宝鸡市石头河引水工程取水设计难点解析

    祁雷　王永昌

    摘 要：对宝鸡市石头河引水工程取水设计中的难点问题，从新旧工程连接处理、前池水位联动控制两部分进行了论述分析，进一步表明这两个难点问题其实问题并不大，但其却是此类取水工程中特别是在新旧工程连接、交叉基础上取水的关键问题。

    关键词：宝鸡市 石头河 引水工程 取水设计 难点解析

    取水工程概况

    取水工程起点位于石头河东干渠斜峪关电站压力前池内预留封堵洞口，终端至眉县石龙净水厂进水管接口。一期单管引水量1.66 m3/s（13万m3/d）。斜峪关电站前池底板高程为706.96m，取水水位与电站运行有关，水位变化范围为712.1m（不发电时）～713.2m（满发时）。眉县石龙水厂稳压配水井水面控制高程为689.55m，水厂稳压配水井管道轴线接口高程681.80m。

    取水设计是利用电站前池内预留封堵洞口，将原封堵浆砌石挡墙拆除并新做钢筋砼压力墙及穿墙埋管方式进行取水。经过水力计算和经济比较，选择DN1200预应力钢筒砼管进行原水输送，且全部采用地埋方式布设，管顶距地面深度为≮1.5m，管底全段布设C20砼管床。

    取水设计难点解析

    1、新旧工程连接处理

    由于取水工程起点位于电站前池内曾预留封堵洞口处，且石头河斜峪关电站压力前池还是西安市取水东干渠渠首，而咸阳、杨凌两地供水均是从西安取水渠道上取水，故这个压力前池非常重要。本次取水工程若设计、施工方案不合理，压力前池出现破坏或漏水将影响西安、咸阳、杨凌三地正常供水及电站正常发电运行。

    电站前池预留洞为2.2m宽×6.85m高（内尺寸）的浆砌石矩形洞断面，顶部为预制砼盖板，洞口处封堵挡墙为顶宽0.5m、底宽2.8m、高8.05m的重力式浆砌石挡墙。取水设计压力墙除要设计墙内取水口埋管外还要增设拦污栅、检修闸门、工作闸门等金属结构，原有重力式浆砌石挡墙显然不能满足要求，故需拆除新建钢筋砼压力墙与原浆砌石矩形洞连接。

    解析：考虑到连接处是旧浆砌石结构与新钢筋砼结构的连接，且取水钢筋砼压力墙体积较大连接不好存在不均匀沉降、裂缝漏水的危险。经过多方讨论研究最终确定如下方案：

    在新旧工程连接处，先设计长0.3m的砼连接体（同原洞尺寸）与原浆砌石洞边墙及底板结合，需将原浆砌石墙表面凿毛，如有破坏，应清除至坚实处为止；在浇筑连接体的砼前应将凿毛的原浆砌石墙冲刷干净，再涂刷水泥浆以增强结合缝处的抗渗能力，最后浇筑砼连接体。

    在接缝处临水面左右两边20cm范围内，①先用环氧砂浆凿平；②再涂抹环氧液，并粘贴5mm厚的橡皮；③再在橡皮上涂抹2cm厚环氧砂浆，再将环氧砂浆沿原缝位置切割缝一道，满足伸缩要求。

    在连接体与新钢筋砼压力墙连接处的施工伸缩缝预留2cm宽，内置651型橡胶止水带，并用闭孔泡沫板填缝，最后用防渗水泥砂浆封口。

    2、前池水位联动控制

    电站前池的水位需控制在712.1m（不发电时）～713.2m（满发时）之间。本工程取水流量为1.66 m3/s，原水输水管管径为1.2m，原水输水管总长近1.0km（接水厂进水管）。据水力计算结果，扣除水头损失后原水输水管道末端还剩余富余水头近20m，而本工程因多种因素限制无法利用工程手段消除富余水头，最终选择在净水厂稳压配水井前管道上设置调流减压阀来控制取水管道水量及压力调节。然而，每当调流减压阀工作时，就是原水输水管道流量变化时刻，也就是电站前池水位变化时刻，故需考虑前池水位联动控制，确保水位在控制范围内。

    为了保证取水流量1.66 m3/s，也是为了联动调控各方需要，在取水口后附近的原水输水管道上加装电磁流量计，并将其数据与净水厂、电站前池值班室共享。

    改造并更换电站前池原退水闸门，更换成可以远程控制启闭及可动态显示开度的闸门。

    为了保证前池水位在控制范围内浮动，在前池设置水位传感器，可将水位信号传至值班室。当前池水位超过713.2m时，声光报警，值班人员远程提升闸门泄水；当水位低于712.1m时，声光报警，值班人员远程关闭闸门蓄水。

    结语

    本工程取水设计中还有取水口的布置、原水输水管线穿路（渠）设计方案比较、空间弯管转折角计算等难点不再详述，但最主要最突出的问题还是那两个。其实问题并不大，但其却是此类取水工程中特别是在新旧工程连接、交叉基础上取水的关键问题。解决好这两个取水工程问题，也就为整个宝鸡市石头河引水工程开了个好头。

    参考文献：

    [1] SL285—2003水利水电工程进水口设计规范[S].中国水利水电出版社，2003.

    [2] 裴兴斌，杨楠.石头河 宝鸡未来的水龙头[N]. 宝鸡日报，2010-4-6（2）.

    [3] 李惕先，祁庆和.小型水电站 水工建筑[M].第二版. 水利电力出版社，1991.370-384.

    [4] 刘绪宗，刘继先，冯岩，等.宝鸡市石头河水库引水工程可行性研究报告[R]. 中国市政工程华北设计研究院，宝鸡市水利水电规划勘测设计院，2008.102-104.

    （作者单位：宝鸡市水利水电规划勘测设计院）