李彥平 席旺富

（1.榆林市榆陽區(qū)李家梁水庫管理處 陜西 榆林 719000；2.榆林市榆陽區(qū)榆高渠管理處 陜西 榆林 719000）

1 概況

位于榆陽區(qū)大河塔鄉(xiāng)后方家畔村的榆林香水鹽化有限公司是榆林市重點(diǎn)企業(yè)，目前企業(yè)供水主要依靠位于紅柳溝及其支溝交匯處的后方家畔供水工程，當(dāng)時按20萬t/a的生產(chǎn)規(guī)模（2對井運(yùn)行），設(shè)計年供水能力為106.17萬m3/a。根據(jù)榆林市巖鹽資源開發(fā)利用規(guī)劃，按照榆林香水鹽化有限公司一期60萬t/a建設(shè)規(guī)模（4對井運(yùn)行）以及長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃，目前，后方畔供水工程已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)階段香水鹽化有限公司的發(fā)展需求。經(jīng)過考察，距此7.6km的香水水庫是理想的供水源地。香水水庫樞紐工程設(shè)計每年向城鎮(zhèn)供水1700萬m3，目前僅給陜西有色金屬工業(yè)園區(qū)設(shè)計供水水量600萬m3/a～700萬m3/a，完全滿足香水鹽化有限公司的用水需求。

2 水文地質(zhì)

榆林香水鹽化有限公司供水工程，位于毛烏素砂漠東南地帶，地形北高南低，沿線主要地貌單元有侵蝕堆積地貌和風(fēng)蝕堆積地貌。半固定砂丘在管線兩側(cè)廣泛分布，砂丘形態(tài)類型主要為波狀、壟崗狀，新月狀。其上植被不發(fā)育，以沙蒿、沙柳為主。屬中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，雨量稀少，氣候干燥，多年平均降水量為385mm，根據(jù)地質(zhì)資料分析，歷史地震對工程區(qū)的影響不超過Ⅵ度，屬構(gòu)造相對穩(wěn)定區(qū)。

（1）根據(jù)野外地質(zhì)測繪，結(jié)合已有色供水管線工程地質(zhì)剖面圖，對供水管線進(jìn)行工程地質(zhì)分段評價如下：樁號為0+000.0～1+107.177段，地基土為黃土，地下水位埋深較大；樁號1+107.177～7+605.56段，管基位于風(fēng)積砂層中，松散～中密，地基細(xì)砂承載力100kPa，建議基礎(chǔ)位于地下水位以上。

（2）泵站廠房擬選位置于香水水庫下游右岸坡腳，泵站位于溝邊的濕地，根據(jù)野外地質(zhì)測繪，地下水位較高，在站址上游約10m左右有泉水出露，引渠段地基工程地質(zhì)條件差，地基土自上而下可分為兩層，表層為細(xì)砂，厚度1m～2m，結(jié)構(gòu)松散～稍密，承載力基本值f0=90kPa；下部為含碎石壤土，承載力基本值f0=150kPa；由于地下水位較高，細(xì)砂長期處于飽和狀態(tài)，作為地基土強(qiáng)度低、易變形?；A(chǔ)開挖并采用碎石墊層加固處理。開挖坡比為1∶1，同時作好施工排水，滲透系數(shù)K=1×10-2cm/s。站址區(qū)地下水位較高，上游有2處泉水，基礎(chǔ)開挖后應(yīng)對泉水收聚后排出進(jìn)行處理，砂質(zhì)壤土開挖坡比為1∶1，同時施工中作好施工排水。

3 工程任務(wù)與規(guī)模

3.1 工程任務(wù)

本供水工程的任務(wù)是：將香水水庫水輸送至榆林香水鹽化有限公司蓄水池，供水保證率為95%?，F(xiàn)狀水平年：2014年。設(shè)計水平年：2030年（中遠(yuǎn)期）。根據(jù)香水鹽化有限公司要求，設(shè)計水平年向廠區(qū)供水300萬m3/a（日供水8571m3/d）擬定本工程建設(shè)規(guī)模為：日均供水能力為8571m3/d，考慮輸水加壓泵站設(shè)備日正常運(yùn)行時間24h計，則輸水設(shè)計流量確定為 357.12t/h（0.1m3/s），施工總工期為 1年。

3.2 工程建設(shè)內(nèi)容

主要包括：（1）引水樞紐1座，引水管道91.5m；（2）加壓泵站 1座；（3）輸水管道，總長7632m，分為三段：①加壓泵站至右岸山坡爬坡段，樁號為0+000.0～1+107.177，走向大體為由北向南，與現(xiàn)有有色金屬工業(yè)園區(qū)供水管線并行；②山梁樁號1+107.177～3+670.758段，該段總體走向為自東向西，與現(xiàn)有有色金屬工業(yè)園區(qū)供水管線并行；③山梁3+670.758～7+605.56，線路走向：向西南方向與鹽化有限公司的鹵水管線并行，到達(dá)鹽化有限公司蓄水池。

3.3 工程等級及布置

榆林香水鹽化有限公司供水工程為Ⅳ等工程，主要水工建筑物級別為4級，次要建筑物級別為5級，相應(yīng)的地震基本烈度Ⅵ度。總體布置方案為：香水水庫泄水明渠段設(shè)引水口→引水渠→加壓泵站→榆林香水鹽化有限公司蓄水池，工程由四部分組成：一是引水口工程，二是引水渠道工程，三是泵站工程，四是輸水管線工程。榆林鹽化有限公司與香水水庫的地位置，在平面上呈西南—東北向，結(jié)合現(xiàn)場查勘地形條件情況，本工程輸水線路方案與已經(jīng)建成的陜西有色金屬供水管線并行，不再作方案比選。

4 工程設(shè)計

4.1 引水工程

引水樞紐位于香水水庫放水涵洞出口下游17.5m處包括：引水控制閘、引水管道、蝶閥井、泄水閥井、鎮(zhèn)墩等。

4.1.1 引水控制閘

引水控制閘位于放水涵洞出口下游17.5m處，現(xiàn)有渠道為矩形斷面，寬1.5m，高1.25m，渠頂高程 1110.45m，渠底高程1109.22m。引水控制閘建成后，為了不減小放水渠的泄水能力，確定閘孔凈寬1.5m，與現(xiàn)狀渠寬相同；為保證引水管道取水流量，渠道內(nèi)水面需要高出引水管頂，同時還要滿足放水渠多余水量安全下泄、溢流，確定閘門高度為1m。為保證閘門正常啟閉，需要對現(xiàn)有渠道邊墻加高1m，為滿足閘門啟閉操作，設(shè)置閘頂板兼作操作平臺，平臺采用現(xiàn)澆C25鋼筋混凝土，厚度30cm，寬度與渠道寬度相同，為2.9m，長度確定為1.6m。在閘下游側(cè)修建C20混凝土臺階，寬70cm，將現(xiàn)有渠道頂部和閘頂部操作平臺連接。啟閉機(jī)采用QLT-10-S型螺桿啟閉機(jī)，啟閉力10kN，閘門采用PGZ型整體式平面拱形鑄鐵閘門，閘孔凈尺寸1.5m寬，1m高。

4.1.2 引水管道

引水管道進(jìn)口位于放水涵洞出口下游17.5m處，長91.5m，采用DN400PVC-M/1.0MPa管。管道采用明挖埋管，管頂覆土厚度不小于1.5m，管道基礎(chǔ)土方壓實度不小于0.96?；A(chǔ)如遇淤泥，將淤泥換填為砂礫石，壓實相對密度不小于0.65，基坑滲水采用水泵抽排。

4.1.3 引水管道附屬建筑物

在引水管道上設(shè)置DN400蝶閥井1個，泄水閥井1個鎮(zhèn)墩5座。

4.2 輸水工程

4.2.1 輸水線路布設(shè)

本工程是長距離、高揚(yáng)程輸水工程，從泵站輸送至鹽化有限公司蓄水池，地形最大高差150.60m，管線總長度7632m，按照安全、經(jīng)濟(jì)、方便施工原則，輸水管線總體走向為：由加壓站沿香水溝右岸山坡爬坡至山頂，之后沿由東向西方向走線，與已建成的有色金屬工業(yè)園區(qū)供水管線并行，在樁號3+673.502處左轉(zhuǎn)46°向西南方向與鹽化有限公司的鹵水管線并行。沿途經(jīng)方家畔村地界后到達(dá)榆林香水鹽化有限公司蓄水池。

4.2.2 輸水管道管材確定

經(jīng)計算：①泵站出口至地形最高點(diǎn)，此段管道長4125m，該段為壓力管道，壓力為0.48MPa～1.64MPa；②地形最高點(diǎn)至鹽化有限公司蓄水池段，此段管道長3507m，壓力為1.64MPa～1.26MPa，該段為重力自流管道。根據(jù)工程地形復(fù)雜、地質(zhì)條件差的實際情況，參考已建成供水工程，考慮輸水管線長、工作壓力大，經(jīng)綜合分析比較，市場調(diào)研，決定分段選用管材：引水管道段～泵站前池段管道工作壓力較小，為重力自流段，該段采用DN400mmPVC-M/1.0MPa管；泵站出口陡坡段至地形最高處（1257.447m），地形坡度變化較大，工作壓力大，地形復(fù)雜，該段樁號為0+000～4+180，此段管長4125m，擬選用K9級T型接口球墨鑄鐵管DN350mm/2MPa，壁厚 7.7mm；從最高點(diǎn)到鹽化有限公司，此段輸水管段地貌為沙丘緩坡地帶，地形相對平緩，該段采用DN400mmPVC-M/1.6MPa管，壁厚23.7mm。

4.2.3 管道敷設(shè)

因為工程區(qū)最大凍土層深為1.48m，所以輸水管道全部采用埋地管道，管頂以上覆土最小厚度取1.5m。在敷設(shè)時避免急轉(zhuǎn)彎、較大起伏，保證管道順暢連接。因為工程區(qū)土質(zhì)均為沙壤土，設(shè)計溝槽底寬為1.0m，開挖邊坡1∶1。考慮到施工安裝要求，在管外壁兩側(cè)預(yù)留0.3m～0.5m，基礎(chǔ)鋪筑表面平整，橫斷面水平偏差控制在±10mm以內(nèi)。供水管線工程設(shè)計4125m的球墨鑄鐵管，外壁采用噴鋅并涂敷瀝青漆，管壁內(nèi)采用水泥砂漿內(nèi)襯環(huán)氧密封層。管道沿線共設(shè)置176座鎮(zhèn)墩，DN110mm排氣閥及排氣閥井16座、DN150mm泄水閥及泄水閥井11座、計量閥及計量井2座（進(jìn)出口段各安裝一個）、三通及管件58個、標(biāo)志樁等。

4.3 泵站工程

4.3.1 泵站選型

加壓泵站位于香水溝水庫壩址下游右岸山坡腳，該處地勢開闊，緊靠山體斜坡，開挖泵站基礎(chǔ)條件較好，同時距離引水口較近，是理想的建站場所。經(jīng)計算，泵站設(shè)計最小揚(yáng)程為200.09m。經(jīng)過實地考察，選用上海凱泉泵廠生產(chǎn)的KQSN系列中開式單級雙吸離心泵，該泵具有使用壽命長、汽蝕低、易維修等優(yōu)點(diǎn)，選用水泵型號為：KQSN200-N5-418的水泵。

4.3.2 泵站主要構(gòu)筑物及設(shè)備

泵站主要構(gòu)筑物及設(shè)備包括：前池、泵房、水泵機(jī)組及設(shè)備等。

（1）前池。為保證水泵機(jī)組啟閉安全，在泵站機(jī)組前端設(shè)置1座前池，引水管道鋪設(shè)在前池底部。前池采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，凈尺寸為11.4m×3m×4.1m，容積為140.22m3，壁厚、底板和蓋板均厚30cm，池體結(jié)構(gòu)采用C25鋼筋砼，覆土厚度大于0.9m，頂部及邊坡植草。

（2）泵房。利用原來泵房西側(cè)的三間房屋，作為此次泵房的配電控制房，另外設(shè)計機(jī)房及管理房，設(shè)計機(jī)房尺寸為16m×5m=80m2。泵房為磚混結(jié)構(gòu)，凈高4.5m。機(jī)房基坑為地下式12m×5m=60m2?；觽?cè)墻采用C25鋼筋砼擋墻，頂寬0.5m，底板與邊墻澆筑為一體，底板厚度0.4m，機(jī)組基礎(chǔ)底板加厚。水泵機(jī)組一列布置?？拷潆姺總?cè)布置1座鋼梯，采用成套定型產(chǎn)品，用于進(jìn)入基坑進(jìn)行日常操作、維護(hù)、檢修?？克贸鏊軅?cè)布置1座鋼制巡視平臺，泵房西側(cè)設(shè)置4.0m檢修平臺，用于機(jī)組的日常維護(hù)、檢查。基坑排水設(shè)有200mm×200mm排水溝和800mm×800mm集水坑。在泵房頂部設(shè)置單軌吊車梁，起吊重量為5t，沿水泵縱向中心線布置。泵房西側(cè)設(shè)置管理及鍋爐房2間，采用磚混結(jié)構(gòu)，平面尺寸分別為：8m×5m=40m2。根據(jù)有關(guān)要求，前池、泵房基坑外側(cè)防滲防水是關(guān)鍵的防滲工程，防水：采用2cm厚1∶2水泥砂漿找平層，刷基層處理劑一遍，sbs防水卷材，每層4mm，共2層，點(diǎn)粘350號石油瀝青油氈一層，50mm厚C20細(xì)石混凝土保護(hù)層。

（3）水泵機(jī)組及主要設(shè)備。水泵機(jī)組共設(shè)置2臺，1用1備，選用中開式單級雙吸離心泵。水泵配套電機(jī)型號為YKK450-2/355kW，采用10kV高壓啟動，防護(hù)等級為IP54，絕緣等級為F級，真空冷卻。

廠區(qū)修建C25砼單行道路，路面寬4m，厚25cm，坡比為2%，傾向于坡腳方向，路肩兩側(cè)埋設(shè)砼路緣石，尺寸為0.8m×0.12m×0.25m，對路兩側(cè)進(jìn)行綠化。在泵站出水口側(cè)靠近山體一側(cè)需修筑M7.5漿砌塊石擋土墻（防護(hù)墻）。在擋土墻頂部采用土質(zhì)排水坎，斷面尺寸：頂寬0.5m，高0.5m，內(nèi)外坡比 1∶1。

5 結(jié)語

為了保證香水鹽化有限公司發(fā)展用水需求，設(shè)計供水工程主要包括引水樞紐1座，引水管道91.5m，加壓泵站1座，輸水管道7632m，日均供水能力為8571 m3/d。該工程建成后，按近期60萬t/a生產(chǎn)規(guī)模，年銷售收入約1.5億元，利稅0.25億元，對促進(jìn)榆林鹽化生產(chǎn)發(fā)展，具有十分重要的意義。陜西水利