寶雞市石頭河引水工程取水設(shè)計難點解析

祁雷　王永昌

摘 要：對寶雞市石頭河引水工程取水設(shè)計中的難點問題，從新舊工程連接處理、前池水位聯(lián)動控制兩部分進行了論述分析，進一步表明這兩個難點問題其實問題并不大，但其卻是此類取水工程中特別是在新舊工程連接、交叉基礎(chǔ)上取水的關(guān)鍵問題。

關(guān)鍵詞：寶雞市 石頭河 引水工程 取水設(shè)計 難點解析

取水工程概況

取水工程起點位于石頭河?xùn)|干渠斜峪關(guān)電站壓力前池內(nèi)預(yù)留封堵洞口，終端至眉縣石龍凈水廠進水管接口。一期單管引水量1.66 m3/s（13萬m3/d）。斜峪關(guān)電站前池底板高程為706.96m，取水水位與電站運行有關(guān)，水位變化范圍為712.1m（不發(fā)電時）～713.2m（滿發(fā)時）。眉縣石龍水廠穩(wěn)壓配水井水面控制高程為689.55m，水廠穩(wěn)壓配水井管道軸線接口高程681.80m。

取水設(shè)計是利用電站前池內(nèi)預(yù)留封堵洞口，將原封堵漿砌石擋墻拆除并新做鋼筋砼壓力墻及穿墻埋管方式進行取水。經(jīng)過水力計算和經(jīng)濟比較，選擇DN1200預(yù)應(yīng)力鋼筒砼管進行原水輸送，且全部采用地埋方式布設(shè)，管頂距地面深度為≮1.5m，管底全段布設(shè)C20砼管床。

取水設(shè)計難點解析

1、新舊工程連接處理

由于取水工程起點位于電站前池內(nèi)曾預(yù)留封堵洞口處，且石頭河斜峪關(guān)電站壓力前池還是西安市取水東干渠渠首，而咸陽、楊凌兩地供水均是從西安取水渠道上取水，故這個壓力前池非常重要。本次取水工程若設(shè)計、施工方案不合理，壓力前池出現(xiàn)破壞或漏水將影響西安、咸陽、楊凌三地正常供水及電站正常發(fā)電運行。

電站前池預(yù)留洞為2.2m寬×6.85m高（內(nèi)尺寸）的漿砌石矩形洞斷面，頂部為預(yù)制砼蓋板，洞口處封堵?lián)鯄轫攲?.5m、底寬2.8m、高8.05m的重力式漿砌石擋墻。取水設(shè)計壓力墻除要設(shè)計墻內(nèi)取水口埋管外還要增設(shè)攔污柵、檢修閘門、工作閘門等金屬結(jié)構(gòu)，原有重力式漿砌石擋墻顯然不能滿足要求，故需拆除新建鋼筋砼壓力墻與原漿砌石矩形洞連接。

解析：考慮到連接處是舊漿砌石結(jié)構(gòu)與新鋼筋砼結(jié)構(gòu)的連接，且取水鋼筋砼壓力墻體積較大連接不好存在不均勻沉降、裂縫漏水的危險。經(jīng)過多方討論研究最終確定如下方案：

在新舊工程連接處，先設(shè)計長0.3m的砼連接體（同原洞尺寸）與原漿砌石洞邊墻及底板結(jié)合，需將原漿砌石墻表面鑿毛，如有破壞，應(yīng)清除至堅實處為止；在澆筑連接體的砼前應(yīng)將鑿毛的原漿砌石墻沖刷干凈，再涂刷水泥漿以增強結(jié)合縫處的抗?jié)B能力，最后澆筑砼連接體。

在接縫處臨水面左右兩邊20cm范圍內(nèi)，①先用環(huán)氧砂漿鑿平；②再涂抹環(huán)氧液，并粘貼5mm厚的橡皮；③再在橡皮上涂抹2cm厚環(huán)氧砂漿，再將環(huán)氧砂漿沿原縫位置切割縫一道，滿足伸縮要求。

在連接體與新鋼筋砼壓力墻連接處的施工伸縮縫預(yù)留2cm寬，內(nèi)置651型橡膠止水帶，并用閉孔泡沫板填縫，最后用防滲水泥砂漿封口。

2、前池水位聯(lián)動控制

電站前池的水位需控制在712.1m（不發(fā)電時）～713.2m（滿發(fā)時）之間。本工程取水流量為1.66 m3/s，原水輸水管管徑為1.2m，原水輸水管總長近1.0km（接水廠進水管）。據(jù)水力計算結(jié)果，扣除水頭損失后原水輸水管道末端還剩余富余水頭近20m，而本工程因多種因素限制無法利用工程手段消除富余水頭，最終選擇在凈水廠穩(wěn)壓配水井前管道上設(shè)置調(diào)流減壓閥來控制取水管道水量及壓力調(diào)節(jié)。然而，每當(dāng)調(diào)流減壓閥工作時，就是原水輸水管道流量變化時刻，也就是電站前池水位變化時刻，故需考慮前池水位聯(lián)動控制，確保水位在控制范圍內(nèi)。

為了保證取水流量1.66 m3/s，也是為了聯(lián)動調(diào)控各方需要，在取水口后附近的原水輸水管道上加裝電磁流量計，并將其數(shù)據(jù)與凈水廠、電站前池值班室共享。

改造并更換電站前池原退水閘門，更換成可以遠程控制啟閉及可動態(tài)顯示開度的閘門。

為了保證前池水位在控制范圍內(nèi)浮動，在前池設(shè)置水位傳感器，可將水位信號傳至值班室。當(dāng)前池水位超過713.2m時，聲光報警，值班人員遠程提升閘門泄水；當(dāng)水位低于712.1m時，聲光報警，值班人員遠程關(guān)閉閘門蓄水。

結(jié)語

本工程取水設(shè)計中還有取水口的布置、原水輸水管線穿路（渠）設(shè)計方案比較、空間彎管轉(zhuǎn)折角計算等難點不再詳述，但最主要最突出的問題還是那兩個。其實問題并不大，但其卻是此類取水工程中特別是在新舊工程連接、交叉基礎(chǔ)上取水的關(guān)鍵問題。解決好這兩個取水工程問題，也就為整個寶雞市石頭河引水工程開了個好頭。

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（作者單位：寶雞市水利水電規(guī)劃勘測設(shè)計院）endprint