南水北調(diào)中線給水區(qū)輸水工程管道布設(shè)分析

孟東勇

（孟州市水利局，河南 孟州 454791）

1 工程概況

南水北調(diào)中線輸水工程設(shè)計取水8 400 萬m3/a，分兩期取水，一期從10號口門主管道西平分水口取水4 000萬m3，二期進(jìn)一步從10號口門取水4 400萬m3。工程規(guī)模按二期工程規(guī)模考慮，設(shè)計管線為一期工程（兼做部分二期）輸水管線，并且樁號K0+250.00處預(yù)留二期工程接入口，屆時，工程全部從10號口門取水，年取水量8 400萬m3。根據(jù)工程實際情況，參照有關(guān)資料和已建工程經(jīng)驗，管道沿程漏損水量按供水量的10%計；凈水廠自用水量，一般取水廠供水的5%～10%，根據(jù)各受水水廠具體情況確定。

2 管線平面布設(shè)分析

2.1 主管線平面布置

經(jīng)布設(shè)分析南水北調(diào)中線輸水工程輸水管線起點位于西平預(yù)留分水口（X=3 710 193.36，Y=500 754.72），終點為平輿縣水廠（X=3 644 155.48，Y=557 437.12）。采用DN1000鋼管續(xù)接原西平分水口三通支管控制閥，進(jìn)入新建高位水池，池后接總管。輸水主管線接入高位水池后由北向東南沿自然地形結(jié)合布置原則進(jìn)行布置，總管道采用DN2000DIP 管，樁號K0+250.00 處預(yù)留二期工程接入口。在樁號K8+077.91 向西平縣規(guī)劃水廠分水，分水后沿管道東南方向在樁號K28+077.91 漸變?yōu)镈N1800DIP 管，之后管道繼續(xù)向南在樁號K37+181.07 處向上蔡縣蓄水池分水，分水后管道漸變?yōu)镈N1600TPEP 管，管道繼續(xù)向南在樁號K47+181.07 處漸變?yōu)镈N1400TPEP 管，然后在樁號K63+338.05 向汝南縣蓄水池分水，分水后管道漸變?yōu)镈N1200TPEP 管，之后沿東南方向在樁號K88+338.05 管徑漸變?yōu)镈N1000TPEP 管，最后在樁號K99+208.52 規(guī)劃平輿縣水廠附近結(jié)束，主管線全長99.21 km。

2.2 西平縣水廠支線

西平縣水廠支線分水口設(shè)置在西平縣武崗村以南，主管線樁號K8+077.91 處西側(cè)（支管樁號X0+000.00），輸水管道采用DN700TPEP 管，管道總體沿西南方向布置，在樁號X3+800.00處漸變至DN600TPEP管繼續(xù)輸水至樁號X4+398.57 進(jìn)入規(guī)劃水廠附件，管道全長4.40 km，在樁號X4+200 處設(shè)分水三通進(jìn)入西平蓄水池，分支線長約100 m。

2.3 上蔡縣水廠支線

上蔡縣水廠支線分水口設(shè)置在上蔡縣大路李鄉(xiāng)林場以南約800 m，主管線樁號KK37+181.07 處東側(cè)（支管樁號S0+000.00），輸水管道采用DN1200TPEP 管，管道總體沿東向布置，在樁號S3+512.60進(jìn)入蓄水池，管道全長3.51 km。

2.4 汝南縣水廠支線

汝南縣水廠支線分水口設(shè)置在汝南縣新莊以東約400 m，主管線樁號K63+338.05處西側(cè)（支管樁號R0+000.00），輸水管道采用DN600TPEP 管，管道沿東南方向布置，在樁號R0+450.00漸變?yōu)镈N500TPEP 管道后在樁號R0+656.48 處進(jìn)入水廠，管道全長0.66 km。

主線、支線輸水線路特性分析見表1。

表1 輸水線路特性分析表

3 管道縱剖面設(shè)計分析

經(jīng)布設(shè)分析南水北調(diào)中線輸水工程輸水管線起始于西平分水口，終點分別為西平縣蓄水池、上蔡縣蓄水池、汝南縣蓄水池、平輿縣蓄水池。高位水池底板高程為52.50 m，最低控制水位為81.00 m，起點管中心高程為54.00 m，終點管道中心高程為43.70 m，工程共布置主管線1條，支管線3條。

3.1 輸水主管線（分水口至平輿縣水廠）

輸水管道起點位于西平分水口，樁號K0+000.00，管中心高程為54.00 m，終點為平輿縣水廠，樁號為K99+208.52，管中心高程43.70 m，最大縱坡為42.74%。

3.2 西平縣水廠支線

西平縣水廠支線起點在主管線樁號K8+077.91處，管中心高程為47.02 m，終點為西平縣蓄水池，管中心高程為55.65 m，最大縱坡為8.16%。

3.3 上蔡縣水廠支線

上蔡縣水廠支線起點在主管線樁號K37+181.07處，管中心高程為48.47 m，終點為上蔡縣蓄水池，管中心高程為73.20 m，最大縱坡為5.79%。

3.4 汝南縣水廠支線

汝南縣水廠支線起點在主管線樁號K63+338.05處，管中心高程為45.94 m，終點為汝南縣蓄水池，管中心高程為50.25 m，最大縱坡為4.82%。

4 管道橫斷面布設(shè)分析

經(jīng)布設(shè)分析南水北調(diào)中線工程輸水管道的管徑為2 000，1 800，1 600，1 400，1 200，1 000，700，600，500 mm，根據(jù)地質(zhì)勘探成果，工程管槽開挖邊坡設(shè)計為1∶1.25，管道下方均設(shè)0.15 m中粗砂墊層。

5 管道穿越工程布設(shè)分析

5.1 穿越河道管道的布設(shè)分析

經(jīng)布設(shè)分析駐馬店南水北調(diào)中線工程輸水線路沿途穿越河流、溝渠20處，穿越長度3 308 m，其中流域面積大于20 km3以上的河流6 條7 處，穿越長度1 413 m，施工采用直接開挖倒虹吸穿越，其中小洪河和重要干支渠采用頂管穿越。

5.2 穿越滯洪區(qū)管道的布設(shè)分析

經(jīng)布設(shè)分析輸水管線從應(yīng)莊村以西進(jìn)入老王坡滯洪區(qū)，途經(jīng)于劉村西、武崗村西，穿越淤泥河、京廣鐵路，最后經(jīng)過李莊杜村以東，于小郭莊村南穿越小洪河出滯洪區(qū)，管道在滯洪區(qū)內(nèi)設(shè)計樁號K1+800.00～K16+100 及西平支線X0+000.00～X3+900，穿越長度18.20 km。穿越段管材采用DIP管（主管）和TPEP 管（支管），其中2 座帶電閥門及12 座排氣閥井頂高程為58.16 m，其余閥井頂高程與地面齊平。

5.3 穿越道路管道的布設(shè)分析

經(jīng)布設(shè)分析駐馬店南水北調(diào)中線工程輸水線路沿線穿越道路339條，穿越長度總計2 722 m，其中等級公路7條8處，分別為京港澳高速公路、周南高速（在建）、S331省道、S333省道、S219 省道（開龔公路）、S206 省道、西漯河快速通道，采用頂管施工；車流量大的城區(qū)道路采用頂管施工，對于車流量較小的城區(qū)道路和縣級以下道路，具備大開挖施工的條件，全部采用明挖直埋施工，然后恢復(fù)原路面。

5.4 穿越鐵路管道的布設(shè)分析

經(jīng)布設(shè)分析輸水工程共計穿越鐵路2次，分別為京廣鐵路一次，平輿縣廢棄鐵路一次，其中京廣鐵路穿越工程設(shè)計由業(yè)主單獨委托中鐵武漢勘察設(shè)計研究院有限公司設(shè)計，投資納入項目。平輿縣廢鐵路，采用頂管穿越。

6 管道配件及附屬設(shè)備的布設(shè)分析

管道配件指彎管、三通、轉(zhuǎn)換件、異徑接頭及止推環(huán)等管件，經(jīng)設(shè)計分析南水北調(diào)中線工程管材采用DIP 管和TPEP管。其中彎管205個，包括平面彎管86個，豎向彎管197個，總長426 m，設(shè)置413處三通。根據(jù)輸水管線布置、地形條件及功能要求，在輸水管道沿線布置相應(yīng)的管道附屬設(shè)備。經(jīng)設(shè)計分析主要附屬設(shè)備有控制閥、調(diào)節(jié)閥、檢修閥、進(jìn)排氣閥、放空閥及檢修排水設(shè)備、流量計及其他附屬設(shè)備等。

7 高位水池管道布設(shè)分析

經(jīng)設(shè)計分析采用鋼管直接與西平縣預(yù)留分水口控制閥對接，在樁號K0+070.00 設(shè)高位水池，水池采用圓形水池，內(nèi)徑9.00 m，壁厚1.60～1.00 m，池底高程52.50 m，頂板高程97.30 m，池深44.50 m，管道進(jìn)口中心線高程54.00 m，管道出口中心線高程54.00 m。池頂設(shè)頂板，板厚0.30 m，設(shè)通氣孔，池底設(shè)放空管，管徑為300 mm。水池頂部設(shè)溢流管，溢流高程為91.50 m。水池底板底厚2.00 m，底板下設(shè)C30鋼筋混凝土承臺放大基礎(chǔ)，直徑為22.00 m，承臺下設(shè)C30鋼筋混凝土灌注樁，樁徑1.00 m，間排距3.00 m，環(huán)形布置，樁深30.00 m。