龙门供水工程施工组织设计简述

张 震

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

1 工程概况

龙门供水工程是柏叶口水库向交城县供水的配套工程，以城市生活和工业供水为主，兼顾农业灌溉。工程规模属中型，工程等别为Ⅲ等，年取水规模为1 800万m3。该工程从文峪河中游龙门口筑坝取水，由取水枢纽、输水箱涵、输水倒虹吸、输水隧洞、输水管线及附属建筑物组成，线路全长32.434 km。

本工程共划分10个施工区，其中取水枢纽工程、箱涵、倒虹段各1个，隧洞段4个，输水管线段3个。每个施工区分别布置生产和生活设施。生活设施依据地形条件在施工区就近布置，生活区与生产区相分离，设置办公用房、宿舍、食堂及生活设施。各生产系统以混凝土拌合站为主，设置搅拌机、成品料场、材料仓库、各类加工厂、小型修配厂、压缩空气系统等。

2 施工导流设计

2.1 导流标准

取水枢纽为Ⅲ级建筑物，根据《水利水电工程施工组织设计规范》的规定，临时导流建筑物标准为Ⅴ级，导流设计洪水标准为5～10年一遇洪水。取水枢纽工程量不大，在非汛期即可完成施工，因此，导流建筑物设计洪水标准采用非汛期5年一遇，相应洪峰流量20.6 m3/s。输水线路工程隧洞进出口及支洞进口导流设计洪水标准采用5年一遇洪水。隧洞进口西冶河相应洪峰流量为498 m3/s；1号施工支洞进口加子沟的相应洪峰流量为52 m3/s；2号施工支洞只沟的相应洪峰流量为47 m3/s；1号洞出口石树沟的相应洪峰流量为 37 m3/s。

2.2 导流方式

取水枢纽施工导流采用分期导流方式。一期在河道右岸开挖1条导流明渠泄水，取水枢纽上下游修建土围堰挡水，完成闸室下部工程，具备过水条件，同时完成大部分溢流坝段施工；二期填筑围堰，冲沙闸泄水，完成剩余工程施工。基坑排水采用水泵抽排。隧洞进出口及施工支洞进口采用在洞口全断面围封、原河床泄流的施工导流方式。

2.3 导流建筑物

取水枢纽工程：根据明渠水力学公式计算，导流明渠底宽 6.0 m，边坡 1∶1.5，明渠深 2.0 m，长 250 m。上游围堰高2.0 m，下游围堰高1.0 m，围堰顶宽5.0 m，迎水坡 1∶2.5，背水坡 1∶2.0。上游围堰迎水面采用50 cm厚的草袋土护坡。

隧洞口、倒虹及管线穿河段：根据河道宽度及洪水计算，确定围堰高2.5～3 m，围堰顶宽4.0 m，边坡比1∶2.0，迎水面采用50 cm厚的草袋土护坡。

2.4 施工排水

取水枢纽：依据地质资料，覆盖层渗透系数0.05～0.13 cm/s，根据基坑面积和深度，计算得出基坑涌水量约为1 295 m3/d（54 m3/h），选择3台30 m3/h的离心水泵抽排至下游河道（1台备用）。

倒虹及管线穿河段：基坑面积、深度及排水量均小，各选择2台20 m3/h的离心水泵抽排（1台备用）。

3 主体工程施工

3.1 取水枢纽工程

土方开挖：采用2 m3挖掘机挖运，一部分就近堆放，用于土方回填，其余部分采用15 t自卸汽车运到附近弃渣场。

石方开挖：采用潜孔钻和手持式手风钻相结合凿孔，梯段爆破，周边孔采用预裂等控制爆破措施。石渣用2 m3挖掘机挖装15 t自卸汽车运至弃渣场。

混凝土施工：混凝土拌合采用0.8 m3搅拌机，水平运输采用1 t机动翻斗车运输，垂直运输采用8 t汽车起重机吊运入仓，施工采用吊罐和溜槽相结合的入仓方式。溢流面混凝土采用滑模施工，闸室混凝土采用组合钢模板施工。

浆砌石工程施工：采用人工施工，砂浆采用0.4 m3砂浆搅拌机拌制。

3.2 输水工程

3.2.1 倒虹工程施工

倒虹工程施工包括土石方开挖、基础处理、铺设垫层、PCCP管道安装和土方回填等工序。

土方开挖：倒虹最大挖深4 m，采用分层开挖，上层用1 m3反铲挖掘机挖土，机后卸土，用74 kW推土机推土至临时堆料处，以备回填用；下层开挖采用1 m3反铲挖掘机挖土，装8 t自卸汽车运输，运至临时堆料处。

石方开挖：采用风钻钻孔，自上而下开挖，预裂、松动爆破相结合分层开挖。石渣装运采用74 kW推土机集料，1 m3装载机装8 t自卸汽车运输至弃渣场。

管道工程施工：PCCP管每节管长6 m，采用40 t平板车运输，水平或坡度较缓段用40 t汽车起重机吊装就位，管坡较陡段用卷扬机牵引就位。

土方回填：为防止管道侧向位移，管道两侧要对称回填夯实，小型压实机械配合人工分层夯实；其余采用推土机推土回填、碾压。余土就地推平，并将开挖时的地表熟土重新覆盖在回填土表层，恢复耕种。

3.2.2 箱涵工程施工

箱涵段长1.285 km，施工包括土石方开挖、基础处理、铺设垫层、混凝土箱涵浇筑和回填等工序。土石方开挖及回填施工方法同倒虹工程施工，混凝土浇筑采用人工立模，0.8 m3移动式搅拌机拌合，1 t自动翻斗车运输溜槽辅助入仓。

3.2.3 隧洞施工

洞口布置：主要设施有绞车房（支洞口）、空压机站、工具间、值班室、混凝土拌合站、材料堆场、调车场、转渣场、排水站等。

洞内风、水、电布置：选择BKJ66-11型矿井轴流通风机，采用吸出式通风，风筒选择直径500 mm的橡胶筒。在洞口处设排水沟，防止洞脸处地表水流入洞内。洞内每40 m设一排水坑，将上游水引至排水坑，用潜水泵排出洞外，泵管用3寸钢管。根据洞内照明、排水、通风、出渣等需要，利用洞口所设配电盘向洞内分别布设220 V照明线路和380 V排水通风用电线路。

石方开挖：采用手风钻钻孔爆破，出渣采用小型装渣机或人工装渣，平洞段采用电瓶机车牵引1 m3斗车轨道运输，斜井段绞车牵引斗车出渣。

混凝土浇筑：采用0.8～1.0 m3混凝土拌合站拌制，洞外100 m以内采用0.5 m3机动翻斗车，500 m以内采用8 t以上自卸汽车运输混凝土，溜槽或人工辅助入仓，高频振捣器振捣；洞内由斗车轨道运输混凝土，泵送混凝土或人工辅助入仓。

喷锚支护：隧洞喷混凝土根据具体情况采用湿式和干式相结合喷射混凝土。

3.2.4 支洞施工

隧洞总长9.393 km，断面净宽4.0 m，净高3.0 m，为加快施工进度、缩短工期，沿线设2条施工支洞，分别位于主洞桩号6+392.72和9+460.80处，支洞轴线均与主洞轴线垂直。支洞总长366.0 m，均为斜井，斜井底部设平车场。斜井起坡点距主洞中线按25 m考虑。主支洞交叉点采用双联正交形式，支洞内设双轨车道，断面宽4.0 m，断面高3.0 m，为城门洞形。

支洞施工期作为施工通道，运行期作为检修通道，支护结构按永久工程设计。Ⅲ类围岩采用喷锚支护；Ⅳ类围岩采用喷锚一次支护，现浇30 cm厚混凝土衬砌；Ⅴ类围岩采用喷锚加钢支撑一次支护，现浇40 cm厚混凝土衬砌。各类围岩均喷15 cm厚混凝土，直径25 mm、长2～2.5 m锚杆加固。

3.2.5 管线工程施工

沟槽开挖采用1.0 m3反铲挖掘机开挖，配合推土机推运到沟槽侧临时堆放，以备回填用。基础重夯施工采用3～8 t夯锤进行作业，配30 t履带式起重机配合龙门架及88 kW推土机。土方回填及管道铺设同倒虹施工方法。

4 结语

龙门供水工程实施后，可解决未来平川地区居民生活用水及开发区工业、生活用水的需求及交城县200万hm2优质玉米的灌溉，为促进当地经济发展提供有力支撑。