万家寨引黄工程联接段穿河管道防护

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S A X WA E R S U C S H N I TR E O R E

20 0 7年第 6期

万家寨引黄工程联接段穿河管道防护刘文涛(山西省水利水电勘测设计研究院，西太原山 00 2 ) 3 0 4

[摘要】引黄联接段工程是大型输水管道工程，沿线共穿越汾河 1 1次，总长 23 3k穿河管道防护设计既要 . m, 5保证穿河输水管道安全运行，又要节约投资，方便施工。针对工程具体情况，河床演变规律的分析研究，从管

道埋设的水工设计及防护设施，管道防护的方案比较等各个方面进行了综合分析研究，定了管线布置和管确道防护设计方案。

[关键词】联接段；穿河管道；防护；引黄工程[中图分类号] V 7￣ T 6 2. 2[文献标识码] c[文章编号]0 4 7 4 (0 7 0— 0 6 0 10— 0 22 0 )6 0 6— 2

1概况

万家寨引黄工程是一项位于山西省西北部的大

山前区、平原区河流等，分析研究其变化的共性和特性可合理确定穿越点的位置和深度。3管道埋设的水工设计管道穿河工程水工保护的设计有两个方面：是一

型引水工程，由万家寨水库枢纽、总干线、北干线、南干线和联接段五部分组成，输水线路总长 4 2 m, 5负 k担着向太原市和大同、朔三个地区提供工业和城市平生活用水的任务。

管道埋设基本施工依据的设计，即当管线进行初步埋设设计要考虑安全埋深、河位置的选择、河形式穿穿等方面的问题；二是已完成施工处于运行状态的穿河管道出现工程危险时的水工防护设计，要考虑护管主还是护岸(护底 )具体措施选择、、工程布置等。 31河床冲刷深度的确定和计算 .河床冲刷和淤积变化的特征。变化幅度的大小直接影响到穿越管道的铺设和安全。分析穿越河段河床

联接段从汾河水库取水，太原呼延水厂，至全线地形总落差近 2 0m, 5 .5 m, 0 长 81全部采用 P C ( k C P预应力钢筒混凝土管 )输水。管道主要埋设在汾河一级阶地及漫滩，量在二级阶地及山脚基岩内。管线要少穿越娄烦县、交市的部分乡镇村庄、矿企业，古厂穿越太一古一岚铁路、佳公路、太娄梭公路多处。避开古

要

交供水管线、山铁矿精矿粉管线、尖污水管、煤气管、 电缆光缆等。由于地形地物较复杂，输水管线要按照尽量减少交叉干扰的原则，汾河两岸交错布置。尽在

冲淤变化的规律，判断工程期间河床最大冲刷深度是合理确定管线埋深和稳定措施的主要依据，也是穿越勘察工作的重点。河床冲淤变化是一种极为复杂的客观现象，响因素很多、精确分析其变化是相当困影要难的，在工程中常从天然河道的水文资料、式计 现公算、程地质三方面来分析。工 利用天然河道水文资料分析河段冲淤变化总规律和一般趋势，但不能说明其具体特征，还需要利用

管对输水线路进行了多次优化调整，但还是不可避免地要多次穿越汾河主河道，最终共穿越 1次，总长 123 2k . 5 m。

2河床演变

管道穿河与穿越点的河床演变有着密切联系， 由于管道处于水下的特殊环境，河床的垂向与横向冲淤幅度变化往往成为分析的必要条件，以研究河床演所

公式计算。一般采用桥渡建筑物附近的冲刷公式来计算，因其影响因素众多，以其计算结果的局限性是所显而易见的，必须结合河床冲积地层的地质情况综合分析，最终确定河床的淤积变幅和最大的冲刷深度。32穿越点的选择 .

变规律是确保管线安全可靠、经济合理的重要途径。 河床演变是指河道在自然情况下或受人工干扰时河床形态发生的变化，是水流和河床相互作用的结果。 河床影响水流结构，水流促使河床变化，两者相互依存、相互制约，推动着河流不断变化发展。可见水流是河床演变过程的动力，泥沙搬运是河床演变的实质内 容，输沙不平衡又引起淤积或冲刷，成河床变形。而造 根据河流河床演变的不同特点把河流分为山区、

穿越管道工程的最佳方案关键在于穿越点的位置选择，点不合理常导致穿越管道处理困难，资选耗

巨大，甚至导致管道损坏断裂。其选择取决于河流的特性、水文地质状况、施工条件和技术及其他水工构筑等多种因素，一般要符合以下要求：

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刘文涛：家寨引黄工程联接段穿河管道防护万

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符合线路走向；要求河段自然边界条件基本固定，河槽较稳定，道顺直；床的横断

面较规则，主河河 单一对称的“”形河床为宜；河床纵断面看以 u字从逆坡段较好；穿越点处施工容易，两岸具有较宽阔的施工场地的河段；流、急河滩、槽、石流沉积区均深泥不得作为穿越点的位置。33水下管线的铺设形式 I

42护岸工程 .

护岸工程本身是防止崩岸发生和发展的具体工程措施，要是为了防止河岸的侧向后退导致穿越管主线出险。在设计与施工的具体方案制定中，了充分为发挥护岸工程的积极防御作用，一般根据河道的演变趋势，因势利导控制有利的河势。规划原则是“面其全规划、筹兼顾、统因势利导、制河势、点守护、控重分期实施”。护岸工程采取的主要措施有抛石护岸、石护砌岸、丁坝护岸和混凝土连锁板护岸等。43护底工程 .

水下管线有三种铺设形式：露铺设、埋铺设裸沟

和无沟铺设。裸露铺设是指管线直接铺设在河床上，

不需开挖水下管沟，施工设备和技术简单易行，但受力条件复杂，全性差，有相应的稳管防护措施。水安要下沟埋铺设是最安全可靠的，线在沟内不受水流冲管击作用，其应力状态与陆地埋设相仿，水下挖掘较但陆地上困难得多，用大，根据地质条件、流速费可水度，沙含量及机械性能等需要进行选择使用。无沟泥铺设的优点是管线埋深较深，不会被河流冲刷裸露， 因此能保证管线安全运行，且不损坏河床和岸床，有助于保持自然的水文状况和地形，不需要开挖管沟。节省土方量，以常年施工、度快；道上不需要钢可进管

护底工程是针对河床的垂直冲刷导致管线外露的工程措施，在我国，河管线维护中主要采用抛石、穿管桩、潜坝等方法。 联接段输水管道在选择穿越点时基本避开了不

稳定河段，大部分深埋管道都延伸至已建护堤或治导线以外，本不存在护岸问题，工程管道防护以护基本底工程进行设计，根据利用典型段河流颗粒组成进行

筋混凝土外壳；不影响航运和河道疏浚等。常用的有曲线顶管法和定向钻法。4管道埋设的水工防护设施41穿河管道防护的一般做法 .

水流夹砂能力分析计算和沿线

冲刷调查，选择联接段穿河管道最小埋深 60m,即管道以上最小埋深 . 60m,但也不能保证沿线 1处穿河管道均在冲刷深 . 1度以下，在管道顶部局部范围内进行防护，故通过汾河水库冲刷与管道埋设分析研究，终采用在管道之最

上压塑料格栅石笼的防护措施。5结语

在一些穿河管道埋设的水工投入使用后，由于原来设计方面的缺陷或者河床演变的长期侵蚀下切、河岸摆动等原因，使原处于河床或地面以下的管道有逐渐暴露的趋势或者已经暴露，如河床的横向变形往往对管线造成很大的威胁。时需要考虑采取必要的水这工保护措施，维持管道的安全生产，保证管道运输正常进行。

通过对汾河河道冲刷与管道埋设分析研究，穿对越点历史洪水河道冲淤调查，并经过模型实验验证， 最终确定了输水管线的位置。接段输水管线穿越点联均避开了不稳定河段，线路走向基本上与主河道正

交，大部分管道管顶埋深都在 6 . m以上， 0并延伸至已 建护堤或治导线以外，又采用新型的塑料格栅石笼进行了防护，以说该防护设计既安全可靠，用又较可费低，一种较好的穿河管道防护方案，得其他工程是值借鉴推广。[者简介]作刘文涛(9 6 )女，19 17一， 9 7年毕业于太原理工大学水利工程专业，工程师。

从河道治理和管道安全两方面考虑，道暴露出管险的水工防护设计应注意以下问题：要按照水工防护工程设计规范，整个管线工程安全标准统一；根使应据当地实际情况采取合理的工程措施；程布置设计工计算、定防洪能力设计及防洪标准的拟定，制因地制宜地设计结构及优化方案。 —。一—。 一

[收稿日期] 0 7 1— 9[回日期] 0 7 1— 6 20— 0 2;修 20— 1 1一+一+一+一+一+ -+ -+ -+一+一+一’一十—一十一’一’一’ -’一————十一十一十一十一十一十 -+ -+ -+ -十一十一十一十一+一十一+一十

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(上接第 4 5页 )0 0年， 23通过采

取渠道防渗、田间工程

[参技，0 4 ( )4~ 0 2 0,2:9 5 .

考

文

献]

建设及喷、灌等工程设施，微山西年可节约的灌溉用水

[]张小明. 1对节水灌溉与粮食安全的认识[] J .山西水利科[]杨士荣. 2山西农业的非工程节水措施探讨[]中国农村 J.水利水电，0 0 8:5 2 . 2 0 ( )2~ 6

量分别可达到 41亿 m,.亿 m,.亿 m,加上 . 0 3 9 63 3 4 96 3田面覆盖、学调控等农艺节水措施，可相应节约水化年量分别达到 7 8 m,1 8 m,4 1 m。这对 .亿 31.亿 s1.亿 3 7 4 0保持 2世纪山西农业可持续发展和全面建设小康社 1会将起到非常重要的作用。

[作者简介]瑞红 (9 1 )女，9 2年毕业于山西省水许 17一， 19利学校水土保持专业，助理工程师。 [收稿日期] 0 7 1— 8[回日期] 0 7 l— 3 20—0 0;修 2 0一 10

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