南的灘地進入隧洞段。

輸水線路中段線路總長9.401km，布置有T-1號隧洞永久工程及T-1號和T-2號施工支洞臨時工程。

輸水線路后段具體布置為：在石樹溝出洞后接入輸水管線，管線向南出溝后，沿307國道南側東行，至瓦窯河處折向北穿越瓦窯河后在水廠加壓站附近沿環城北路南側東行，至磁窯河處沿河西岸北行并穿越磁窯河，在磁窯村北沿晉陽路南側東行，穿越工業路及排洪溝后向東北方向行至華鑫焦化廠12萬m3蓄水池，然后向東穿越耙齒溝后折向南，沿耙齒溝南行至夏家營北側折向東，在義望北頂管穿越307國道與環城路后，折向南沿環城路南行，在義望村東側南行至工程末端，即大運高速與青銀高速公路立交橋南側400萬m3蓄水池，管線全長19.391km。

3 結語

通過對本工程所在的文峪河流域內已建及擬建的3個工程進行分析對比，并對輸水工程線路進行分段比選，確定了柏葉口水庫龍門供水工程取水樞紐選定在交城縣西社村的龍門口，取水樞紐工程主要建筑物包括溢流壩、沖沙閘、進水閘及上下游河道防護工程，取水樞紐取水方式為有壩式自流取水，并有閘門控制。