吉林中部供水工程關(guān)鍵技術(shù)問題綜述

齊文彪，劉 陽

(吉林省水利水電勘測設(shè)計研究院，長春 130021)

1 工程概況

吉林省中部供水工程位于吉林省的中部，從第二松花江上豐滿水庫引水至中部地區(qū)，向長春市、四平市、遼源市及所屬的九臺市、德惠市、農(nóng)安縣、公主嶺市、梨樹市、伊通縣、東遼縣、長春雙陽區(qū)等11個市、縣、區(qū)的城區(qū)，以及供水線路附近可直接供水的26個鎮(zhèn)供水，同時退還和增加農(nóng)業(yè)用水及河道生態(tài)用水，改善生態(tài)環(huán)境。工程年最大引水量10.29億m3，設(shè)計引水流量為38.0 m3/s。

工程從豐滿水庫取水口開始，向下游分別由1條輸水總干線、3條輸水干線、10座調(diào)節(jié)水庫和12條輸水支線組成。

輸水干線包括總干線、長春干線、四平干線和遼源干線。輸水干線線路全長263.45 km，其中隧洞長133.98 km，管 線 PCCP(鋼 管、現(xiàn) 澆 涵)長129.47 km。共設(shè)2座提水泵站(四平、遼源合建)，凈揚程四平為32.0 m/10.0 m(高揚程泵/低揚程泵)，遼源為104.0 m。

工程規(guī)模巨大，供水結(jié)構(gòu)類型繁多，其中超長有壓隧洞穿越地質(zhì)條件復(fù)雜和灰?guī)r溶洞地區(qū)，涉及到的隧洞施工開挖爆破、襯砌、滲流、地應(yīng)力及軟巖大變形等巖石力學(xué)問題需要進行專門的研究。

2 分水樞紐

工程總體布局中，地理位置處于中部區(qū)域的分水樞紐位置一旦確定，總干線、長春干線、四平干線、遼源干線和相應(yīng)的支線也就隨之確定下來，不同的分水樞紐產(chǎn)生不同的樹枝狀輸水系統(tǒng)。從類型上分有2種:一是以水庫為分水樞紐;二是以調(diào)壓井為分水樞紐。泉眼分水樞紐，位于新立城水庫大壩上游2.5 km處的伊通河左岸;馮家?guī)X分水樞紐，位于新立城水庫庫尾上游14.1 km的低山。

工程線路附近主要調(diào)節(jié)水庫的水位情況包括:豐滿水庫，死水位242.00 m，正常蓄水位263.50 m;星星哨水庫，死水位236.00 m，正常蓄水位245.50 m;石頭口門水庫，死水位182.5 m，正常蓄水位189.00 m;雙陽水庫，正常蓄水位218.86 m;新立城水庫，死水位210.80 m，正常蓄水位219.63 m;二龍山水庫;正常蓄水位222.50 m;下三臺水庫，正常蓄水位213.60 m;金滿水庫，正常蓄水位308.75 m。位置見圖1。

圖1 工程總體布置圖Fig.1 Map of the project layout

總干線豐滿水庫取水口設(shè)計水位242.00 m，設(shè)計引水流量為38.0 m3/s，馮家?guī)X分水樞紐調(diào)壓井設(shè)計水位224.74 m。當(dāng)豐滿水庫在高于死水位242.00 m運行時，或者總干線引水流量小于設(shè)計引水流量時，馮家?guī)X調(diào)壓井水位相應(yīng)升高。

泉眼分水樞紐，由新立城水庫利用豐滿水庫的水頭優(yōu)勢，向四平干線、遼源干線搬移水量，完全依靠從新立城水庫提水來完成，從1庫導(dǎo)入另外2庫。

馮家?guī)X分水樞紐，通過低山處的調(diào)壓井來利用豐滿水庫的水頭優(yōu)勢，減少向四平干線、遼源干線提水的費用，能同時給新立城水庫、金滿水庫和下三臺水庫提供更多的水量。從遠期來看，馮家?guī)X分水樞紐與二龍山水庫產(chǎn)生聯(lián)系的條件更好一些，聯(lián)合起來調(diào)水能力較大。

2種分水樞紐差別是水頭優(yōu)勢，在近期和遠期是否要統(tǒng)籌考慮?豐滿水庫正常蓄水位和死水位之間，有21.5 m水頭，在豐滿水庫天然水頭的壓力下，是壓入到3個地區(qū)的3個水庫，還是1個地區(qū)的1個水庫?這21.5 m水頭由3庫來利用還是由1庫來利用?分析論證的結(jié)論是，壓入到3個地區(qū)的3個水庫技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)更好。

至于2種分水樞紐在運行安全性上的差別，因馮家?guī)X調(diào)壓井連接的干線工程與下游各受水城市之間，都有調(diào)節(jié)水庫，分水樞紐調(diào)壓井和干線工程與受水城市屬于“軟連接”，當(dāng)分水樞紐和干線工程遇到事故檢修工況時，調(diào)節(jié)水庫能滿足各受水城市的用水要求，故這2種分水樞紐運行安全性差別很小。

總干線是超長有壓隧洞，調(diào)水能力潛力較大。考慮遠期可利用這個有利特點，研究從第二松花江相鄰的流域調(diào)水入白山水庫，或者調(diào)水入豐滿水庫，向西到吉林西部干旱地區(qū)甚至到西部的省份調(diào)水，通過總干線超長有壓隧洞，充分利用這一天然水頭，調(diào)取更多的水量。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟綜合分析，調(diào)壓井型的馮家?guī)X分水樞紐優(yōu)勢很明顯，故采用之［1］。

調(diào)壓井型分水樞紐與水庫型分水樞紐比較，前者工程技術(shù)難度較大，運行調(diào)度相對復(fù)雜，但是經(jīng)濟指標(biāo)優(yōu)越，而且整個系統(tǒng)后期調(diào)水能力潛力大，對我國大型調(diào)水工程，有較高的借鑒價值。

3 超長有壓隧洞

總干線從豐滿水庫取水口向西南穿過溫德河、岔路河，從星星哨水庫上游通過，至飲馬河處分水入飲馬河，自流入石頭口門水庫;線路經(jīng)過雙陽河分水入雙陽河，自流入雙陽水庫;線路至總干線末端馮家?guī)X分水樞紐調(diào)壓井，該調(diào)壓井同時為四平干線和遼源干線進水調(diào)壓井，長春干線也是從此調(diào)壓井分水至伊通河，自流入新立城水庫。

總干線全長109.7 km，其中隧洞長97.62 km，PCCP和鋼管長9.82 km，現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力涵長2.26 km，全程采用自流壓力輸水形式。通過:①水力過渡過程數(shù)值計算研究;②充水過程、放空過程分析研究;③飲馬河調(diào)壓井—馮家?guī)X分水樞紐調(diào)壓井—長春干線的水工水力學(xué)模型試驗。得出的結(jié)論:總干線隧洞內(nèi)水壓力可控制在55.0 m水頭以下。隧洞洞徑5.1～6.8 m、調(diào)壓井直徑18～20 m。

總干線超長有壓隧洞，隨著豐滿水庫水位的變化，有較大的調(diào)水量裕度，是一條“黃金水道”。雖然有壓輸水方案比無壓輸水方案投資略高，但是，采用自流有壓輸水方案仍然被認為是合理的。而且豐滿水庫取水口—飲馬河段隧洞盡可能采用大洞徑的方案，遠期可以將第二松花江的水量搬移到調(diào)節(jié)能力較大的石頭口門水庫。

超長有壓隧洞的調(diào)水能力:總干線設(shè)計流量38.0 m3/s，年最大引水量為10.29億 m3。由于總干線采用自流有壓輸水，在調(diào)水能力上，具有較大潛力;在豐滿水庫水位變化時，超供能力較大，可與豐滿水庫運行調(diào)度結(jié)合起來，盡可能減少對豐滿水庫調(diào)峰電量的影響，減少運行費用。采用1984—2008年豐滿水庫實測水位進行可調(diào)水量分析，總干線豐滿水庫取水口—飲馬河段隧洞長71.85 km，多年平均可調(diào)水量為15.77億m3;在90%保證率下可調(diào)水流量為47.97 m3/s，年可調(diào)水量為13.03億 m3。

考慮中部供水工程的調(diào)蓄水庫的調(diào)節(jié)能力，按90%保證率可調(diào)水量做為城鎮(zhèn)可供水量，總干線超長有壓隧洞可增加供水量約2.76億m3。但是，如果考慮:①中部地區(qū)和西部干旱地區(qū)遠期需水量增加情況，②遠期從第二松花江的相鄰流域調(diào)水，③增加二龍山水庫做為工程的調(diào)節(jié)水庫，那么，總干線超長有壓隧洞調(diào)水量還可以增大［1－2］。

4 TBM選擇

總干線豐滿水庫取水口—飲馬河段，為自然段長71.85 km的隧洞，洞徑為6.8 m，開挖洞徑7.97 m。線路位于中低山區(qū)，施工支洞及交通道路布置困難。但是，線路途經(jīng)溫德河、岔路河、飲馬河，在地形地貌上，這3條大河的河谷，天然地將71.85 km的線路，分割成近乎相等的3段山脈，在3條河的河谷地帶，隧洞埋深較淺，容易布置施工支洞。這樣，3段山脈采用3臺TBM施工，河谷段采用鉆爆法施工，每臺TBM掘進距離均為20 km左右。

隧洞圍巖類別和抗壓強度:豐滿水庫取水口—飲馬河段，Ⅱ，Ⅲ類圍巖占79.8%。Ⅱ類圍巖的長石砂巖、花崗巖、安山巖、閃長巖單軸飽和抗壓強度Rb為80～130 MPa，凝灰?guī)r、砂巖、砂礫巖及灰?guī)r單軸飽和抗壓強度Rb為60～80 MPa;Ⅲ類圍巖的花崗巖、凝灰?guī)r、閃長巖及灰?guī)r單軸飽和抗壓強度Rb為60～80 MPa，砂巖、砂礫巖單軸飽和抗壓強度Rb為40 ～60 MPa。

石英含量:從巖性上看，花崗巖石英含量為25% ～37%，砂巖石英含量在38%左右，凝灰?guī)r石英含量為10%～20%。雖然砂巖的石英含量相對較高，但彈性抗力系數(shù)低，對刀盤的損耗較小，適宜開敞式TBM掘進機掘進。

地應(yīng)力:2個勘探試驗平硐和鉆孔地應(yīng)力測試結(jié)果表明，地應(yīng)力以水平應(yīng)力為主，最大水平應(yīng)力為8.8 MPa。

隧洞圍巖沒有軟巖大變形問題，飲馬河右岸的TBM3段，經(jīng)過埋深較淺的小河沿溝和堿草甸子溝，都用鉆爆法通過。從以上條件看，隧洞適合開敞式TBM。

TBM選型:硬巖TBM主要分為開敞式、雙護盾、單護盾3種。雙護盾TBM護盾長度一般超過10 m，是開敞式TBM的3倍，巖石坍塌，壓力和摩擦力更大，難以脫困;刀盤被卡住時，前方出現(xiàn)失穩(wěn)坍塌巖體，要破碎管片，挖開較長距離才能到達刀盤前處理;遇到不穩(wěn)定巖體，不能像開敞式TBM那樣及時處理，新奧法難以實施;只有在破碎、軟弱、具有不塌條件下，才能快速施工，這種條件是本工程不具備的;雙護盾TBM必須采用管片襯砌，不能滿足百年壽命;雙護盾TBM長徑比大于1，靈敏性較差。開敞式TBM由于護盾短于3 m，可以按新奧法施工，快速支撐圍巖，減少坍塌，直觀根據(jù)巖體變化采用相應(yīng)措施，方便加固撐靴處圍巖，機器脫困時相對容易;開敞式TBM長徑比小于1，易于調(diào)整掘進機姿態(tài)。

遼寧大伙房水庫輸水工程，位于長白山脈的南延部分，采用3臺開敞式TBM，開挖直徑為8.0 m，其位置與本工程同處于長白山脈，地質(zhì)條件相近。經(jīng)過對我國西南、西北地區(qū)一些已建和在建的水工長大隧洞、鐵路長大隧洞考察調(diào)研，尤其是TBM施工的隧洞情況，總體上看，本工程和遼寧大伙房工程的地質(zhì)條件接近，要好于西南、西北地區(qū)那些長大隧洞工程。

根據(jù)以上分析，本工程采用開敞式TBM。

5 總干線隧洞選線

豐滿水庫取水口—飲馬河段，自然洞長71.85 km，為連續(xù)有壓隧洞(簡稱1#隧洞)，石門子河—飲馬河段線路，位于總干線的中段，在飲馬河右岸穿越7 162 m的灰?guī)r地層。

由于線路經(jīng)過灰?guī)r地區(qū)，布置了直線穿灰?guī)r和繞灰?guī)r2條線路進行比選。在平面上看，2個線路大致成三角形布置，穿灰?guī)r線路為三角形的一邊，繞灰?guī)r線路由另2邊組成。

5.1 穿灰?guī)r線路地質(zhì)條件

線路穿越的地層巖性主要為古生代石炭系與泥盆系灰?guī)r、石炭系凝灰?guī)r、三疊系凝灰?guī)r、侏羅系凝灰?guī)r等。飲馬河左岸為2#隧洞，主要以白堊系泥巖、砂巖為主，其次是流紋質(zhì)凝灰?guī)r、安山質(zhì)凝灰?guī)r和安山巖等。

本區(qū)巖溶不發(fā)育，與南方地區(qū)相比，甚至和吉林省南部渾江小區(qū)一帶相比，相對微弱。從鉆探資料分析，地下巖溶主要是近淺表的溶溝溶槽、溶蝕裂隙，充填有紫紅色殘積土及塊石，發(fā)育的深度30～50 m，30 m以上到基巖面之間相對較發(fā)育，發(fā)育的部位，主要位于較大的溝谷及附近，分水嶺地段發(fā)育相對較弱?；鶐r面到30 m深度內(nèi)類似地下石林，溝槽相間，30 m以下巖溶溝槽密度和規(guī)模減小。石炭系地層溶蝕洞穴分布高程在225～267 m，泥盆系地層在197～248 m。垂直分帶性不明顯。石炭系灰?guī)r垂直分帶不少于2級。巖溶水排泄基準(zhǔn)面為飲馬河。

溶巖水文地質(zhì)條件，穿灰?guī)r區(qū)洞線主要沿山脊或分水嶺走，在灰?guī)r邊部的高位置穿過，條件相對較好，屬于補給區(qū)，徑流排泄條件較好，降雨徑流經(jīng)溝谷很快排泄到飲馬河，多年平均入滲深度78.8 mm，地下水量有限。

線路的主要工程地質(zhì)問題是涌水、涌泥和可能遇到空洞。從上述巖溶及巖溶水條件分析，發(fā)生類似南方大規(guī)模涌水突泥的概率不大，但在小河沿溝、堿草甸子溝發(fā)生中小規(guī)模的涌水涌泥現(xiàn)象不能排除。在堿草甸子溝、小河沿溝采用鉆爆法通過，穿灰?guī)r線路是可以成立的，水文地質(zhì)風(fēng)險是可控的。另外，隧洞出口排水條件好，如發(fā)生較大涌水，可直接自流排泄到飲馬河，對施工安全有利［3］。

5.2 繞灰?guī)r線路地質(zhì)條件

線路穿越的地層巖性主要為古生代侵入巖閃長巖、石炭系灰?guī)r、中生代三疊系小蜂蜜頂子組凝灰?guī)r、侏羅系侵入巖花崗巖和新生代第四系全新統(tǒng)堆積物。飲馬河左岸的2#隧洞，主要為白堊系泥巖、砂巖和砂礫巖。

線路為了躲避灰?guī)r區(qū)，增加了線路Ⅳ－Ⅴ類圍巖的長度。在飲馬河兩岸有近7 km的淺埋洞段，為Ⅳ－Ⅴ類圍巖，其中有5 493 m的淺埋隧洞位于全風(fēng)化、強風(fēng)化的Ⅴ類圍巖中，圍巖埋深淺，最小埋深7.6 m，穩(wěn)定性差，不能滿足有壓隧洞最小覆蓋厚度和水力劈裂要求，需要采用預(yù)應(yīng)力砼襯砌，施工難度大。

綜上所述，穿灰?guī)r線路工程布置合理，技術(shù)可行，水文地質(zhì)風(fēng)險可控，線路長度比繞灰?guī)r方案短1 165 m，工程投資節(jié)省約2.47億元。因此，采用直線穿灰?guī)r線路。

在我國東北地區(qū)，還沒有長大隧洞穿越灰?guī)r地區(qū)的工程實例。本工程選線設(shè)計，歷時長達7年，最終才下決心決策。我們的體會是:在灰?guī)r地區(qū)選線，不能一遇到灰?guī)r，就談虎色變，動輒拿南方巖溶發(fā)育地區(qū)的危險情況來說事，用不可知論來研究工作，不做深入細致的工作，隨意否定穿灰?guī)r線路。本工程的做法是，加大勘察、試驗和科學(xué)研究的工作量和工作深度，做專題研究，客觀認識巖溶發(fā)育規(guī)律，認識水文地質(zhì)條件，認識溶洞大小和涌水量大小的量級，評價水文地質(zhì)風(fēng)險及其可控制情況，為選線工作提供有力的技術(shù)支撐［4－5］。

6 巖塞爆破

豐滿水庫取水口施工方案，因深水圍堰投資太高，而豐滿大壩重建工程還未完全確定，能否利用大壩重建的水庫低水位時期進行取水口施工，不確定因素較多。所以，設(shè)計采用水下巖塞爆破技術(shù)進行取水口施工。

樁號0－297.38處為巖塞爆破口，巖體為砂礫巖，在洞口預(yù)留巖塞，待下游建筑物完成之后，采用水下爆破的方法施工?？紤]巖塞體上面的水壓力、碎塊石含黏性土壓力和自重等荷載的作用，結(jié)合下游輸水隧洞過流斷面以及地質(zhì)條件，確定巖塞直徑內(nèi)徑7.0 m，外徑24.7 m，巖塞厚度15.8 m，厚高比1∶1.6，巖塞中心線仰角 79°，對進口巖塞段及上部圍巖進行固結(jié)灌漿。

樁號0－279.41至0－233.41為集渣坑段，集渣坑底高程為201.05 m，采用以聚渣為主的開門爆破，布置靴型集渣坑，用來收集爆破巖塞時產(chǎn)生的石渣?？紤]巖塞體積為2 420 m3(自然方)，巖渣松散系數(shù)取1.7，渣坑的有效利用系數(shù)采用0.75，集渣體積1 814 m3，集渣坑總?cè)莘e為2 375 m3，據(jù)此確定集渣坑斷面形式。由巖塞部位開始自圓形漸變至城門洞型，城門洞型寬7 m，高8.5 m，長46.0 m。

通過“豐滿水庫取水口水下巖塞爆破集渣坑體型模型試驗”，發(fā)現(xiàn):①集渣坑中有積水，對急速進入的巖渣頂托和反向沖擊，影響集渣效果，應(yīng)將積水排除;②集渣坑中會產(chǎn)生氣囊，影響積渣量，應(yīng)設(shè)排氣孔將氣囊排走。

7 預(yù)應(yīng)力襯砌結(jié)構(gòu)

總干線隧洞，在溫德河和小河沿溝3段，在飲馬河－石溪河的波狀臺地和丘陵線路上有12段，上覆巖體厚度較薄，有的段落上部有村屯或公路。經(jīng)過對這15段隧洞的地形、地貌和地質(zhì)條件分析，對隧洞內(nèi)外水壓力分析，對圍巖承擔(dān)內(nèi)水壓力能力分析(采用挪威準(zhǔn)則，有的洞段參考水力劈裂準(zhǔn)則和初始應(yīng)力場最小主應(yīng)力準(zhǔn)則)，結(jié)合防滲要求，結(jié)論是:這15段襯砌應(yīng)按抗裂設(shè)計考慮，采用預(yù)應(yīng)力襯砌，襯砌段總長14.756 km。

目前，國內(nèi)外水工隧洞預(yù)應(yīng)力襯砌，有機械式和灌漿式2類:①機械式預(yù)應(yīng)力襯砌，應(yīng)用不受圍巖條件限制，在圍巖不具備承擔(dān)內(nèi)水壓力能力或局部不滿足覆蓋厚度要求的洞段都可應(yīng)用，在襯砌施工前圍巖屬于暫時穩(wěn)定能滿足機械式預(yù)應(yīng)力管片安裝時間要求的都可以實施。工程造價高，施工技術(shù)復(fù)雜，需要精細施工，由有工程實踐經(jīng)驗的專業(yè)隊伍實施。②灌漿式預(yù)應(yīng)力襯砌，由于預(yù)應(yīng)力的產(chǎn)生和保持都要通過圍巖作用來實現(xiàn)，因此對圍巖有較高的要求，即圍巖能夠承受灌漿壓力或圍巖經(jīng)工程處理后能承受灌漿壓力的隧洞才能應(yīng)用。

本工程涉及預(yù)應(yīng)力襯砌有15段，地質(zhì)條件各異。灌漿式預(yù)應(yīng)力實現(xiàn)的效果如何，和地質(zhì)條件有很大關(guān)系。本工程隧洞內(nèi)水壓力并不高，灌漿式預(yù)應(yīng)力與機械式預(yù)應(yīng)力相比，工程造價相對較低。由于灌漿式預(yù)應(yīng)力其可灌性如何，是否會產(chǎn)生水力劈裂，開灌前襯砌和圍巖是否開環(huán)等問題，要做現(xiàn)場灌漿試驗才確定，目前還沒有進行。經(jīng)綜合分析比較，采用機械式后張法預(yù)應(yīng)力襯砌。

機械式后張法預(yù)應(yīng)力分為有粘結(jié)、無粘結(jié)和緩粘結(jié)3種。遼寧大伙房水庫輸水(二期)工程，隧洞直徑6.0 m，最大內(nèi)水壓力0.6 MPa;小浪底工程，排沙洞直徑6.5 m，最大內(nèi)水壓力1.2 MPa;二者都采用無粘結(jié)形式。南水北調(diào)中線穿黃工程，隧洞直徑7.0 m，最大內(nèi)水壓力0.51 MPa，采用有粘結(jié)形式。經(jīng)分析，本工程采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力襯砌形式。

預(yù)應(yīng)力鋼筋采用高強度無粘結(jié)低松弛1 860級8 × ?j15.2鋼絞線，公稱截面面積 Ap=8 ×140 mm2。預(yù)應(yīng)力筋束沿管道軸向的中心間距為400 mm，采用雙層雙圈無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線環(huán)形游動錨支撐變角張拉技術(shù)，環(huán)錨錨板錨固端和張拉端各設(shè)8個錨孔，內(nèi)層4根鋼絞線從錨固端起始沿內(nèi)層圓周環(huán)繞2圈后進入內(nèi)層張拉端，外層4根鋼絞線從錨固端起始沿外層圓周環(huán)繞2圈后進入外層張拉端，鋼絞線錨固端與張拉端包角為2×360°。兩側(cè)錨具槽位置圓心夾角90°，預(yù)留內(nèi)槽口長度為1.2 m，中心深度為0.2 m，寬度為0.20 m。

8 預(yù)應(yīng)力圓涵

總干線在飲馬河—石溪河段(樁號73+411至99+703 m)，隧洞直徑5.1 m，地貌為波狀臺地和丘陵，地勢高低起伏，峰谷垂直于線路交替分布，在2處河谷和2處溝谷的地方，埋深較淺，為7～18 m，成洞條件極差，這就不可避免要采用洞、管(涵)交替布置。為了避免雙管和單洞交替出現(xiàn)的情況，需選用內(nèi)徑5.1 m的管道，并且這4段管的內(nèi)水壓力為0.5～0.55 MPa。南水北調(diào)京石段 PCCP管直徑為4.0 m，是目前國內(nèi)最大的。直徑5.1 m的PCCP管，我國還沒有工程實例，運輸這么大直徑管的大型設(shè)備，依賴于進口，整套技術(shù)不確定因素太多。所以，只有現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力圓涵具備條件。

東深供水改造工程，采用了2根現(xiàn)澆無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力圓涵，單根直徑4.8 m，最大內(nèi)水壓力0.3 MPa，覆土深度6.6 m。

現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力圓涵的難度系數(shù)為管徑×工作壓力，本工程難度系數(shù)最大值為280.5，最大覆土深度18 m?？偢删€預(yù)應(yīng)力圓涵總長度為2 265 m，內(nèi)徑5.1 m，外部采用圓拱直墻型式。頂部和側(cè)壁厚度0.45 m，底部厚度0.8 m。預(yù)應(yīng)力鋼筋采用高強度無粘結(jié)低松弛1 860級6×?j15.2鋼絞線，公稱截面面積Ap=6×140 mm2，預(yù)應(yīng)力筋束沿管道軸向的中心間距為300 mm。

9 結(jié)語

分水樞紐類型的選擇，在工程總體布局的選線技術(shù)中，是統(tǒng)領(lǐng)全局的、高層次的、核心的技術(shù)。調(diào)壓井類型的分水樞紐，能充分利用豐滿水庫的水頭優(yōu)勢，又因有總干線和3條干線與受水城市之間都有調(diào)節(jié)水庫連接，干線工程與受水城市屬于“軟連接”這個好的自然條件，致使調(diào)壓井型在馮家?guī)X分水樞紐中，在技術(shù)、經(jīng)濟和運行安全方面優(yōu)勢明顯。

總干線采用超長有壓隧洞，看重的是遠期調(diào)水能力的潛力，技術(shù)手段的關(guān)鍵是隧洞內(nèi)水壓力能控制到較低的數(shù)值。對大型跨流域調(diào)水工程，應(yīng)該有政治家的思想和戰(zhàn)略眼光，不是一種單打一的技術(shù)觀點，而是一種綜合的水利規(guī)劃概念。

位于東北長白山脈的遼寧大伙房水庫輸水工程和中部供水工程，地質(zhì)條件比我國西南、西北地區(qū)的一些長大隧洞要好，本工程采用開敞式TBM是適宜的。

總干線超長有壓隧洞穿越灰?guī)r地區(qū)，這在東北地區(qū)尚無先例，其勘察、試驗、科學(xué)研究和專題研究的深入開展，是選線決策的重要技術(shù)支撐。

由于工程規(guī)模巨大，供水結(jié)構(gòu)類型繁多，穿越線路長，涉及地質(zhì)條件復(fù)雜，后續(xù)工作還有許多，如擬開展的特殊科研試驗有:①豐滿水庫取水口水下巖塞爆破工程水工水力學(xué)模型試驗及爆破試驗;②淺埋隧洞預(yù)應(yīng)力襯砌段圍巖灌漿加固現(xiàn)場試驗研究;③隧洞后張法無粘結(jié)機械預(yù)應(yīng)力現(xiàn)場試驗研究;④直徑5.1 m現(xiàn)澆無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力涵試驗段研究;⑤長距離有壓輸水工程水工水力學(xué)整體模型試驗;⑥超長有壓隧洞TBM施工關(guān)鍵技術(shù)問題研究;⑦隧洞穿灰?guī)r段科學(xué)試驗研究;⑧長春干線伊丹河河道冰期輸水研究;⑨隧洞三維滲流場分析、涌水預(yù)測及地表環(huán)境監(jiān)測研究;⑩長距離有壓輸水系統(tǒng)運行調(diào)度管理研究等。

［1］林一山.中國西部南水北調(diào)工程［M］.北京:中國水利水電出版社，2001.(LIN Yi-shan.The South-to-North Water Transfer Project in West China［M］.Beijing:China Water Power Press，2001.(in Chinese))

［2］談英武.中國南水北調(diào)西線工程［M］.鄭州:黃河水利出版社，2004.(TAN Ying-wu.The Western Route of South-to-North Water Transfer Project in China［M］.Zhengzhou:Yellow River Water Conservancy Press，2004.(in Chinese))

［3］盧耀如.巖溶水文地質(zhì)環(huán)境演化與工程效應(yīng)研究［M］.北京:科學(xué)出版社，1999.(LU Yao-ru.Evolutions of Karst Hydrogeological Environments and Their Engineering Impacts［M］.Beijing:Science Press，1999.(in Chinese))

［4］張 梅.宜萬鐵路巖溶斷層隧道修建技術(shù)［M］.北京:科學(xué)出版社，2010.(ZHANG Mei.Technology of Tunnel Construction of Yichang-Wanzhou Railway in the Karst Fault Area［M］.Beijing:Science Press，2010.(in Chinese))

［5］白學(xué)翠，余 波，盧昆華，等.天生橋二級水電站強巖溶深埋長大隧洞勘察與設(shè)計［M］.北京:中國水利水電出版社，2011.(BAI Xue-cui，YU Bo，LU Kun-hua，et al.Survey and Design of Tianshengqiao Hydropower Station in Deep Buried Large Tunnel in Karst Area［M］.Beijing:China Water Power Press，2011.(in Chinese))