柏叶口水库龙门供水工程取水口设计方案比选

李浩亮

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

1 工程简况

柏叶口水库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，取水规模为1800万m3/a，其中：工业及城市生活用水1100万m3/a，农业灌溉700万m3/a；设计供水流量1.3m3/s，其中工业及城市生活供水保证率为95%，农业灌溉设计保证率为50%。该工程由取水枢纽、输水箱涵、输水倒虹吸、输水隧洞、自重压力流输水管线以及附属建筑物和交叉建筑物等组成，线路全长32.434km。

2 水源工程取水口设计方案

2.1 取水口位置分析及确定

在项目可行性研究阶段，根据工程所在的文峪河流域内已建工程及拟建工程的分布情况，确定了3个取水口进行分析比较：

第一种：取水口距在建的柏叶口水库51.934km，工程形式较多，布置非常复杂，不能利用区间水，隧洞较长，不易施工，调度不方便，工程费用较高。

第二种：取水口距文峪河水库24.913km，工程形式较少，布置比较简单，可以利用区间水，但有西冶川河劣Ⅴ类水汇入，且上游有工矿企业，水质相对较差，需架设泵站等，泵站运行、调度费用较大，部分施工场地需穿越村庄和林场，征地困难。

第三种：龙门口为龙门渠引水口，距离32.434km，工程形式较多，布置相对复杂，可利用区间水，隧洞较长，不利于施工，调度较为方便。且主河槽靠近左岸，取水条件好；避开了从西冶川沟排出的煤矿污水，水源水质好，有保证；取水高程能满足自流取水的要求，引水量满足工程要求。因此，设计时取水口位置选在龙门口。

2.2 输水工程线路比选

结合工程任务以及区域内地形地貌、工程地质条件，将本供水输水线路分三部分进行比选。

2.2.1 输水线路前段方案比选

输水线路前段指取水枢纽进水闸至隧洞段进口，即龙门口—西冶川河东岸。通过进一步实地现场查勘，该段前半部分只能在沿线厂区布置，通过钢筋混凝土箱涵穿过河岸滩地及3个厂区，虽然线路上部荷载较大，但可保证防洪安全，同时保证箱涵底高程不太低；后半部分沿滩地布置，采用倒虹吸管穿越沙沟村和大岩头村南的滩地进入隧洞段，输水线路前段总长3.572km。

2.2.2 输水线路中段方案比选

输水线路中段主要指隧洞段，即西冶川河东岸—石树沟西侧，隧洞型式均为城门洞形，钢筋混凝土衬砌结构。考虑地域界线及方便施工，洞线线路布置选择隧洞线路折线布置方案为推荐方案，从西冶川河右岸入洞后，至加子沟后折向南至黄泥沟，再折向北至石树沟。该方案线路折点较多、不顺直，但隧洞埋深相对较浅，施工支洞2条，施工相对方便，且包括支洞在内的线路较短。

2.2.3 供水线路后段方案比选

输水线路后段指隧洞段出口至工程末端，即石树沟—大运高速与青银高速公路立交桥南侧400万m3蓄水池。该段为重力输水自流管线段，需要穿越交城县城区和夏家营工业园区，线路布置比较困难，本阶段在进一步实地现场查勘的基础上，确定了输水线路。

2.3 工程总体布置

2.3.1 水源工程布置

工程取水枢纽选定在交城县西社村的龙门口，位于文峪河河道左岸凹岸河段。主要建筑物包括溢流坝、冲沙闸、进水闸及上下游河道防护工程。取水枢纽取水方式为有坝式自流取水，并闸门控制。

溢流坝坝轴线垂直河流方向布置，溢流坝左侧设置冲沙闸及进水闸，冲沙闸基础位于左岸砂砾石地基上，进水闸基础坐落于左岸基岩上，引水方向与河道水流方向夹角约22°。

2.3.2 输水工程布置

本供水工程选择的输水线路是从龙门口起始，至交城县大运高速与青银高速公路立交桥南侧400万m3蓄水池结束，全长32.434km（其中进水闸段长0.07km）。根据工程总体布置以及区域内的地形地貌和工程地质条件，将输水线路分为三部分。

输水线路前段总长3.572km，具体布置为：前段采用钢筋混凝土箱涵穿过河岸滩地及宏海钢铁厂、前利水泥厂、沙沟水泥厂厂区；后段采用倒虹吸管穿越沙沟村、东社村和大岩头村南的滩地进入隧洞段。

输水线路中段线路总长9.401km，布置有T-1号隧洞永久工程及T-1号和T-2号施工支洞临时工程。

输水线路后段具体布置为：在石树沟出洞后接入输水管线，管线向南出沟后，沿307国道南侧东行，至瓦窑河处折向北穿越瓦窑河后在水厂加压站附近沿环城北路南侧东行，至磁窑河处沿河西岸北行并穿越磁窑河，在磁窑村北沿晋阳路南侧东行，穿越工业路及排洪沟后向东北方向行至华鑫焦化厂12万m3蓄水池，然后向东穿越耙齿沟后折向南，沿耙齿沟南行至夏家营北侧折向东，在义望北顶管穿越307国道与环城路后，折向南沿环城路南行，在义望村东侧南行至工程末端，即大运高速与青银高速公路立交桥南侧400万m3蓄水池，管线全长19.391km。

3 结语

通过对本工程所在的文峪河流域内已建及拟建的3个工程进行分析对比，并对输水工程线路进行分段比选，确定了柏叶口水库龙门供水工程取水枢纽选定在交城县西社村的龙门口，取水枢纽工程主要建筑物包括溢流坝、冲沙闸、进水闸及上下游河道防护工程，取水枢纽取水方式为有坝式自流取水，并有闸门控制。