灵石东山供水县域小水网供水施工组织设计

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

灵石东山供水县域小水网供水工程，位于晋中市灵石县境内，是以山西省大水网东山供水工程为依托的县域配套供水工程，引水点位于两渡镇军营坊村南，是东山供水工程施工二十八标输水线路，大沟分水口～两渡分水口（桩号DL0+000—DL27+917.81）段的末端受水点；通过供水管道向灵石县两渡镇、翠峰镇和夏门镇输送工业、农业灌溉用水。工程建设内容主要包括供水管线及其附属建筑物、新建加压泵站1座和新建管理站1座。

2 施工条件

2.1 水文气象条件

灵石县属半干旱半湿润大陆性季风气候，降雨时空分布不均。在空间上，年降雨量自东向西呈减少态势；在时间上，年际分布极不均，据1951—2010年灵石气象站资料统计，多年平均年降雨量为498.6mm，最大年降雨量为730.6mm（1958年），最小年降雨量为273.5mm（1986年）；年内季节性变化较明显，降雨多集中于夏秋两季的6～9月份，占年降雨量的70%以上；多年平均水面蒸发量为1754.5mm。多年平均气温10.7℃，极端最高气温为38.5℃，极端最低气温为-20.3℃；年平均无霜期为171d，年平均风速为1.70m/s，最大风速为20m/s，最大冻土深为0.93m。

2.2 地形地质条件

灵石县地处太原盆地与临汾盆地之间的隆起带，全县呈东西高，中间低的宽缓槽形地形，区内地形起伏大，高低悬殊。

施工区沿线地下水主要为碎屑岩类裂隙水、碳酸盐岩类裂隙水和松散岩类孔隙水。供水线路多沿河道布置，地基持力层主要为卵石混合土层，局部为二叠系上统上石盒子组砂页岩、奥陶系中统峰峰组灰岩、泥灰岩层。

供水线路地基存在因岩性不一或结构密实程度不同而产生的不均匀沉降问题；部分河道段线路沿线地下水位埋深较浅，施工时存在基坑涌水问题；管线沿河漫滩布置，存在防洪及洪水冲刷问题。

两渡泵站地面高程807～810m，地基地层岩性为卵石混合土层，存在地基不均匀变形问题，泵站处地下水位埋深5.4～7.3m。

3 料场选择

3.1 石料、粗骨料

石料选择疙塔石料场石料，该料场位于灵石县南关镇疙塔村北约0.5km的冲沟右岸，料场地面高程约为1080～1200m，山势陡峻，现已作为石料场小规模开采、加工。距工程区距离约40km，交通便利。

疙塔石料场开采层为奥陶系中统上马家沟组（O2s）灰岩、豹皮状灰岩，经地质对料场岩石物理力学试样成果知，石料各项指标除饱和抗压强度个别不符合要求外，其余各项指标均符合块石料要求，可作为块石料使用，也可用以加工人工骨料。

该料场储量丰富，可以满足块石料要求，也可满足加工混凝土骨料的工程需要。

3.2 细骨料

经地质调查，工程区周边天然砂料缺乏，工业与民用建筑多从外地购买。建议外购豆罗砂料场砂料。

据该料场颗分试验成果，料场砂为中砂。砂料物理化学成果指标与混凝土细骨料质量技术指标对比，其密度、堆积密度、细度模数、云母含量、硫酸盐及硫化物含量（换算成SO3）、有机质含量、轻物质含量、碱活性、坚固性符合混凝土细骨料质量指标，平均粒径0.42～0.48mm，平均值0.44m，部分不符合混凝土细骨料质量指标，砂料含泥量8.1%～11.3%，平均值9.2%，大于标准3%，不符合细骨料质量指标，施工时经水洗合格后方可使用。

该砂料场现正在大量开采，储量丰富，能满足设计要求。

4 施工导流

4.1 导流标准

本供水工程的等别为Ⅲ等，其中加压泵站为3级，其它主要建筑物级别为4级，次要建筑物为5级。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2017）的规定，导流建筑物级别为5级。本工程导流建筑设计洪水标准为5年一遇，采用非汛期的导流方式，河道非汛期5年一遇洪水流量汾河为252m3/s，三交河为3.1m3/s，交口河为11.3m3/s，玉成河为2.8m3/s。

4.2 导流方式

4.2.1 沿河段管线施工导流

本工程沿河段埋设管道施工导流方式为围堰围护，利用原主河道或开挖明渠泄流。

4.2.2 穿河段管线施工导流

管道穿河段采用分期导流。首先施工一侧，围堰围护，另一侧利用原河床或开挖明渠泄洪，施工完后相同方法施工另一侧。

4.3 导流建筑物设计

4.3.1 沿河段管线

依据非汛期5年一遇洪水流量，根据《水利水电工程施工组织设计规范》本工程不过水围堰超高值为0.5m，经计算：

管线沿汾河铺设段非汛期围堰水深为1.0m，围堰高度靠近主河槽的为1.5m，其它滩地的为0.8m。围堰顶宽2m，迎水面边坡1∶2.0，背水面边坡1∶1.5，迎水面采用编织袋土防护。部分利用主河床的情况下明渠开挖底宽30m，深2.0m，边坡1∶1.0。

管线沿三交河铺设段非汛期明渠开挖底宽0.5m，深1.5m，边坡1∶1.0。管线沿交口河铺设段非汛期明渠开挖底宽1.0m，深2.0m，边坡1∶1.0。管线沿玉成河铺设段非汛期明渠开挖底宽0.5m，深1.3m，边坡1∶1.0。4.3.2 穿河段管线

依据非汛期5年一遇洪水流量，经计算非汛期一期围堰高3.4m，二期围堰高3.4m。围堰顶宽3.0m，迎水面边坡1∶2.0，背水面边坡1∶1.5，迎水面采用编织袋土防护。

4.4 导流建筑物施工

堰体填筑料，利用河床开挖的土料。采用1m3挖掘机装载，8t自卸汽车运输，74kW推土机推平，74kW拖拉机碾压，局部采用人工配合。编织袋土料利用管道沟槽开挖的土料，人工填筑。

围堰拆除先上、下游围堰，后纵向围堰，采用反铲挖装、拆除料用于管道回填。

明渠开挖采用1m3挖掘机，开挖料就近堆放，施工完后用于回填明渠，回填采用74kW推土机推运，拖拉机碾压。

4.5 基坑排水

根据地质资料管基开挖底面多位于地下水位以下，在开挖的过程中，基坑将会出现涌水，另外施工期间还有围堰内的渗水、施工废水以及雨水等，施工时采用明排方式。在基坑内沿基坑轮廓线布置排水沟，水经排水沟汇入集水井，利用水泵将水从集水井中抽排。

经地质涌水量计算，涌水稍大地段每50m在开挖沟槽两侧各设一个集水井，涌水量稍小地段每100m在开挖沟槽两侧各设一个集水井，共设集水井954个，每个集水井布设一台WQX50-8-2.2型污水潜水电泵。总排水台时35.40万h。

5 结语

灵石东山供水县域小水网供水工程，属于山西省东山供水工程的配套工程，该工程的建设可确保东山供水工程供水效益尽快得到发挥，实现灵石经济发展由水瓶径向水支撑的转变，将极大的促进灵石县经济可持续发展。