斜拉式分層取水裝置在龍華口水庫取水的應用

陳陽

摘? 要：山西省陽泉市盂縣龍華口水庫大壩左岸下游農田灌溉在導流洞封堵前從龍華河左岸導流洞取水，為解決因導流洞封堵后，下游農田無水灌溉的問題，采用斜拉式鋼管分層取水裝置從水庫取水，文章介紹了斜拉式鋼管分層取水裝置的基本原理，在水庫蓄水期間，取水裝置的定位、吊裝、錨固等施工技術，可為今后此類工程借鑒使用。

關鍵詞：水庫;取水;斜拉式分層取水裝置;導流洞封堵

中圖分類號：TU991.34? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）16-0171-02

Abstract： The farmland irrigation， which is in the downstream of the left bank of the Longhuakou Reservoir Dam in Yuxian County， Yangquan City， Shanxi Province， draws water from the diversion tunnel on the left bank of the Longhua River before the diversion tunnel is blocked. In order to solve the problem of anhydrous irrigation of downstream farmland after the diversion tunnel is blocked， the cable-stayed steel pipe layered water intake device is used to draw water from the reservoir. The basic principle of the cable-stayed steel pipe layered water intake device is introduced in this paper. During the storage period of the reservoir， the construction techniques such as positioning， hoisting and anchoring of the water intake device can be used as a reference for relevant projects in the future.

Keywords： reservoir; water intake; cable-stayed stratified water intake device; diversion tunnel plugging

1 項目背景

龍華口水電站工程位于盂縣北部，水庫位于龍華河盂縣下社鄉會里村上游約0.5km處。龍華口水庫大壩為碾壓混凝土重力壩，壩頂高程575m，最大壩高66m，正常蓄水位為571.6m，相應庫容2633萬m3，總庫容為3001萬m3，為年調節水庫。

2017年7月，為配合完成龍華口水庫大壩工程蓄水前驗收，對大壩左岸施工導流洞進行封堵。導流洞封堵前大壩左岸下游側部分農田灌溉用水從導流洞下游側取水，為保證導流洞封堵后大壩左岸下游農田灌溉用水，結合導流洞封堵后下游河道生態需水，在導流洞內設置2根DN325鍍鋅鋼管引水，采用斜拉式分層取水裝置取水。導流洞上游引水管道上設置不同高程的取水口，保證在水庫分期蓄水后，能取到水庫中上層水源，保障下游農業灌溉用水和生態用水。

2 斜拉式分層取水裝置設計

根據龍華口水庫導流洞封堵的實際情況，施工條件，確定使用斜拉式鋼管分層取水裝置方案。

本斜拉式分層取水裝置在導流洞封堵段中埋設引水鋼管，通過埋入式引水鋼管向下游引水，在大壩左壩肩頂部平臺設置啟閉設備，控制斜拉式鋼管各高程取水口的啟閉狀態，實現在水庫蓄水期間分層取水。該取水裝置設計圖見圖1，取水裝置吊裝，導流洞內施工見圖2。

2.1 引水鋼管與導流洞中埋設鋼管相連接

在導流洞封堵前，先將2根DN325引水鋼管靠近導流洞左岸一側布置，采用法蘭盤將鋼管相連接，導流洞中鋼管總長為75m，每隔10m設置一座支墩。引水管線采用龍抬頭型式出導流洞，在豎向段鋼管上安裝抱箍，同時在貼近導流洞洞臉側巖石鉆孔，安裝錨栓，最后擰緊抱箍螺栓固定豎向段鋼管，引水管線出洞口后再沿自然邊坡向大壩方向鋪設，導流洞頂部引水管線采用鎮墩固定。

2.2 斜坡鋼管的固定

斜坡段引水管線鋼管采用支墩固定，采用法蘭盤連接斜坡段鋼管。

2.3 取水口位置確定

根據龍華口分期蓄水計劃，第一期蓄水達到553m高程，第二期蓄水到560m高程，在死水位以上至第二期蓄水位之間的545m、549m、553m、557m四個高程位置設置4個取水口，采用豎向鋼管與引水鋼管相連接形成取水口，在取水口外設置攔污柵格箱避免漂浮物堵塞引水管道。設計時考慮了死水位，水質，水庫水位變動的影響，以及運行管理的方便等要求，下游取水可根據庫水位情況，運行壩頂啟閉設備拉動鋼絞線開啟或者關閉不同高程取水口。

2.4 取水口啟閉設備的選取

在大壩左壩肩上游平臺設置一座小型啟閉機，不同高程的取水口拍門鋼絞線與其一一對應，拉動鋼絞線拍門開啟，松開鋼絞線依靠拍門自重及水壓關閉取水口。

3 斜拉式分層取水裝置施工

龍華口水庫斜拉式分層取水裝置施工分為三部分，第一部分為導流洞封堵段引水管線的施工，第二部分為斜坡段引水管線的安裝與連接，第三部分為頂部啟閉裝置的施工。

3.1 導流洞封堵段引水管線的施工

3.1.1 測量定位

通過目前庫區內已有高程控制點，使用全站儀等測量技術確定引水管線中心線相對于導流洞的位置，最終確定引水管線在自然邊坡的軸線。

3.1.2 引水管線安裝與錨固

鋼管、拍門等設備運至導流洞口附近：（1）安裝導流洞內引水管線，導流洞內引水管線采用現澆混凝土鎮墩、支墩固定，采用法蘭盤連接。（2）導流洞臉側巖石鉆孔，安裝錨栓，在豎向段鋼管上安裝抱箍，通過抱箍、錨栓將豎向鋼管固定在洞臉側。

3.2 斜坡段引水管線的安裝

在鋼管、拍門等材料備料期間，平整斜坡段引水管線場地，澆筑混凝土支墩、鎮墩等輔助建筑物。

安裝完成導流洞內引水管線和洞臉側豎向引水管線后，采用起重機吊裝斜坡段取水口單元，逐步向上施工。使用法蘭盤連接斜坡段引水管，將引水管吊裝在之前澆筑完成的混凝土支墩、鎮墩上，最后完成固定。取水口拍門及外側攔污格柵也一并完成施工。

3.3 斜拉式分層取水裝置啟閉設備安裝與調試

在完成導流洞隧洞內引水管線施工、豎向段引水管線、斜坡段引水管線施工后，將拍門頂部鋼絞線與壩頂啟閉機相連接，根據下游灌溉、生態的需水量，保證4個不同高程的拍門在開啟后的取水量一致，調試拍門開度及啟閉機啟閉行程，制定啟閉機啟閉操作規程。

4 結束語

盂縣龍華口水庫斜拉式鋼管取水裝置于2017年7月開始施工，2017年9月大壩下閘蓄水前投入使用，該工程靜態總投資為40萬元。

本取水裝置方案設計與施工的關鍵節點包括：（1）引水管線測量放點;（2）導流洞封堵段與引水管線的防滲;（3）引水管線出導流洞后直線段和斜坡段的固定與連接;（4）取水口裝置拍門安裝與防堵塞措施;（5）壩頂啟閉設備行程與拍門開度的調試。

本取水裝置具有施工工期短，工程量小，適用性高，工程效益好等優點。在龍華口大壩導流洞封堵前施工，對水庫蓄水，下游灌溉影響較小。現階段龍華口水庫蓄水水位在547m高程，第一級取水口工作正常，取水水量既保證了下游農業灌溉用水，也保證下游生態用水。

斜拉式鋼管分層取水裝置整體結構簡單，采用啟閉設備拉動，拍門啟閉取水，運行簡單可靠，管理方便，該裝置可為類似水庫分層取水提供借鑒的實例。

參考文獻：

[1]嚴其芳，胡曉明.直立式分層取水裝置在水庫取水工程中的應用[J].給水排水，2010，46（04）：30-32.

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