河北省南水北调中线工程介绍

河北省南水北调建设委员会办公室

按照国家统一部署，在省委、省政府的正确领导下，经过沿线各级党委政府、有关部门的共同努力，广大建设者团结协作，顽强拼搏，我省南水北调中线工程自2003年12月30日开工建设，2013年12月9日主体工程全线贯通，2014年9月29日通过全线通水验收，目前已具备通水条件。

1. 我省境内干线工程基本情况

1.1 南水北调中线工程总体概况

中线工程从长江支流汉江上的丹江口水库引水，沿京广铁路西侧北上，经河南、河北，自流到北京、天津。总干渠采用明渠全立交型式输水，全长1432km。天津干线采用混凝土暗涵输水，长155km。中线一期工程多年平均调水 95亿 m3。

1.2 河北段中线干线工程基本情况

中线总干渠穿越漳河后进入我省，河北境内工程全长596km，初设批复总投资407亿元，包括京石段应急供水工程（古运河至北拒马河段）、邯石段工程（漳河北至古运河段）和天津干线工程。根据《南水北调工程总体规划》，中线一期工程分配我省毛水量34.7亿m3，净水量 30.4亿 m3。

第一，京石段工程。为先期开工项目。起点为石家庄市西郊的田庄分水闸，终点为涿州市冀京交界处的北拒马河，途经石家庄、保定2市12个县（市、区），全长227km，初设批复总投资121亿元。2003年12月30日，河北省境内的滹沱河倒虹吸工程率先开工建设，标志着南水北调中线工程进入建设实施阶段。2008年5月工程具备通水条件，2008年9月18日开始向北京应急供水。截至2014年4月5日，京石段工程利用黄壁庄、岗南、王快、安各庄4座水库，先后4次向北京应急供水累计16.1亿m3（净水量），为保障首都供水安全发挥了重要作用。

第二，邯石段工程。起点为漳河冀豫交界处，终点为石家庄市西郊的田庄分水闸，全长238km，途经邯郸、邢台、石家庄3市17个县（市、区），工程总投资211亿元。邯石段工程2010年4月开工建设，2013年12月9日主体工程完工，2014年6月开始进行充水试验。

第三，天津干线工程。天津干线工程是南水北调中线一期工程的组成部分，采用暗涵输水型式，起点为中线总干渠西黑山分水口（徐水县境内），经我省保定、廊坊 2市8县（市、区）进入天津市。我省境内工程长131km，初设批复总投资74.6亿元。天津干线河北段工程2009年7月开工建设，2013年6月主体工程完工。

2. 我省配套工程基本情况

国家明确南水北调配套工程由各省（市）负责筹资、建设和管理，并与主体工程同步建成生效。我省南水北调供水范围包括京津以南的邯郸、邢台、石家庄、保定、廊坊、衡水、沧州7个设区市、92 个县（市、区）、26 个工业园区。南水北调配套工程分为水厂以上输水工程、水厂及配水管网工程两部分，估算总投资600亿元。

按照省政府确定的 “分级负责、责权统一”的原则，水厂以上输水工程由省主导筹资、建设和管理，包括廊涿、保沧、石津、邢清4条大型输水干渠和邯郸、邢台、石家庄、保定、廊坊、沧州、衡水7市输水管道工程，以及省南水北调运行调度中心，共计12个单项工程，划分为26个设计单元。水厂及配水管网工程由市、县负责筹资、建设和管理。截至目前，河北省地方配套水厂以上输水工程12个单项工程的可研报告已全部批复，26个初步设计单元总投资300亿元，已批复285亿元。

截至9月底，水厂以上输水工程累计完成总投资161亿元，廊涿干渠已建成并具备通水条件，邢清干渠管道铺设完成95%，保沧干渠管道铺设完成97%。预计今年完成水厂以上输水工程总工程量的85%，明年汛前完成全部建设任务。

3. 我省境内干线控制性工程及配套亮点工程简介

3.1 中线干线标志性控制工程

中线干线工程采取自流供水模式，主要由输水明渠、渡槽、倒虹吸、隧洞等主体工程建筑物，以及35kV供电系统、机电设备及金属结构、自动化调度系统、安全监测设施等构成。河北省境内干线工程与河渠、铁路、公路等交叉穿（跨）越建筑物802座。其中，控制性建筑物90座，大型河渠交叉建筑物53座，隧洞7座，左岸排水建筑物197座，渠渠交叉建筑物50座，道路交叉建筑物396座，铁路交叉建筑物9座。主要标志性控制工程或亮点工程有：

一是穿漳工程。穿漳河交叉建筑物工程，是向河北、天津、北京输水的控制性工程。位于河南省安阳市安丰乡施家河村与河北省邯郸市讲武城之间，担负着南水北调工程向漳河以北地区输水任务。穿漳河交叉建筑物包括南北两岸渠道连接段和倒虹吸段，总长共计1081.81m，由南向北分别由南岸连接渠道、退水排冰闸、进口渐变段、进口检修闸段、倒虹吸管身段、出口节制闸段、出口渐变段、北岸连接渠道7段组成。穿漳工程设计流量235m3/s，加大流量265m3/s。主要建筑物为1级，次要建筑物为3级，地震设计烈度为7°。该工程主要建筑物设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为300年一遇。

二是牤牛河南支渡槽。牤牛河南支渡槽建有江水入冀后的第一座节制闸——牤牛河节制闸。牤牛河南支渡槽位于磁县白村东北，总长424m，进口设节制闸，出口设检修闸。牤牛河南支渡槽由退水闸、进口节制闸、渡槽、出口检修闸组成。渡槽进口段长82m，槽身段长240m，出口段长102m。节制闸布置在进口渐变段和进口连接段之间，闸室段长22m，进口连接段长15m。检修闸布置在出口连接段和出口渐变段之间，闸室段长12m，出口连接段长15m。退水闸布置在进口段上游右岸，从渐变段上游引水，闸室长 15m，退水闸总长202.97m。降压站及现场办公用房布置在渡槽进口渐变段左堤外的地面上。槽身纵向为8跨简支梁结构，单跨长30m。槽身为预应力钢筋混凝土结构，混凝土强度等级C50。横向断面为三槽一联矩形槽，两个中墙，两个边墙（墙体兼纵梁腹板），将槽身分为3孔，净宽7m×3槽，渡槽总宽25.5m。

三是青兰渡槽。青兰渡槽位于邯郸市区段，是中线总干渠与青兰高速连接线的大型交叉输水建筑物，采用渡槽型式跨越青兰高速连接线公路。渡槽建筑物布置有进口渠道连接段、渡槽段和出口渠道连接段，其中进出口渠道连接段各长20m，渡槽段长63m，渡槽及其进出口渠道在平面上均呈斜向布置。工程轴线总长115.11m。渡槽槽身段分3跨布置，跨度为19m＋25m＋19m。青兰高速交叉工程渡槽槽身段、连接段等主要建筑物级别均为1级建筑物。渡槽设计流量为235m3/s，加大流量为265m3/s。工程主要特点是：槽身为分离式扶壁梯形渡槽，其中平板支撑结构采用双向预应力连续梁结构，挡水结构采用普通钢筋混凝土结构；渡槽下部结构包括实体板墩、承台及其下部灌注桩基础。该工程开工晚，工期短，2013年1月开工，2013年12月8日完工，是制约邯石段工程建设的“咽喉工程”。

四是洺河渡槽。洺河渡槽位于邯郸市永年县，是世界最大的单跨三槽一联三向预应力渡槽。渡槽设计流量230 m3/s，加大流量 250m3/s，单跨长 40m，共16跨。槽身为矩形三槽互联三向预应力简支结构，槽身过水断面为7.0m（宽）×6.8m（高）×3 槽。 2010 年 4 月开工建设，2013年8月竣工。工程主要特点是：与常规矩形渡槽相比，洺河渡槽采用以墙代梁的结构型式，使其自重减少约38%，水荷载所占比重达到60%，工程造价节约25%，具有显著的经济效益；工程运用多项先进技术，增强了渡槽的承载能力，每跨承载达5600t，相当于上百辆满载货物的重型卡车。

五是南沙河倒虹吸。南沙河倒虹吸为大型河渠交叉建筑，素称为“水底隧洞”。位于河北省邢台市境内，全长4.39km，起点为沙河市高店村，终点为邢台市桥西区中前流村。由南段倒虹吸、中间明渠、北段倒虹吸3段组成，全长4335m。设计流量为230m3/s，加大流量为250m3/s。于2010年6月15日开工，2013年 6月 26日主体工程完工。工程主要特点是：由于工程所在河段分为两汊河道，工程采用了两段倒虹吸加中间明渠的布置型式，利用工程的弃渣填筑在中间明渠两侧，保证工程防洪安全的同时解决了施工弃土的问题，节约了大量的征占地投资。同时，倒虹吸结构首次采用双向预应力箱型结构和单层连续曲线预应力筋布置型式，解决了混凝土抗裂问题，提高了结构的耐久性，节省了大量的工程投资。

六是滹沱河倒虹吸。滹沱河倒虹吸位于石家庄市正定县新村村北的滹沱河上，上游距黄壁庄水库25.5km，下游距京广铁路滹沱河桥4.6km，工程设计标准为Ⅰ等，主体建筑物为Ⅰ级。设计流 量 170m3/s，加 大 流 量 200m3/s，防洪标准为100年一遇设计、300年一遇校核。整个建筑物由进出口连接段、进出口渐变段、进口闸室、管身段、出口节制闸、退水闸、治导工程组成。建筑物总长2993.64m。管身采用三孔一联钢筋混凝土箱形结构，单孔过水断面为6.0m×6.2m。工程总投资5.4亿元。工程主要特点为：作为南水北调中线干线首个开工项目，其薄壁混凝土浇筑、大型渠道衬砌等技术和设备为南水北调中线干线后续工程施工提供了重要经验和借鉴。2003年12月30日，滹沱河倒虹吸工程正式开工建设，2007年底主体工程全部完工。

七是漕河渡槽。漕河渡槽为京石段标志性的大型河渠交叉建筑，俗称为“水上立交桥”。漕河渡槽位于河北省保定市满城县境内，全长2.3km，起点为满城县西北9km的神星镇荆山村，终点为神星镇岗头村。2005年6月开工，2007年11月主体工程完工，具备通水条件。工程主要特点为：漕河渡槽是南水北调中线河北段标志性的大型河、渠、路交叉建筑物，渡槽横跨保满铁路满神支线和京赞、神西、满易3条公路以及马连川河、漕河两条河流，渡槽共76跨，采用三向预应力钢筋混凝土结构，是中线干线工程当时开工建设的世界级规模大型渡槽项目，开创了南水北调中线干线大型三向预应力渡槽工程成功建设的先河。漕河渡槽单跨混凝土重量达3400t，设计过水流量为125m3/s，加大流量为150m3/s。相当于排满125t重的重型运货汽车，通过的速度为1辆/s，每分钟可以过60多辆，而且源源不断。

八是西黑山节制闸。西黑山进口闸担负着中线总干渠向天津干渠分水的重要功能，是天津干线惟一一座具有调节流量功能的节制闸。该闸位于中线总干渠与天津干线交叉口，地处保定市徐水县西黑山村境内。节制闸由进口引渠段、进口渐变段、闸室、消力池、下游渐变段组成，设计流量50m3/s，加大流量60m3/s。西黑山进口闸闸前设计水位65.289m，加大水位为65.808m。闸室段长 22.5m，总宽 11.9m，开敞式 3孔，单孔净宽2.5m。闸室为整体现浇钢筋混凝土结构，为防止泥沙等进入天津干线，进口闸闸室底板顶面高程为61.289 m，高出上游引渠底高程0.5m。

九是北拒马河南支渠道倒虹吸。北拒马河南支渠道倒虹吸是江水出冀入京的河渠交叉建筑物。进口位于涿州市北横岐村，出口位于涿州市郝家庄村，全长815m，工程等级为Ⅰ级，建筑物级别为Ⅰ级，设计流量60m3/s，加大流量70m3/s，设计水深4.3m，过水断面边坡系数 1∶2.5，设计底宽 7.5m。倒虹吸为两孔过水断面，洞身长685m，单孔高5.1 m，宽5.2m。倒虹吸进出口分别设有闸室，工作闸门为弧形门，检修闸门为叠梁门。

3.2 其他重要亮点工程

第一，邢台景观桥。南水北调中线工程邢台市境内跨渠桥梁有101座，其中，市区段跨渠桥梁19座，邢台市政府为了将南水北调桥梁建设和城市建设有机结合，在中线工程市区段建设了6座形态各异的景观桥梁，既美化了南水北调总干渠，又提高了城市品位。6座景观桥的主要特点是：百泉大道景观桥是市区南端的第一座景观桥，位于七里河玉带桥北侧，南外环与南水北调中线总干渠相交处。该桥为双塔双索面斜拉桥，造型犹如一道“大门”，迎接四方来客，清新大气。沿着滨江路北行至中兴西大街与南水北调中线总干渠交叉处，就是中兴大街景观桥，该桥为双塔双索面斜拉式桥梁，桥体结构轻盈，主塔造型犹如努力向上伸展的“幼芽”，春的气息扑面而来。再向北，是团结大街景观桥，位于团结西大街、滨江路与南水北调中线总干渠交叉处，为双塔双索面斜拉式桥梁，双塔宛如两支巨大的金色钢笔，直插云霄。主塔截面为“宝葫芦”型，显得动感极强，有不断成长之意。泉北大街景观桥位于泉北大街滨江路与泉北大街交叉处，为单塔双索面单斜拉桥，桥长69.7m，宽43m，是国内单孔跨度最大、最长的斜塔桥。主塔高44m，塔身呈A字形向西倾斜75°，似展翅飞翔的大雁，又像一把巨大的竖琴，造型独特，气势恢宏。邢州大道景观桥位于滨江路与邢州大道交叉处，桥两侧点缀着古色古香的长廊和凉亭，供行人歇脚遮阳，长廊上彩绘着邢台3500年历史典故。邢昔路景观桥位于邢台县会宁镇与南水北调中线总干渠交叉处，淼岳林庄园西侧，为单塔单面斜拉索桥，塔身挺拔高耸，犹如振翅起飞的鸟儿。

景观桥带来的有利影响：景观桥竣工通车后，道路拓宽了两倍，周边环境愈发干净整洁。几座景观桥梁成为沟通邢台市区与西部山区的重要交通要道，人流量也在日益增加。目前，邢台市正在制定南水北调生态旅游规划，在改善生态的同时，通过发展景观旅游，以实现邢台段南水北调工程的综合效益最大化。随着经济社会的发展和科技的进步，人们审美水平的提高，现代桥梁已由单纯的通行功能，变为功能、技术、美学与文化的统一体，注重桥梁的地标意义，桥梁对物质文明、精神文明建设的促进，对经济发展的作用，使得建造景观桥成为趋势。邢台市南水北调景观桥的综合效应，已初步显现。

第二，磁县南水北调配套水厂。为江水进入河北的第一个供水目标。该水厂规划年均分水量3074万m3。建设地点为磁县磁州镇大营村村西，距南水北调干渠于家店口门约500m，规划用地总面积68.8亩。供水能力为8.4万m3/d，工程总投资7859万元。按照整体规划、整体设计、分期建设的原则，水厂工程一期建设规模为4.2万m3/d，一期水厂工程建设投资3042万元。工程主要建设内容包括沉淀池、滤池、清水池、加氯加药间、排水排泥池、综合楼、配电室等净水厂工程和输水管网工程，服务范围为磁县城区，覆盖人口12万。2013年11月开工建设，2014年10月20日具备通水条件。

第三，石家庄市区西北水厂。位于石家庄市城区西北部，工程设计能力10万 t/d，占地 117亩，总投资 2.28亿元，2013年 8月开工，2014年 8月建成。西北水厂建在现地表水厂西侧，也是现状地表水厂的扩建工程。现状地表水厂水源原为岗南、黄壁庄水库，供水设计能力30万t/d。南水北调干渠通水后，两座水厂供水能力达到40万t/d，既可以用南水北调水，又可切换使用岗南、黄壁庄水库水，将为市区提供更加有效的水源保障。

3.3 干线工程设计、施工中的主要技术难点

邯石段工程——途径山前丘陵到平原过渡地带，涉及多处深挖方、高填方渠段。沿线地质条件复杂，穿越膨胀土区、高地下水及强透水区，众多超大型建筑物的安全合理结构型式，是此段渠道工程设计、施工中的主要技术难点。

跨河渡槽——针对中线工程大流量、低水头、荷载及尺寸巨大的特点，在工程设计中，开展了渡槽结构选型及设计理论研究、温度边界及温控措施研究、超大型预应力结构预应力受力状态及施加方式研究。期间同中国水利水电科学研究院、武汉大学、河海大学等科研单位、大专院校合作，完成了静力模型试验及有限元分析、动力模型试验及有限元分析、混凝土配合比试验及施工期温控防裂措施分析、预应力施加方向及施加顺序研究、软基上高水头退水闸水力学模型试验，完善了槽身预应力布置及施工程序设计、温度应力计算及保温隔热材料应用、减震支座设计、止水设计等。

在跨河渡槽设计中，率先提出了将输水结构与承重结构相结合的横向三槽互联矩形槽结构型式，实现了不间断通水要求。在以下方面进行了创新实践：通过减震支座设计，将防落梁和防碰撞措施应用到渡槽隔震设计中，适应隔震支座要求上部结构的可自由变形大的特点；在大型混凝土输水渡槽中应用了槽壁防水、保温等冗余工艺设计，将纤维素混凝土应用于槽身工程设计，避免了混凝土浇筑早期由于收缩徐变导致的微裂缝问题，提高了结构耐久性；根据载荷试验成果，首次将桩端后压浆工艺应用于南水北调工程中，取得了良好的效果。

渠道倒虹吸——为选择科学合理的建筑物布置长度、结构型式，节省投资，设计人员针对4条条件复杂的宽浅式河道进行了河工模型试验，特别是针对南沙河工程所在河段被江心洲一分为二，河道水流情势非常复杂，多次进行河工模型试验，以确定合理的分流比、壅水、冲刷和水流流态等影响工程布置的因素。通过试验验证，确定了河道的口门宽度、洪水位、冲刷深度及防护形式，工程布置更加合理，确保了工程安全运行，节省了大量建设资金。

膨胀土——河北省渠段膨胀土主要分布于邯郸、邢台西侧的垄岗区等地。膨胀土具有反复吸水膨胀、失水收缩的特点，而且膨胀后土体变得松软，力学强度显著降低；收缩又使土体产生大量干缩裂隙，使土体变得支离破碎，严重破坏了土体的完整性。总干渠河北省沿线膨胀土 （岩）分布累计长度约46km。膨胀土（岩）反复胀缩变形对总干渠的影响主要表现在两个方面：一是影响渠坡稳定，二是对渠道衬砌建筑物基础的破坏。从1991年起，设计人员便开始对于膨胀土进行研究，先后开展了膨胀土特性研究及通过不同掺和料对膨胀土进行改良的研究，为工程治理方案奠定了坚实的基础。通过多方案研究，提出了采用非膨胀土封闭包裹的方案，对困扰工程界多年的技术难题摸索出一条思路，具有广泛的应用前景和推广价值。

3.4 其他情况：中线工程水质监测工作

中线干线河北境内工程管理范围内（以隔离网为界）水质监测工作，由河北水质监测中心负责。河北水质监测中心具备国家级水质监测能力，检测结果具有法律效力，可为日常水质检测、突发水污染事件等依法提供调查、仲裁的重要依据。

河北水质监测中心实验室总面积约800m2，配备了适宜的仪器和设备，总计142台（套），总资产约2000万元。实验室主要由固定监测实验室、移动监测实验室和自动监测站3部分组成，对硬件环境和检测能力实现了高标准、高要求。

2014年4月3日，中心通过国家认证首次评审，是中线一期工程4个水质监测中心之一，也是目前中线一期工程惟一一个建成并获得国家认证的实验室。此外，中心还承担了中线一期渡槽工程充水水质检验、2013年东线一期工程试通水水质检测、社会行业委托饮用水水源检测等水质监测服务工作。

目前，实验室具备检测地表水、地下水、饮用水等5类共37项水质参数的能力。在京石段工程三、四次通水过程中，开展水质监测65批次，取得水质监测数据万余组，为保障向北京供水水质稳定在地表水Ⅱ类水标准以上发挥了重要作用。