太中银汾阳灌溉供水工程主要建筑物评价

张国杰

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

太中银铁路吕梁山隧道位于山西省吕梁市离石区吴城镇与汾阳市的交界处，太中银铁路隧道横穿吕梁山脉中山区中段。该区水文地质属岩溶自流盆地，岩溶水分别自吴城泉、峡口泉、上林舍泉等泉排出。

1 工程布置

1.1 工程等别和标准

汾阳灌区灌溉补偿供水工程的灌溉水源为吕梁山隧道洞内排水，设计供水量0.3 m3/s，控制灌溉面积0.095万hm2，工程等级为Ⅴ等5级。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》，输水线路过沟工程的防洪设计标准为10年一遇洪水。工程区设计基本地震峰值加速度值为0.15 g，特征周期值为0.40 s，抗震设防烈度为7度。

1.2 工程总体布置

吕梁山隧道内渗漏水全部由汾阳进口排出，随着2009年9月吕梁山隧道全线贯通，隧道排水量基本趋于稳定，经实测日排水量为0.3 m3/s，可满足汾阳灌区的灌溉用水。

汾阳灌溉补偿供水水源采用吕梁山隧道汾阳进口处排水，供水目的地为向阳灌区现有灌溉供水管网和上林舍村原水浇地及输水管道沿线耕地。因吕梁山隧道汾阳进口处高程1103 m，灌区内最高处高程为1061 m（向阳村部分耕地除外），绝大部分位于该高程以下，因此采用管道引水可自流进入灌区。

灌区灌溉供水由太中银铁路吕梁山隧道汾阳进口处蓄引水，输水管道由西向东沿乡村道路一侧铺设，在上林舍村东南桩号1+484处跨过庄沟经1号隧洞后，继续由西向东铺设，在安家庄村北侧桩号3+128.4处跨过安家庄沟，在桩号3+460.06处管道转向由南向东南方向铺设，沿途跨过多条小支沟，在龙泉村西侧跨越龙泉沟后，在桩号8+656.54到达灌区的最高点，在此处设1号调压池并设分水口接灌区原有灌溉管网，经1号调压池后管道由西向东铺设在桩号9+352.68管道转向由北向南铺设，在桩号10+627.58处管道铺设继续由西向东，经上张家庄、郭家庄、刘家堡、刘家庄、协和堡、田村等村庄后至终点处夏汾高速路东侧，输水线路总长16.619 km。

2 主要建筑物设计

2.1 取水口蓄水池设计

本工程取水口位于吕梁山隧道汾阳进口北侧，此处地面高程1103 m。铁路隧道排水由两侧的排水沟从汾阳进口处排出，在洞口北侧新建一蓄引水池，两条隧洞内排水沟汇集后穿过铁路引入蓄引水池内，穿越铁路引水管道已铺设完毕，本次由管道出口引水至蓄水池内。

蓄水池位于太中银铁路吕梁山隧洞汾阳进口的北侧，设计蓄水容量100.0 m3，采用圆形钢筋混凝土结构，蓄水池内径6.4 m，蓄水池净高3.5 m，池内设计水深3.0 m，根据进出水位置和排水方向，蓄水池分别设进水管、出水管、溢水管和泄空管，除泄空管外其余管径均为500 mm，蓄水池整体基本位于地面以下，为满足抗冻要求，池顶以上覆土厚度为1.0 m，池顶部设进人孔和排气管。

2.2 供水隧洞设计

输水线路根据地形变化共布设穿山隧洞2条，总长367.5 m，均为洞穿管，洞内管道采用压力钢管，并采取防腐处理，1号隧洞位于桩号1+699.3—1+990.7，洞长291.4 m；2号隧洞位于桩号6+432.3—6+508.3，洞长76.1 m。隧洞横断面采用城门洞形，净宽2 m，直墙段高2.0 m，圆拱直径1.25 m。

1号和2号隧洞均为土洞，根据《水工隧洞设计规范》，土洞采用喷射混凝土与钢筋混凝土组合式衬砌。

根据隧洞围岩情况及规范要求，经综合考虑，隧洞洞身采用组合式衬砌，由初期支护及二次衬砌组成。初期支护采用挂网喷锚支护或喷射混凝土支护，喷射C20混凝土，厚度15 cm，采用普通硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5。根据开挖后的围岩情况，使用全长粘结型水泥砂浆系统锚杆，直径22 mm，采用Ⅱ级螺纹钢筋，长度2 m。钢筋网采用直径8 mm的Ⅰ级钢筋，网格间距20 cm。

二次衬砌采用C25钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度30 cm，土洞段每10 m设一道环向变形缝，缝宽2 cm，缝内设橡胶止水带及聚氯乙烯高密度泡沫板。回填灌浆在洞身钢筋混凝土衬砌拱顶106°范围内进行，孔距2 m，灌浆孔内径40 mm。回填灌浆设计灌浆压力0.3~0.5 MPa，灌浆采用普通硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5。回填灌浆孔应穿透衬砌深入围岩10 cm。

2.3 穿沟建筑物

本工程输水管线根据工程总体布置和地形变化，管线共跨越较大支沟8条，根据跨沟处地形、沟深变化等条件，共设跨沟建筑物倒虹8处，跨沟建筑物防洪标准按10年一遇洪水设计。根据沿线穿越支沟的地形条件，倒虹从沟底采用埋管方式穿越，埋管深度应满足最大冻土深度和河道冲刷深度控制，并在管道上部设0.5 m厚的格宾石笼，顺水流方向宽8 m，其中管中心线上游宽3 m，下游宽5 m，以防河水冲刷，确保管道安全运行。

2.4 输水管道

2.4.1 管道布置

由太中银铁路隧道汾阳进口蓄水池处铺设一条输水管道至汾阳市田村附近，沿途灌溉上林舍、安家庄、龙泉、向阳灌区、田村等村庄的耕地，输水管道直径为500 mm，400 mm和350 mm，管材为玻璃钢管，输水管道在穿公路、渡槽及埋深较大时，采用压力钢管。压力钢管制造完毕经验收合格后，进行喷砂除锈处理，除锈后钢材表面清洁度等级不小于Sa2。钢管表面防腐处理措施：内外壁喷涂环氧沥青厚浆型防锈底漆和环氧沥青厚浆型防锈面漆，涂层厚度均为125 μm；管道铺设为开槽敷设，管道横断面设计应满足管道施工安装要求，因此确定管道的开挖底宽为1.0 m，开挖边坡1∶0.75，其基础处理采用300 mm厚砂垫层，管道铺设后采用原土回填并分层夯实。

2.4.2 管道埋深

由于本工程地处北方寒冷地区，最大冻土深度为0.87 m。加之管线靠近公路并穿越河沟，为保证工程输水管线的安全，经综合考虑防冻、防冲和其他上部荷载，确定输水管线的管顶最小覆土深度应不小于1.2 m，管线穿越公路段管道外包混凝土厚300 mm。

3 结语

吕梁山隧道为太中银铁路重点控制工程，该隧道内渗漏水全部由汾阳进口排出，将水送至接通各村庄原有供水管网，可解决19个村、1．2万人的人畜饮水问题。