南水北调中线给水区输水工程管道布设分析

孟东勇

（孟州市水利局，河南 孟州 454791）

1 工程概况

南水北调中线输水工程设计取水8 400 万m3/a，分两期取水，一期从10号口门主管道西平分水口取水4 000万m3，二期进一步从10号口门取水4 400万m3。工程规模按二期工程规模考虑，设计管线为一期工程（兼做部分二期）输水管线，并且桩号K0+250.00处预留二期工程接入口，届时，工程全部从10号口门取水，年取水量8 400万m3。根据工程实际情况，参照有关资料和已建工程经验，管道沿程漏损水量按供水量的10%计；净水厂自用水量，一般取水厂供水的5%～10%，根据各受水水厂具体情况确定。

2 管线平面布设分析

2.1 主管线平面布置

经布设分析南水北调中线输水工程输水管线起点位于西平预留分水口（X=3 710 193.36，Y=500 754.72），终点为平舆县水厂（X=3 644 155.48，Y=557 437.12）。采用DN1000钢管续接原西平分水口三通支管控制阀，进入新建高位水池，池后接总管。输水主管线接入高位水池后由北向东南沿自然地形结合布置原则进行布置，总管道采用DN2000DIP 管，桩号K0+250.00 处预留二期工程接入口。在桩号K8+077.91 向西平县规划水厂分水，分水后沿管道东南方向在桩号K28+077.91 渐变为DN1800DIP 管，之后管道继续向南在桩号K37+181.07 处向上蔡县蓄水池分水，分水后管道渐变为DN1600TPEP 管，管道继续向南在桩号K47+181.07 处渐变为DN1400TPEP 管，然后在桩号K63+338.05 向汝南县蓄水池分水，分水后管道渐变为DN1200TPEP 管，之后沿东南方向在桩号K88+338.05 管径渐变为DN1000TPEP 管，最后在桩号K99+208.52 规划平舆县水厂附近结束，主管线全长99.21 km。

2.2 西平县水厂支线

西平县水厂支线分水口设置在西平县武岗村以南，主管线桩号K8+077.91 处西侧（支管桩号X0+000.00），输水管道采用DN700TPEP 管，管道总体沿西南方向布置，在桩号X3+800.00处渐变至DN600TPEP管继续输水至桩号X4+398.57 进入规划水厂附件，管道全长4.40 km，在桩号X4+200 处设分水三通进入西平蓄水池，分支线长约100 m。

2.3 上蔡县水厂支线

上蔡县水厂支线分水口设置在上蔡县大路李乡林场以南约800 m，主管线桩号KK37+181.07 处东侧（支管桩号S0+000.00），输水管道采用DN1200TPEP 管，管道总体沿东向布置，在桩号S3+512.60进入蓄水池，管道全长3.51 km。

2.4 汝南县水厂支线

汝南县水厂支线分水口设置在汝南县新庄以东约400 m，主管线桩号K63+338.05处西侧（支管桩号R0+000.00），输水管道采用DN600TPEP 管，管道沿东南方向布置，在桩号R0+450.00渐变为DN500TPEP 管道后在桩号R0+656.48 处进入水厂，管道全长0.66 km。

主线、支线输水线路特性分析见表1。

表1 输水线路特性分析表

3 管道纵剖面设计分析

经布设分析南水北调中线输水工程输水管线起始于西平分水口，终点分别为西平县蓄水池、上蔡县蓄水池、汝南县蓄水池、平舆县蓄水池。高位水池底板高程为52.50 m，最低控制水位为81.00 m，起点管中心高程为54.00 m，终点管道中心高程为43.70 m，工程共布置主管线1条，支管线3条。

3.1 输水主管线（分水口至平舆县水厂）

输水管道起点位于西平分水口，桩号K0+000.00，管中心高程为54.00 m，终点为平舆县水厂，桩号为K99+208.52，管中心高程43.70 m，最大纵坡为42.74%。

3.2 西平县水厂支线

西平县水厂支线起点在主管线桩号K8+077.91处，管中心高程为47.02 m，终点为西平县蓄水池，管中心高程为55.65 m，最大纵坡为8.16%。

3.3 上蔡县水厂支线

上蔡县水厂支线起点在主管线桩号K37+181.07处，管中心高程为48.47 m，终点为上蔡县蓄水池，管中心高程为73.20 m，最大纵坡为5.79%。

3.4 汝南县水厂支线

汝南县水厂支线起点在主管线桩号K63+338.05处，管中心高程为45.94 m，终点为汝南县蓄水池，管中心高程为50.25 m，最大纵坡为4.82%。

4 管道横断面布设分析

经布设分析南水北调中线工程输水管道的管径为2 000，1 800，1 600，1 400，1 200，1 000，700，600，500 mm，根据地质勘探成果，工程管槽开挖边坡设计为1∶1.25，管道下方均设0.15 m中粗砂垫层。

5 管道穿越工程布设分析

5.1 穿越河道管道的布设分析

经布设分析驻马店南水北调中线工程输水线路沿途穿越河流、沟渠20处，穿越长度3 308 m，其中流域面积大于20 km3以上的河流6 条7 处，穿越长度1 413 m，施工采用直接开挖倒虹吸穿越，其中小洪河和重要干支渠采用顶管穿越。

5.2 穿越滞洪区管道的布设分析

经布设分析输水管线从应庄村以西进入老王坡滞洪区，途经于刘村西、武岗村西，穿越淤泥河、京广铁路，最后经过李庄杜村以东，于小郭庄村南穿越小洪河出滞洪区，管道在滞洪区内设计桩号K1+800.00～K16+100 及西平支线X0+000.00～X3+900，穿越长度18.20 km。穿越段管材采用DIP管（主管）和TPEP 管（支管），其中2 座带电阀门及12 座排气阀井顶高程为58.16 m，其余阀井顶高程与地面齐平。

5.3 穿越道路管道的布设分析

经布设分析驻马店南水北调中线工程输水线路沿线穿越道路339条，穿越长度总计2 722 m，其中等级公路7条8处，分别为京港澳高速公路、周南高速（在建）、S331省道、S333省道、S219 省道（开龚公路）、S206 省道、西漯河快速通道，采用顶管施工；车流量大的城区道路采用顶管施工，对于车流量较小的城区道路和县级以下道路，具备大开挖施工的条件，全部采用明挖直埋施工，然后恢复原路面。

5.4 穿越铁路管道的布设分析

经布设分析输水工程共计穿越铁路2次，分别为京广铁路一次，平舆县废弃铁路一次，其中京广铁路穿越工程设计由业主单独委托中铁武汉勘察设计研究院有限公司设计，投资纳入项目。平舆县废铁路，采用顶管穿越。

6 管道配件及附属设备的布设分析

管道配件指弯管、三通、转换件、异径接头及止推环等管件，经设计分析南水北调中线工程管材采用DIP 管和TPEP管。其中弯管205个，包括平面弯管86个，竖向弯管197个，总长426 m，设置413处三通。根据输水管线布置、地形条件及功能要求，在输水管道沿线布置相应的管道附属设备。经设计分析主要附属设备有控制阀、调节阀、检修阀、进排气阀、放空阀及检修排水设备、流量计及其他附属设备等。

7 高位水池管道布设分析

经设计分析采用钢管直接与西平县预留分水口控制阀对接，在桩号K0+070.00 设高位水池，水池采用圆形水池，内径9.00 m，壁厚1.60～1.00 m，池底高程52.50 m，顶板高程97.30 m，池深44.50 m，管道进口中心线高程54.00 m，管道出口中心线高程54.00 m。池顶设顶板，板厚0.30 m，设通气孔，池底设放空管，管径为300 mm。水池顶部设溢流管，溢流高程为91.50 m。水池底板底厚2.00 m，底板下设C30钢筋混凝土承台放大基础，直径为22.00 m，承台下设C30钢筋混凝土灌注桩，桩径1.00 m，间排距3.00 m，环形布置，桩深30.00 m。