靈石東山供水縣域小水網供水施工組織設計

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

靈石東山供水縣域小水網供水工程，位于晉中市靈石縣境內，是以山西省大水網東山供水工程為依托的縣域配套供水工程，引水點位于兩渡鎮軍營坊村南，是東山供水工程施工二十八標輸水線路，大溝分水口～兩渡分水口（樁號DL0+000—DL27+917.81）段的末端受水點；通過供水管道向靈石縣兩渡鎮、翠峰鎮和夏門鎮輸送工業、農業灌溉用水。工程建設內容主要包括供水管線及其附屬建筑物、新建加壓泵站1座和新建管理站1座。

2 施工條件

2.1 水文氣象條件

靈石縣屬半干旱半濕潤大陸性季風氣候，降雨時空分布不均。在空間上，年降雨量自東向西呈減少態勢；在時間上，年際分布極不均，據1951—2010年靈石氣象站資料統計，多年平均年降雨量為498.6mm，最大年降雨量為730.6mm（1958年），最小年降雨量為273.5mm（1986年）；年內季節性變化較明顯，降雨多集中于夏秋兩季的6～9月份，占年降雨量的70%以上；多年平均水面蒸發量為1754.5mm。多年平均氣溫10.7℃，極端最高氣溫為38.5℃，極端最低氣溫為-20.3℃；年平均無霜期為171d，年平均風速為1.70m/s，最大風速為20m/s，最大凍土深為0.93m。

2.2 地形地質條件

靈石縣地處太原盆地與臨汾盆地之間的隆起帶，全縣呈東西高，中間低的寬緩槽形地形，區內地形起伏大，高低懸殊。

施工區沿線地下水主要為碎屑巖類裂隙水、碳酸鹽巖類裂隙水和松散巖類孔隙水。供水線路多沿河道布置，地基持力層主要為卵石混合土層，局部為二疊系上統上石盒子組砂頁巖、奧陶系中統峰峰組灰巖、泥灰巖層。

供水線路地基存在因巖性不一或結構密實程度不同而產生的不均勻沉降問題；部分河道段線路沿線地下水位埋深較淺，施工時存在基坑涌水問題；管線沿河漫灘布置，存在防洪及洪水沖刷問題。

兩渡泵站地面高程807～810m，地基地層巖性為卵石混合土層，存在地基不均勻變形問題，泵站處地下水位埋深5.4～7.3m。

3 料場選擇

3.1 石料、粗骨料

石料選擇疙塔石料場石料，該料場位于靈石縣南關鎮疙塔村北約0.5km的沖溝右岸，料場地面高程約為1080～1200m，山勢陡峻，現已作為石料場小規模開采、加工。距工程區距離約40km，交通便利。

疙塔石料場開采層為奧陶系中統上馬家溝組（O2s）灰巖、豹皮狀灰巖，經地質對料場巖石物理力學試樣成果知，石料各項指標除飽和抗壓強度個別不符合要求外，其余各項指標均符合塊石料要求，可作為塊石料使用，也可用以加工人工骨料。

該料場儲量豐富，可以滿足塊石料要求，也可滿足加工混凝土骨料的工程需要。

3.2 細骨料

經地質調查，工程區周邊天然砂料缺乏，工業與民用建筑多從外地購買。建議外購豆羅砂料場砂料。

據該料場顆分試驗成果，料場砂為中砂。砂料物理化學成果指標與混凝土細骨料質量技術指標對比，其密度、堆積密度、細度模數、云母含量、硫酸鹽及硫化物含量（換算成SO3）、有機質含量、輕物質含量、堿活性、堅固性符合混凝土細骨料質量指標，平均粒徑0.42～0.48mm，平均值0.44m，部分不符合混凝土細骨料質量指標，砂料含泥量8.1%～11.3%，平均值9.2%，大于標準3%，不符合細骨料質量指標，施工時經水洗合格后方可使用。

該砂料場現正在大量開采，儲量豐富，能滿足設計要求。

4 施工導流

4.1 導流標準

本供水工程的等別為Ⅲ等，其中加壓泵站為3級，其它主要建筑物級別為4級，次要建筑物為5級。根據《水利水電工程施工組織設計規范》（SL303-2017）的規定，導流建筑物級別為5級。本工程導流建筑設計洪水標準為5年一遇，采用非汛期的導流方式，河道非汛期5年一遇洪水流量汾河為252m3/s，三交河為3.1m3/s，交口河為11.3m3/s，玉成河為2.8m3/s。

4.2 導流方式

4.2.1 沿河段管線施工導流

本工程沿河段埋設管道施工導流方式為圍堰圍護，利用原主河道或開挖明渠泄流。

4.2.2 穿河段管線施工導流

管道穿河段采用分期導流。首先施工一側，圍堰圍護，另一側利用原河床或開挖明渠泄洪，施工完后相同方法施工另一側。

4.3 導流建筑物設計

4.3.1 沿河段管線

依據非汛期5年一遇洪水流量，根據《水利水電工程施工組織設計規范》本工程不過水圍堰超高值為0.5m，經計算：

管線沿汾河鋪設段非汛期圍堰水深為1.0m，圍堰高度靠近主河槽的為1.5m，其它灘地的為0.8m。圍堰頂寬2m，迎水面邊坡1∶2.0，背水面邊坡1∶1.5，迎水面采用編織袋土防護。部分利用主河床的情況下明渠開挖底寬30m，深2.0m，邊坡1∶1.0。

管線沿三交河鋪設段非汛期明渠開挖底寬0.5m，深1.5m，邊坡1∶1.0。管線沿交口河鋪設段非汛期明渠開挖底寬1.0m，深2.0m，邊坡1∶1.0。管線沿玉成河鋪設段非汛期明渠開挖底寬0.5m，深1.3m，邊坡1∶1.0。4.3.2 穿河段管線

依據非汛期5年一遇洪水流量，經計算非汛期一期圍堰高3.4m，二期圍堰高3.4m。圍堰頂寬3.0m，迎水面邊坡1∶2.0，背水面邊坡1∶1.5，迎水面采用編織袋土防護。

4.4 導流建筑物施工

堰體填筑料，利用河床開挖的土料。采用1m3挖掘機裝載，8t自卸汽車運輸，74kW推土機推平，74kW拖拉機碾壓，局部采用人工配合。編織袋土料利用管道溝槽開挖的土料，人工填筑。

圍堰拆除先上、下游圍堰，后縱向圍堰，采用反鏟挖裝、拆除料用于管道回填。

明渠開挖采用1m3挖掘機，開挖料就近堆放，施工完后用于回填明渠，回填采用74kW推土機推運，拖拉機碾壓。

4.5 基坑排水

根據地質資料管基開挖底面多位于地下水位以下，在開挖的過程中，基坑將會出現涌水，另外施工期間還有圍堰內的滲水、施工廢水以及雨水等，施工時采用明排方式。在基坑內沿基坑輪廓線布置排水溝，水經排水溝匯入集水井，利用水泵將水從集水井中抽排。

經地質涌水量計算，涌水稍大地段每50m在開挖溝槽兩側各設一個集水井，涌水量稍小地段每100m在開挖溝槽兩側各設一個集水井，共設集水井954個，每個集水井布設一臺WQX50-8-2.2型污水潛水電泵。總排水臺時35.40萬h。

5 結語

靈石東山供水縣域小水網供水工程，屬于山西省東山供水工程的配套工程，該工程的建設可確保東山供水工程供水效益盡快得到發揮，實現靈石經濟發展由水瓶徑向水支撐的轉變，將極大的促進靈石縣經濟可持續發展。