1、市中心城区饮用水引水工程项目可行性研究报告XX工程咨询有限公司二零XX年XX月市中心城区饮用水引水工程项目可行性研究报告建设单位：XX建筑工程有限公司建设地点：XX省XX市编制单位：XX工程咨询有限公司20XX年XX月109可行性研究报告编制单位及编制人员名单项目编制单位：XX工程咨询有限公司资格等级： 级证书编号：（发证机关：中华人民共和国住房和城乡建设部制）编制人员： XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师XXXX有限公司二XX年XX月XX日 目录前 言81 概 述91.1 编制依据91.2 编制参考资料91.3 编制原则91.3 工程服务年限101.4 工程范围101.5 采用2、的主要设计规范和标准102 城市概况及城市规划概述112.1 城市概况112.1.1 地理位置112.1.2 历史沿革112.1.3 自然条件112.2 城市规划概述122.2.1 赣州都市区规划（2009-2030）122.2.2 赣州市城市总体规划（2006-2020）122.2.3 赣县城市总体规划（2008-2020）122.2.4南康市城市总体规划（2009-2030）132.2.5xx县城市总体规划（2009-2030）132.3 规划分析133.1.3 供水管网现状133.2 存在问题143.3 供水规划143.3.1 赣州市中心城区供水专项规划（2006-2020）143.3.3、2 xx县给水专项规划（2010-2030）154 水源论证164.1 河流水164.1.1 赣江164.1.2 贡江水系174.1.3 章江水系174.2 水库水194.2.1 贡江上游水库194.2.2 章江上游水库19（2）油罗口水库19（3）南河水库194.3 地下水201）孔隙水202）红层地下水203）基岩裂隙水204.4 城市给水水源选择214.4.1 地下水214.4.2 地表水214.4.3 水源水量214.4.4 水源水质214.5 水源规划概况224.6 水源分析22（1）从水量角度分析22（2）从水质角度分析22（3）从水源地保护控制条件分析234.7 水源选择232）4、崇义水水质污染较为严重，底质中重金属综合污染指数最高；235 工程建设的必要性241）可持续发展战略的需要242）提高城市供水系统安全可靠性的需要243）水质达标的需要254）xx江水库水源是解决赣州水质性缺水最有效的办法256 用水量预测、工程规模及流量分配266.1 用水量预测266.1.1 工程服务范围及用水量指标26（1）人均综合用水定额26（2）综合生活用水定额26（3）工业用地用水量指标27（4）用水量增长系数276.1.2 用水量预测271）按人均综合用水量指标法预测272）按分项指标法预测283）按用水量增长系数预测294）工程服务范围内的用水量296.2 工程规模296.2.5、1 供水范围内给水厂规划296.2.2 工程规模306.3 水厂流量分配306.4 水厂位置317 对xx江引水工程预可研报告的认识、重点及难点32（1）隧洞地质条件复杂32（2）隧洞隧洞长、施工布置困难326）输水管道段32（1）输水管道管材选择难度大32（2）输水管道沿线穿越障碍多，施工难度大32（3）输水管线沿途地质状况复杂，基础处理难度大32（4）PCCP 管道防腐问题328 工程方案论证348.1 取水工程348.1.1 xx江水库窑下水源概况348.1.2 取水点位置选择348.1.3 取水点水量分析358.1.4 取水点水质分析358.1.5 取水构筑物型式选择368.2 输水方6、式选择368.3 高位水厂设置论证388.4 隧洞部分方案论证398.4.1 隧洞输水形式选择392、开挖方量按开挖断面放大1.1倍计；398.4.2 隧洞输水线路选择39（5）尽量减少跨沟（河）建筑物，以利于设计、施工及运行管理。402）线路方案40（1）上线输水线路方案40（2）中线输水线路方案40（3）下线输水线路方案403）隧洞线路比较结论418.4.3 隧洞断面形式选择418.4.4 隧洞穿越不良地质洞段处理原则421）不良地质洞段类型42（6）位于高压力地下水或地表水强补给区，出现较大涌水的洞段。422）不良地质洞段的支护设计方案423）不良地质洞段的衬砌设计方案42（1）进行专门7、的施工组织设计；42（3）做好地下水的引排设计；428.5 管线部分方案论证438.5.1 管渠输水形式438.5.2 输水主干管线走向44（1）森林铁路输水线路方案44（2）赣丰线输水线路方案44（3）调整线输水线路方案443）管线走向比较结论458.5.3 各分水支管管线走向451）至xx县城区45（1）xx县分水总支管45（2）xx县一水厂分水支管45（3）xx县二水厂分水支管452）至南康市城区453）至赣州市中心城区45（1）二水厂分水支管45（2）三水厂分水支管45（3）新一水厂分水支管454）至赣县城区45（1）梅林水厂分水支管46（2）洋塘水厂分水支管468.5.4 管材选择48、61）钢管（SP）462）预应力钢筒砼管(PCCP)463）玻璃纤维增强塑料夹砂管(RPMP)46（1）高强度48（2）高抗渗性48（3）高密封性48（4）耐久性强48（5）接口尺寸精确48（6）不需要养护，可以带压打孔，安装支线488.5.5 管线穿越障碍方案481）穿越河流49（1）管桥49（2）围堰49（3）沉管49（4）顶管49 施工噪音低，减少对沿线环境的污染。49 工程投资大，施工周期相对较长。49（5）穿越河流方案选择492）穿越道路50（1）直接开挖法50（2）顶管法503）穿越铁路504）管线穿越障碍方式确定508.5.6 管道基础及软基处理方案501）埋地管段的管基作法509、（1）埋地管段的管基方案502）管道的地基处理方案51（1）不同地基处理方式的论证51（2）地基处理方案的确定528.5.7 管道防腐及保护521) PCCP管道防腐52（1）内防腐52（2）外防腐532） PCCP管接口保护533）钢管53（1）外防腐53（2）内防腐54水泥砂浆衬里防腐54内壁涂刷环氧涂料防腐54钢管内防腐方式确定55（3）电化学保护558.6 输水隧洞尺寸、管线管径选择558.6.1 输水隧洞尺寸、管线管径设计参数55（1）设计规模55（2）计算公式55隧洞总水力计算55洞身水力计算55进口水力计算56出口水力计算562）输水管线设计参数56（1）设计规模56（2）计算公10、式563）局部水头损失574）粗糙系数57（1）隧洞粗糙率57（2）管线粗糙系数578.6.2 隧洞尺寸、管线管径选择581）隧洞尺寸、管线管径582）赣县梅林、洋塘水厂供水方案选择593）确定隧洞尺寸、管线管径598.7 局部管线加压方式621）管道直接加压方式622）调节池加压方式623）加压方式的确定628.8 新技术、新材料运用621）增设输水管线的测流、测压系统622）管道直接串联加压泵站的应用623）新型输水管材的运用624）PCCP管接口新型防腐材料的运用639 工程总体设计639.1 设计参数631）取水点水文特征632）设计规模及受水水厂设计进水位0639.2 输水线路水力计11、算639.2.1 输水隧洞水力计算639.2.2 输水管线水力计算649.3 工艺设计649.3.1 取水岸塔设计649.3.2 输水隧洞设计651）输水隧洞断面设计65（1）断面设计要求65年设计流量为17.36m3/s。65（2）断面设计65机械化施工最小断面65隧洞断面尺寸652）隧洞衬砌设计653）施工支洞布置及断面尺寸654）施工支洞66（1）支洞衬砌66（2）支洞封堵669.3.3 管线设计661）管材、管径662）管顶覆土663）管道连接665）钢管防腐及保护67（1）外防腐67（2）内防腐67（3）钢管保护676）附属设施设计67（1）连通管阀门井67（2）检修阀门井67（3）12、空气阀井67（4）排泥放空阀井677）流量调节阀井679.3.4 赣县分水泵站679.4 建筑设计681）设计思想68 可持续发展的生态设计观68 以人为本的总体指导思想682）设计方案683）总平面设计684） 建筑单体设计685）道路及绿化686）建筑装修标准697）建筑及防火699.5 结构设计699.5.1 概述699.5.2 设计标准及安全等级699.5.3 设计参数692）本地区基本风压Wk=0.30KN/m2，无冰冻。699.5.4 材料要求及抗裂防水作法691）材料要求69（1）构筑物混凝土69（2）建筑物69（3）管道穿越部分采用钢管，管材Q235、Q345。692）构筑物防13、水措施693）构筑物抗裂措施704）抗震设计709.5.5 工程地质、地貌701）地形、地貌简介702）地基土工程地质特征70（1）人工填土层（Qr）70层人工填土（Qr）70（2）第四系冲积层（Q3-4al）71（3）第四系坡残积层（Q4el-dl）71（4）白垩系沉积碎屑岩（K1-2）71（5）石炭系生物碎屑岩（C1）71（6）泥盆系沉积浅变质岩（D2-3）71（7）奥陶系变质岩（O1）72（8）寒武系变质岩（1-3）72（9）加里东期岩浆岩（3）72（10）燕山期岩浆岩（5）723）管线区各岩土层物理力学指标参数建议值724）隧洞围岩类别综合分类73（1）白垩系沉积碎屑岩（K1-2）7314、（2）石炭系生物碎屑岩（C1）73（3）泥盆系沉积浅变质岩（D2-3）73（4）奥陶系变质岩（O1）73（5）寒武系变质岩（1-3）73（6）加里东期岩浆岩（3）73（7）燕山期岩浆岩（5）735）围岩物理学指标建议值739.5.6 水文地质及地震效应731）地下水类型732）基岩的透水性743）环境水水化学特征与侵蚀性评价74（1）环境水对砼的腐蚀性74（2）环境水对钢筋砼结构中钢筋的腐蚀性74（3）环境水对钢结构的腐蚀性744）地质构造与地震749.5.7 输水隧洞749.5.8 输水管线751）管材、管径及钢管的壁厚752）隧洞、管道及附属构筑物的重要性系数753）沟槽开挖与支护754）15、小型附属构筑物的设计755）PCCP 管与钢管接口的抗滑稳定设计75（1）PCCP 管之间的弯头75（2）河道穿越两端钢管与PCCP 管接口抗滑稳定设计756）管道基础767）管道的地基处理769.5.9 取水岸塔结构设计769.5.10 赣县分水泵站779.6 电气设计771）设计规范及依据77（11）交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 DL/T620-199777（13）泵站设计规范 GB/T50265-97772）设计范围773）设计原则774）设计内容77（1）供电负荷77（2）供电电源77（3）起动方式78（4）功率因数补偿78（5）防雷与接地78（6）工作及保护接地78（7）照明716、89.7 通讯与自控系统781）设计原则78（4）仪表的选择：782）设计范围783）系统概述78（1） 输水管线调度监控系统78 系统描述78（2） 压力检测点79（3）系统通讯79 总体方案79 压力检测点的通信79（4）仪表检测系统80（5）工业电视监控系统8010 水锤计算与分析8010.1 水锤的概念8010.2 管道水锤成因8010.3 水锤分析8110.3.1 水锤压力计算81（1）水锤波传播速度81（2）水锤类型判别8110.3.2 关阀水锤分析8110.3.3 停泵水锤分析8110.4 水锤综合防护措施8110.4.1 设置两阶段缓闭止回阀8110.4.2 利用空气阀注气及排17、气82（1）管道初次充水82（2）运行阶段83（3）停泵(或关阀)837）启泵(或开阀)8310.5 水锤防护措施831）水泵多功能控制阀842）液压缓闭止回蝶阀843）空气阀设置8411 供水应急预案8411.1 建立城市供水应急预案的必要性8411.2 总则8411.3 应急处置指挥机构和权责853）配备相关工具装备等有关应急准备工作；856）及时向上级机关报告，向社会公众发布突发事件的信息。8511.4 应急处置原则8511.5 应急处置程序8511.6 突发事件主要类别851）本次xx江水库大坝出现险情，严重威胁取水口取水。855）取水点及分水泵站遭人为破坏、投毒，造成大面积停水。8518、11.7 各类突发事件处置的基本方案861）陡水库大坝出现险情，严重威胁取水口取水：86(2)公安部门进行治安维护、现场保卫、事故调查取证。862）水源污染86(2)市公安局、市卫生局等部门对污染源进行调查取证。863）水管爆裂864）重大自然灾害865）水源或制水车间遭人为破坏、投毒8611.8 备用水源规划和建设8612 主要工程量表8713 水源区环境保护8813.1 水源区环境现状8813.2 水源区环境保护8813.2.1 水环境保护882）关闭库区水上餐饮店、水面养殖户；8813.2.2 水源涵养林建设保护8814 管理机构和工程管理8914.1 管理机构8914.2 管理设施及管19、理办法8914.2.1 管理设施8914.2.2 管理办法和管理范围895）搞好工程管区绿化和水土保持工作。9014.3 工程建设管理9015 项目实施进度安排及主要施工方案9015.1 建设工期9015.2 项目实施进度安排9015.3 管道施工方案9015.4 隧洞施工方案9116 工程投资估算9116.1 编制说明9116.1.1 工程概况9116.1.2 编制原则及依据911）估算内容根据方案图纸、文字说明等内容确定；914）工程建设其他费的计算依据及计算标准：91（1）征地拆迁费按赣州市相关规定计算；91（5）勘察费按第一部分工程费用的0.80%估算；91（11）基本预备费按第一部分20、第二部分费用之和的8%计算；9116.2 建设项目近期估算及资金筹措9116.2.1 建设项目近期估算9116.2.2 近期流动资金估算9216.2.3 建设项目近期资金筹措9216.2.4 建设项目近期投资计划926.3 建设项目近期估算及资金筹措9216.3.1 建设项目远期估算表9216.3.2 远期流动资金估算9216.3.3 建设项目远期资金筹措9216.3.4 建设项目远期投资计划9217 经济评价9317.1评价依据及方法9317.1.1 依据9317.1.2 内容9317.1.3 评价原则及方法9317.2 近期财务评价9317.2.1 基础数据9317.2.2 成本分析9421、17.2.3 盈利能力分析9417.2.4 清偿能力分析9417.2.5 不确定性分析94（3）分析952）盈亏平衡分析9517.2.6 分析结论9517.3 远期财务评价9517.3.1 基础数据956）摊销年限：10年。9517.3.2 成本分析9517.3.3 盈利能力分析9617.3.4 清偿能力分析9617.3.5 不确定性分析961）不确定性分析96（3）分析962）盈亏平衡分析9717.3.6 分析结论9718 环境影响评价与水土保持9818.1 工程区环境现状9818.2 工程区环境影响评价与保护9818.2.1 环境影响评价9818.2.2 环境保护981）水质保护98（1）22、保护目标98（2）污染源及影响分析98（3） 保护措施982）环境空气质量保护98（1） 保护目标98（2）污染源及影响分析98（3）保护措施993）噪声防治99（1）保护目标99（2）噪声源及影响分析99（3）防治措施9918.2.3 环境监测991）监测目的与监测机构992）监测计划99（1）水质99（2）环境空气99（3）噪 声9918.3 水土保持10018.4 社会影响评价1001）减少、增加社会经济损失1002）受水地区公众的安全感、稳定感1003） 工程施工区影响10019 节能与消防10119.1 节能1011）设备的选型均采用高效、节能型产品。1015）泵站运行采用自动化控制23、，以实现经济运行。10119.2 消防1011）编制依据1013）工程概况1013）建筑防火设计101（1）取水岸塔101（2）分水泵站10120 劳动保护及安全生产10220.1 劳动安全保护102（1）建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定102（2）建设项目(工程)职业安全卫生设施和技术措施验收办法1022）生产过程中的职业危险1023）劳动安全及工业卫生中采用的主要防范措施102（1）劳动安全措施102（2）工业卫生措施102 噪声影响102 防暑降温10320.2 消防安全10320.3 防雷措施10420.4 电气设备安全措施10421 工程占地与拆迁移民10410.1 工程区区域概24、况10410.2 工程永久占地与人口迁移10522 结论及建议10722.1 结论107（11）引水成本10822.2 建议108前 言赣州市中心城区饮用水（xx引水）工程是从xx江水库引水，为赣州市中心城区、赣县县城、南康市城区和xx县城区及沿程乡镇供水的工程项目；是赣州市建立多水系多水库联网供水，同步实施互为补充，全面改善城市饮用水质量，提升抗风险能力的城市应急饮用水源体系建设的重要组成部分。赣州市政府办公厅于2008年5月30日制定建设城市应急饮用水源体系课题调研工作方案，xx江引水工程项目课题主要包括xx江水库和南河水库水源水质状况专题调查、xx江水库和南河水库水源水量专题分析、xx江25、水库和南河水库水源涵养林建设专题规划、xx江水源区产业调查和整治搬迁专题规划、xx江引水工程预可研报告五个子课题。20xx年10月，xx水利电力勘察设计研究院完成了xx江引水工程预可研报告的调研与编制工作。在该预可研中xx水利电力勘察设计研究院做了大量的工作：对供水区范围、现状用水量、规划用水指标及供水规模进行了分析，对水源选择、引水线路、输水方案和输水管材做了多方案比较研究，完成了工程投资估算和投资效果评价，最终推荐xx江水库窑下水源为xx江引水工程的水源。由于预可研设计周期短、设计基础资料薄弱，尚未完善的部分有：（1）根据城市发展规划和节水要求，需进一步分析近（2015年）、远期（203026、年）日用水量指标，论证复核xx江引水工程规模；（2） 进一步监测分析水源水质，复核水源选择结论；（3）结合水源选择、赣州市中心城区应急饮用水源体系建设和该项目建设与城市水厂布局调整的关系，进一步研究引水线路和输水方案；（4）预可研成果精度有限，下一设计阶段应补充地形地质等设计基础资料，完善工程布置和主要建（构）筑物设计，查明工程占地和拆迁移民数量，复核工程投资和水价。为进一步推动xx江引水工程的进展，受赣州市发改委的委托，我公司承担了赣州市中心城区饮用水（xx引水）工程可研报告的调研与编制工作。本次可研，根据市政公用设计文件编制深度规定，结合xx江引水工程预可研报告，主要对以下内容做了比较研究27、：（1）供水区范围、现状用水量调查和规划用水指标及工程规模的确定；（2）受水水厂流量分配；（3）取水点及取水形式的选择；（4）对输水方式的选择论证；（5）对高位水厂的设置论证；（6）输水形式的比选；（7）输水线路比选；（8）输水隧洞施工方案及断面形式选择；（9）管材选择；（10）输水隧洞尺寸、输水管管径的选择；（11）输水管线穿越障碍方案；（12）管道防腐及保护；（13）工程总体设计；（14）水锤分析与计算；（15）水源区环境保护；（16）工程估算及经济评价等。由于本次设计周期短、设计基础资料不很充足，为完成好设计任务，我公司及时组成项目组开展相关工作，有关领导和工程技术人员在第一时间就取水水28、源、取水点选址问题对xx江水库进行了实地调查，对输水线路进行了沿途调查，实地调研及收集有关资料，对工程的主要问题进行了分析论证，并多次与业主单位交流沟通，最终形成本可研报告。文本编制期间，得到了江西五方建筑设计有限公司、赣州市水力电力勘察设计研究院、赣州市水务集团有限责任公司及其下属各县（市）自来水公司，赣州市、赣县、南康市、xx县建设局、发改委等单位的大力支持，谨在此一并表示感谢。1 概 述1.1 编制依据1）赣州市中心城区供水专项规划（2006-2020）中国市政工程中南设计研究院 赣州市城市规划建设局 2010年7月2）xx县给水专项规划（2010-2030）中国瑞林工程技术有限公司 229、011年1月3）赣州都市区规划（2009-2030）赣州市城市规划勘测设计院 4）赣州市中心城区总体规划（2006-2020）上海市城市规划设计研究院 2009年4月5）南康市城市总体规划（2009-2030）2010年6月6）赣县城市总体规划（2008-2020）2010年7月7）xx县总体规划（2009-2030）赣州市城乡规划设计研究院 2010年8月8）南康市凤岗镇总体规划（2006-2020）2006年5月9）南康市龙华乡总体规划（2003-2020）2003年12月10）南康市三江乡总体规划（2006-2020）2006年7月11）南康市唐江镇总体规划（2003-2020）200330、年10月12）xx县油石镇集镇总体规划（2006-2020）2006年5月13）xx县梅水乡集镇总体规划（2007-2020）2007年5月14）城市给水行业2010年技术进步发展规划及2020年远景目标 建设部15）赣州市中心城区饮用水(xx引水)工程可研报告编制委托书2011年4月1.2 编制参考资料1）xx江引水工程预可研报告 赣州市水利电力勘测设计研究院 2008年10月2）赣州市城市应急饮用水源体系建设调研报告赣州市城市应急饮用水源体系建设课题调研组 2008年10月3）工程范围内1:50000、1:10000及1:1000地形图4）输水线路沿线地质勘察报告1.3 编制原则1）在城市31、总体规划的指导下，注意近、远期工程的结合以及与原有城市给水设施的协调。2）根据当前国内外引水工程的经验，本着技术先进、运行安全、造价经济的原则，在设计中采用成熟可靠的新技术、新材料，提高供水的安全性和可靠性。3）设计中充分考虑安全供水的措施以保证城市供水安全。4）输水线路选择应力求顺直、路径短，地形地质条件较优，梯级布置经济合理、保证输水顺畅，同时考虑一定的工程措施解决水锤的破坏，能耗消耗最少，且节约工程建设用地。5）工程建成后，方便运行管理，实现优化调度，经济运行。6）根据国家有关水源保护措施的法规，确保城市供水水源安全。7）工程建设要体现人与自然的和谐共处，维护环境资源的可持续发展。1.332、 工程服务年限近期：2015年远期：2030年1.4 工程范围xx江引水工程自xx县梅水乡窑下取水，输水至赣州二水厂、赣州三水厂、赣州新一水厂、xx县老水厂、xx县第二水厂、南康水厂、梅林水厂、洋塘水厂及沿线各乡镇水厂。本工程具体内容如下：1）取水岸塔；2）梅水乡窑下至龙华乡牛石以隧洞为主的原水输水线路；3）龙华乡牛石至赣州市马坳以管道为主的原水输水线路；4）至赣州市中心城区、xx县城区、南康市城区、赣县城区净水厂的原水输水支线路；5）至龙华乡、唐江镇、凤岗镇、三江乡、太窝乡等沿线乡镇净水厂的原水输水支线路；6）对上述编制范围内的工程进行投资估算和经济分析。1.5 采用的主要设计规范和标准1）33、城市给水工程规划规范（GB50282-98）2）室外给水设计规范（GB50013-2006）3）地表水环境质量标准（GB3838-2002）4)城市供水水质标准 CJ/T206-20055）生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）6）生活饮用水水源水质标准（CJ3020-93）7）城市工程管线综合规划规范（GB50289-98）8）城镇供水长距离输水管（渠）道工程技术规程（CECS193:2005）9)给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008）10)给水排水工程管道结构设计规范（GB50332-2002）11)给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程（CECS141:2002）34、12)室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范（GB50032-2003）13）给水排水工程埋地管芯缠丝预应力混凝土管和预应力钢筒混凝土管管道结构设计规程14)生活饮用输配水设备及防护材料的安全性评价标准（GB/T17219-1998）15)预应力钢筒混凝土管（GB/T19685-2005）16)水工隧洞设计规范（SL279-2002）17)建设项目经济评价/方法与评价（第三版） 国家计划委员会、建设部18)中华人民共和国建设部市政工程可行性研究投资估算编制办法（试行）19)城市供水行业2010 年技术进步规划及2020 年远景目标20)中华人民共和国城市规范法1989年12月26日21)中华人35、民共和国水法2002年8月29日22)中华人民共和国环境保护法1989年12月26日23)中华人民共和国水污染防治法（修订本）2008年2月28日24）饮用水水源保护区污染防治管理规定1989年7月10日25）城市给水条例国务院第158号令26）城市节约用水管理规定（1989年1月1日施行）27）国务院关于加强城市给水节水和水污染防治工作的通知，国发200036号通知，建设部、国家环境保护总局、科技部、建城2000124号28）饮用水水源保护区污染防治管理规定1989年7月10日29）生活饮用水卫生规范（卫生部2001.6）卫法监发（2001）161号30）饮用水水源保护区划分技术规范HJ/T36、338-200731）城市地下水开发利用保护管理规定 建设部第30号令32）城市给水水质管理规定 建设部第67号令2 城市概况及城市规划概述2.1 城市概况2.1.1 地理位置赣州市位于江西省南部，赣江上游，地处东经1135411638、北纬24292709。东邻福建三明市、龙岩市，南接广东梅州市、韶关市，西靠湖南郴州市，北连本省吉安市、抚州市。赣州交通便利，空运、水运、铁路、公路相结合的交通运输网络已经形成。空运可达广州、厦门、南昌等地；京九铁路把北京、香港与赣州连成一体；公路辐射四方；水运与长江相连，具有良好的区位优势。2.1.2 历史沿革赣州历史悠久，夏、商、周三代，赣南地处扬州域，春秋37、隶属吴越，战国属楚，汉高祖六年（公元前201年）设赣县。1949年解放后分设赣州、宁都两个分区，1952年合并为赣州一个政区。1978年7月5日改设赣州地区行政区，其管辖范围除广昌县于1983年7月划给江西省抚州地区之外，其余县市基本未变。2.1.3 自然条件1）地质赣州地区的地层，自上元古界震旦系至新生界第四系，中间除缺失下古生界志留系和新生界上第三系外，其余各系均有分布、岩浆岩、变质岩和沉积岩的面积占全区面积的比重差不多。赣州市域自东向西划分4个构造带：武夷山隆褶带、安远宁都隆断带、龙南迂都坳褶带、崇义兴国隆断带。2）地形赣州地处南岭、武夷、诸广三大山脉交接地区，四周高中间低，总体呈南高北38、低的马蹄形轮廓，境内以丘陵、山地为主，山丘约占全市土地面积83%，海拔高程在300-500米之间，最高点为崇义、xx、桂东3县交界处的齐云山鼎锅寨（2061米），最低处在赣县湖江乡张屋村一带（82米）。3）气候赣州地处中亚热带南缘，属亚热带丘陵湿润季风气候区，雨量充沛，四季分明，年平均气温18.8，无霜期288天，年均降水量1605.4毫米，年均风速1.8米/秒，全年除宁都、赣州以北风居多外，其它地区都以静风（无风）天气最多，自10月到次年3月全区都是北风或偏北风。2.2 城市规划概述2.2.1 赣州都市区规划（2009-2030）1）城市发展定位定位一：国家级有色金属生产研发中心定位二：赣粤39、闽湘四省通衢的区域性现代化中心定位三：江西省省域副中心定位四：国家级历史文化名城2）规划期限规划期限为20082030年3）规划范围本规划所指赣州都市区，包括核心圈层与紧密圈层：核心圈层指的是中心城区的章贡区、经济技术开发分区，南康市市区和唐江镇、凤岗镇、镜坝镇、龙岭镇、三江乡、太窝乡，赣县县城和茅店镇、五云镇、储潭乡；紧密圈层指的是南康市的龙回镇、横市镇、浮石乡、横寨乡、朱坊乡、赤土畲族自治乡乡、龙华乡、十八塘乡，赣县的江口镇、沙地镇、王母渡镇、阳埠乡、大埠乡、大田乡、湖江乡，xx县县城、黄埠镇、营前镇、陡水镇、社溪镇、梅水乡、水岩乡、油石乡。国土面积合计4521平方公里。4）规划规模表2-40、1 都市区规划规模年份2020年2030年城镇人口规模（万人）230280290建设用地规模（km2）2302802902.2.2 赣州市城市总体规划（2006-2020）1）城市性质赣州市中心城区是赣州市域的中心城市，主要包括章贡区和赣州市经济技术开发区的行政辖区范围。2）规划期限规划期限为20062020年3）规划范围赣州市中心城区是赣州市域的中心城市，主要包括章贡区和赣州市经济技术开发区的行政辖区范围（城市规划区总面积约597.02km2），又分为：河套老城区、章江新区、西城区、水西湖边、沙河片区、沙石片区、水东片区、创新区。4）规划规模表2-2 中心城区规划规模年份2010年2020年41、城镇人口规模（万人）7070建设用地规模（km2）1401402.2.3 赣县城市总体规划（2008-2020）1）城市性质赣州市“一主两辅”区域空间结构之东辅城，是以物流仓储、稀土产品精深加工为特色，历史文化底蕴深厚，生态环境优美的城市。2）规划期限规划期限为20082020年3）规划范围西以章贡区水东镇行政区划为界，东至茅店杨洞河；北到厦蓉高速公路，南至贡江，规划区范围总面积45.5平方公里。 4）规划规模表2-3 赣县城区规划规模年份2010年2015年2020年城镇人口规模（万人）121518建设用地规模（km2）11.214.117.02.2.4南康市城市总体规划（2009-203042、）1）城市性质全国重要的家具产业基地、赣州都市区的副中心城市、宜居创业的生态园林城市。2）规划期限规划期限为20092030年3）规划范围南康市城区总体规划建设用地范围包括蓉江街道办、东山街道办、龙岭镇行政边界内的蓉江片区、南水新区、东山片区、龙岭片区。4）规划规模表2-4 南康市城区规划规模年份2010年2020年2030年城镇人口规模（万人）273350建设用地规模（km2）2733502.2.5xx县城市总体规划（2009-2030）1）城市性质大力实施“融入主城区、打造后花园、建设新xx”的发展战略，加快推进新型工业化、新型城镇化、农业现代化步伐，到规划期末将xx建设成为经济发达、社会43、和谐、环境友好、基础设施高效、环境污染得到严格控制的“生态经济示范区”。2）规划期限规划期限为20092030年3）规划范围xx县城江北片区、新城片区、南河片区、黄埠片区。4）规划规模表2-5 xx县城区规划规模年份2015年2020年2030年城镇人口规模（万人）8.5711.2915.23建设用地规模（km2）911152.3 规划分析工程服务范围内存在一个大的都市区域规划，都市区域规划内的各城市（镇圩）均有相应的总体规划，总体规划与都市区域规划之间已有很好的衔接。本工程综合采纳各城市（镇圩）的总体规划及都市区域规划成果。3.1.3 供水管网现状1）赣州市一水厂出厂主干管为2根DN500和44、1根DN1000管道，三水厂出厂主干管为1根DN1000和1根DN500管道，二水厂出厂主干管为1根DN600和1根DN100管道。一水厂与三水厂之间有DN1000管道互联，三水厂与二水厂现状跨河的连通管为3根DN400、两根DN300的管道，二、三水厂还分别经由105国道、323国道铺管向潭东镇供水，其中105国道已敷设1根DN400管道，323国道为DN500管，两管交汇后暂敷设DN300管道，向潭东及沿线地区送水。跨越贡江、章江的连通管有东河大桥1根DN450钢管，赣州大桥2根DN400钢管，南河大桥2根DN300钢管，西河大桥1根DN400钢管。2）赣县梅林镇梅林水厂至城区敷设1根DN45、500和1根DN600，管长均为1400m的输配水主干管，给水范围为老城区、城南新区、红星工业园，配水管道管径为DN100500。3）南康市南康市水厂配水主干管为2根DN900球墨铸铁管，管长约1000m，配水管管径为DN200800，管长约40km，城市为丘陵地带，东山商贸城以东区域，由于地势较高，地面高程相差2030m，设有东山加压站提升供水。4）xx县城区xx县城区主要道路中均敷设有给水管，干管管径DN100-DN600不等。xx新区现有2000m3水池及加压泵站供给xx新城区地势较高的区域，同时输水供给工业园西扩及黄埠工业园区用水。3.2 存在问题1）城市给水存在着水质恶化，水量不足的46、隐患（1）水质：根据市环境监测站提供的赣州市中心城区饮用水源地水质监测报告，2006年中心城区饮用水源地一、二、三水厂取水口水质达标率仅为47.2%。2007年赣县梅林水厂原有取水口也因水质受到污染，已搬迁至上游。（2）水量：根据水文站提供的河流水文资料，章江坝上水文站所测最小流量不足3.57m3/s，难以满足中心城区几座水厂远期水量的需求。2）城市给水存在安全隐患 随着城市的迅速发展，交通流量剧增，跨河桥梁建设也随之增加。突发事故机率也在不断提高。现有城市水厂虽有应对给水事故的具体措施，但单一给水水源难以解决突发河流水源事故的能力。规划区内目前主要为章江水源，万一章江发生突发事故，两江水源无47、法互补。3）采砂船的无序挖砂对取水口淤积的影响采砂船的采砂作业已经造成河道主流改道，使二、三水厂现有取水口在橡胶坝检修时取水困难。三水厂取水口还受渡船码头的修建和其它影响。4）管网敷设滞后现状管道的敷设，一般均滞后于道路骨架的建设，主要受资金投入以及市政工程改造建设的影响，同时，也受现状综合管道的制约。 3.3 供水规划3.3.1 赣州市中心城区供水专项规划（2006-2020）1）规划期限 近期：2010年 远期：2020年2）规划范围给水规划范围为赣州市中心城区、赣县城区及南康市城区。中心城区主要包括章贡区和赣州市经济技术开发区的行政辖区范围的河套老城、章江新区、创新区、西城片区、水西湖边48、片区、水西有色金属冶炼基地、沙河片区、峰山片区及水东片区。赣县城区主要包括梅林镇。南康市城区包括南康市中心城区包括蓉江区、金鸡区、镜坝乡、家俱产业园、龙岭工业园。3）近远期城市供水规模近期（2010年）：52万m3/d远期（2020年）：110万m3/d。（不包含城市给水工程统一供给以外的工业用水）4）水源规划综合考虑，供水规划区（赣州市中心城区、赣县梅林镇及南康市规划城区）常规水源选择如下：（1）近期：选择贡、章两江为城市供水水源，实施两江水源互补，并以水库水作为特大旱年江河补充水源和应急水源；（2）远期：视情况将“xx江水库营前水入库口(窑下)水源”开辟为城市新的安全优质的主要供水水源，并49、以贡、章两江为补充水源。5）水厂规划表3-2 规划城市给水厂一览表规划水厂供水规模(万m3/d)规划供水范围规划厂址备注现状近期远期 近期远期一水厂1212河套、沙河、水东章贡区窑下村 远期一水厂整体搬迁新一水厂30河套、沙河、水东、章江新区杨仙岭老年公寓附近应加快建设二水厂101530章江新区、西城区、水西、湖边、水西有色冶金、河套章江新区、西城区、水西、湖边、水西有色金属冶炼基地、创新区赣州市经济技术开发区黄金岭，105国道与客家大道交叉口西侧三水厂101020峰山片区、章江新区、创新区、沙河、潭口峰山片区、章江新区、创新区、潭口沙石镇，和谐大道西侧，赣康路南侧赣县梅林水厂555梅林梅林梅50、林镇汶潭，323国道西侧赣县洋塘水厂6梅林、茅店等赣县洋塘现有取水口附近供给“规划区”内的水量为5万m3/d南康水厂101020南康市规划城区泰康路南端东侧规划供水范围内总供水规模4252110供给茅店1万m3/d水量不计入6）规划分析该规划思路合理，坚持资源共享，设施共建，在规划区实现联网统一供水。但该规划年限为2010-2020年，本工程需在该规划的基础上延伸至2030年。另外，在规划末期赣县、南康等与赣州市中心城区各项用水指标一致，过于笼统，本可研将根据实际情况，适当调整赣县、南康的各项用水指标。3.3.2 xx县给水专项规划（2010-2030）1）规划期限近期：2020年远期：20351、0年2）规划范围xx县城（含黄埠镇、工业园西扩）、油石镇、南湖风景保护区、xx县工业园南区、总规划用地45平方公里。3）近远期城市供水规模近期（2020年）：9.05万m3/d远期（2030年）：13.85万m3/d。4）供水水源xx县自来水取水口搬迁工程2007年经过水源论证，由仙人陂水库搬迁至南河水库，现有水源为xx江南河水库，水量丰富，水质优良，是较为优秀的饮用水水源。经调查，xx县城周边无第二水源，新建xx县第二水厂水源仍为xx江南河水库。5）水厂规划近期第一步改扩建现有水厂，利用水厂预留用地扩建2万m3/d水厂，并适当改造现有处理设施，使其供水能力达到1.85万m3/d，总规模达到352、.85万m3/d。近期第二步实施xx县第二水厂一期工程，供水规模达到5.0万m3/d。远期第二步实施xx县第二水厂二期工程，二水厂供水规模达到10.0万m3/d。县城水厂总供水能力达到13.85万m3/d。6）规划分析该规划思路合理，坚持资源共享，设施共建，在规划区实现联网统一供水。规划中各项用水指标更加xx县的实际情况取下限是合理的；但规划区域远超出赣州都市区规划（2009-2030）中指定本工程的供水范围，本可研将根据实际情况，对其进行适当调整。4 水源论证赣州市域是江西省水资源较丰富的地区，水库众多，河流纵横，地下水遍布山川河谷沿线。区内多山，山峦起伏，流域面积在10km2以上河流有1053、28条，100km2以上的128条，赣州市市域总面积3.94万km2，赣江流域面积占总面积的42.4%。市域水源均为降水补给性的资源，汛期4-9月平均径流占全年径流的72.6%76.2%，非汛期1-2月，10-12月，平均径流只占全年的27.4%23.8%，根据市水利局提供的赣州市水利水电统计资料汇编，1956-1979多年平均年径流量（赣江上游）为314.31亿m3（不含外省流入本区过境水量9.2亿m3），其中赣江流域上游区多年平均年径流量为283.4亿m3，市域控制面积径流总量为274.2亿m3，占市域径流总量的87.2%。流入外区径流总量合计40.11亿m3。根据市域河流径流总量和还原水54、量全区1956-1979年地表水资源总量为327.53亿m3。4.1 河流水4.1.1 赣江赣江属鄱阳湖水系的一级支流，由章、贡二水在赣州市老城区八境台下汇合后即称赣江。赣县县域内河流长45km，河床平均坡降0.2-0.28，河面平均宽652m，年均径流量939m3/s，实测最大洪峰流量15200m3/s（1964.6.17），最枯流量78.8m3/s（1968.1.17）。4.1.2 贡江水系1）贡江贡江为赣江主流，发源于赣闽交界（石城南部）武夷山石寮炼，至赣州市老城区八镜台下与章江汇合成赣江。总流域面积27074km2。赣县县域内河床平均坡降约0.3，河流平均宽度519m，1950-19855、0年平均径流量703m3/s，多年平均洪峰流量2300 m3/s，实测历史最大洪峰流量13200m3/s（1964.6.16），最枯流量46.40m3/s（1968.3.15）。水上常年可通航10-30吨轮驳船，枯水期亦可通航9吨位的机、木船。2）桃江桃江属贡江的一级支流，发源于赣粤交界九连山脉全南县冬桃山东麓，在赣县大田乡注入贡江，总流域面积7913km2。赣县内河床坡降0.49，河面平均宽340m，1953-1985年平均径流量205 m3/s，推算最大洪峰流量4470 m3/s（1964.6.17），最枯流量7 m3/s（1955.3.23） 。3）平江平江是贡江的一级支流，发源于宁都兴56、国交界东北桂花山东麓上杨坑，至赣县江口乡江口塘注入贡江，总流域面积2909km2，全长133km。赣县内河床平均坡降约0.48，河面平均宽282m，1953-1985年平均径流量72.5 m3/s，实测最大洪峰流量3140 m3/s（1955年6月17日），最枯流量1 m3/s（1955年10月17日）。4.1.3 章江水系1）章江章江为赣江一级支流，发源于赣粤交界的大金余岭东麓，在南康市三江口接纳xx江后成章江。章江坝上水文站以上流域面积为7700km2，主河长235km。章江坝上水文站从1953建站至今，推算的最大流量为5060 m3/s（1961年6月13日）；推算的最小流量为3.57 57、m3/s（2004年1月28日）；实测最大断面平均流速2.5 m/s（1994年6月18日），相应水位103.12m；实测最小断面流速为0.02 m/s（2004年1月28日），相应水位93.84m。章江坝上水文站水位-0.336m=黄海基面数2）xx江xx江系赣江二级支流，章江一级支流，发源于湘赣交界的诸广山区，自西南向东北经湖南省汝城进入江西省境内，沿途经崇义、xx县、南康市，于南康市三江口与章水汇合成章江，流域面积4647km2，主河道全长204km。赣州市部分河流水资源详表4-1：表4-1 赣州市部分河流水资源河名发 源 地 点流 经 县 名汇 台 江 河集雨面积(km2)河长(km)58、平均坡降()落差(m)河流密度(km/km2)大于100km2的支流备注条总长(km)xx江湘赣交界的诸广山区湖南汝城及我市崇义、xx、南康在南康三江口纳入章江46472043.256150.15514717.0集雨面积含湖南流入的515km2章江赣粤交界的大余岭东麓大余、南康、赣州市在南康三江口接纳xx江后成章江3112.611994.338610.16625129.0含广东流入面积88.7 km2梅江宁都北境蔡田村宁都、瑞金、于都在宁都境内接纳琴江后于于都的龙舌咀注入贡江6789.122202.405280.558221143.0琴江闽赣交界的武夷山区石城、宁都在宁都江口纳入梅江2124.59、001374.135660.0093196.2绵江瑞金东北部篡竹岭瑞金、会昌在会昌县城接纳湘水，是贡江主流1863.001302.132430.1544287.8含福建流入面积135 km2湘江闽赣交界的高脑崠寻乌、会昌于会昌城纳入贡江2056.201017.637430.2178445.0含福建流入面积133 km2濂水安远境内的宗寨安远、会昌、于都在会昌境内小坝口注入贡江2259.401264.135080.18310427.0平江宁都兴国交界东北桂花山东麓上杨坑兴国、赣县在赣县境内的江口注入贡江2925.601325.707530.1108321.0桃江赣粤交界的九连山脉元桃山全南、龙南60、定南、信丰、赣县于赣县境内的茅店纳入贡江7803.442891.935580.168201332.0含福建流入面积149.27 km2寻乌水寻乌、安远、会昌三县交界的桠髻钵山寻乌、广东龙川注入广东龙川县东江枫树坝水库1964.80126.14.796040.1204235.28九曲河安远境内大坝山南麓安远、寻乌、定南及广东和平、龙川县注入广东龙川县东江的枫树坝水库1554.1490.8-0.1807294.44.2 水库水4.2.1 贡江上游水库 1）大型水库（1）长岗水库：位于兴国县长岗，属平江支流潋江，县政府管辖。该水库流域面积848.5km2，总库容36500万m3，有效库容1580061、万m3，防洪库容10600万m3，正常库容20800万m3，死库容10200万m3，正常高水位190m，死水位180m。（2）团结水库：位于宁都县洛口，属梅江支流，县水利局管辖。水库流域面积412km2，总库容16800万m3，有效库容6900万m3，防洪库容6600万m3，正常库容10200万m3，死库容3200万m3，正常高水位242m，死水位209m。 2）中型水库（1）金盘水库：位于赣县石芜，总库容1280万m3，有效库容662万m3，死库容166万m3。（2）上迳水库：位于信丰安西，总库容1120万m3，有效库容845万m3，死库容45万m3。（3）白兰水库：位于信丰大圹。总库容1162、69万m3，有效库容850万m3，死库容105万m3。（4）走马垅水库：位于信丰油山，总库容2360万m3，有效库容1292万m3，死库容260万m3。4.2.2 章江上游水库1）xx江水库（xx江水库）该水库系赣州地区最大的河流水库，地处xx江，流域面积2750km2，是一座以发电为主，兼有防洪、渔业、航运等综合效益的水利枢纽工程。水库正常蓄水位198.40m（黄海高程，下同），死水位183.00m，设计洪水位199.00m，校核洪水位200.60m，46月汛限水位196.5m。水库总库容82200万m3，有效库容47100万m3，防洪库容10100万m3，正常库容35100万m3，死库容263、5000万m3，库容系数0.19，为不完全年调节的大（二）型水库。（2）油罗口水库该水库位于大余浮江，流域面积557km2，水库总库容11875万m3，有效库容5400万m3，防洪库容3289万m3，正常库容8586万m3，死库容3186万m3。正常高水位220.50m，死水位209m。（3）南河水库南河水库大坝位于xx县东山镇南河二村、xx江干流，于1970年开工，1980年竣工。水库控制流域面积2830km2，是一座以发电为主的水利枢纽工程。水库正常蓄水位148.00m，死水位146.00m，设计洪水位（P1%）150.17m，校核洪水位（P0.05%）151.05m。水库总库容5930万64、m3，兴利库容900万m3，死库容2570万m3，为中型水库。赣州市部分大、中型水库水资源详表4-2。表4-2 赣州市部分大、中型水库水资源水库名称建设地点（县、乡）隶属关系所在河流控制流域面积(平方千米)库容（万立方米）校核洪水位（米）设计洪水位（米）正常高水位（米）死水位（米）正常高水位水面积（平方千米）养鱼水面面积（亩）总库容有效库容防洪库容正常库容死库容大型水库xx江水库（xx江水库）xx陡水省电力 工业局xx江2750.08220047100101003510025000200.60199.00198.40183.0044.1050500长岗水库兴国长岗县政府平江支流848.536565、0015800106002080010200195.17193.20190.00180.0020.1023200团结水库宁都洛口县水利局梅江支流412.01680069006600102003300247.20244.62242.00234.0011.4010500油罗口水库大余浮江县水利局章水557.0118755400328985863186224.75222.90220.50209.006.357000中型水库金盘水库赣县石芜县水利局石芫河30.41280682432848166129.80129.20124.30105.050.64552上迳水库信丰安西县水利局桃江支流31.6112066、8452308904561.3760.9558.8549.000.97800白兰水库信丰大圹县水利局桃江支流24.411697436319850106121.90121.50119.80106.400.961170走马垅水库信丰油山县水利局桃江支流92.223601292104213182666.8066.5064.1050.002.801670 4.3 地下水赣州市的地质特征以中低山丘陵为主的基岩山区。由于长期地质构造运动，岩石破碎，裂隙发育。地下水的补给、径流、排泄具有“近地补给，短途径流，洼地排泄”特征。地下水的三大分布类型为：1）孔隙水由第四系组成，主要为沿河两岸呈条状分布，水量中等的67、孔隙潜水分布河道主流两岸，水量贫乏的孔隙潜水，广布于主流沿岸三四级阶地及支流谷地，山前洼地及缓坡带。2）红层地下水由白垩系赣州组、南雄组组成，水量贫乏。3）基岩裂隙水有中风化带网状裂隙水，水量贫乏，构造裂隙水水量中等。风化裂隙水分布土攸镇、大都等地，构造裂隙水分布在湖江、白露、储潭等地。赣州市市域地下资源可动量为79.127亿m3，占河川总径流量323.5亿m3的24.46%，其中赣江流域上游区为70.243亿m3，占河川总径流量283.4亿m3的24.7%。珠江流域东江河流区为6.4亿m3，占河川径流量29.6亿m3的21.6%。全区各流域平均地下水流量模数为15.2-25.2万m3/（年k68、m2）。全区各流域地下水径流深与河川径流深的比值为0.22-0.26，地下水径流占降水深的比值为0.11-0.15，最大值出现在xx江。4.4 城市给水水源选择4.4.1 地下水地下水经地层的自然过滤，一般透明无色、无味，在渗滤过程中溶解了部分有益的矿物质，对人体有益，水质一般较地表水为优。地下水处理构筑物简单，大多只须消毒就可供给用户，管理比较方便，建设投资低，是居民生活、工业及农业用水的宝贵资源。但是，随着城市建设的扩大，用水量的增加，其储量往往满足不了发展的需要，人类活动的增加，地下水水质也受到严重污染，特别是水质的恶化，过量开采将带来地面沉降与塌陷等一系列环境影响。赣州市域地下水可开采69、量为79.127亿m3，流量模数为15.2-25.2万m3/年km2，径流补给系数为0.22-0.26，其开采量远不能满足中心城区、赣县梅林及南康市城区的发展需求，不能作为给水水源，但对有条件的乡、镇居民用水可以适量采用。4.4.2 地表水地表水有江河、湖泊、运河及水库等。赣州市域多山，河流众多，中心城区由贡、章两江环绕，其上游大小水库星罗密布，其中贡江水系有长岗、团结两座大型水库，章江有xx江水库、油罗口及南河水库等水库，水库的建设加强了对城市给水的调控能力，提高了防洪及市域农田用水保证，特别对城市特大旱年河流应急补充用水，起到决定性的作用。城市供水水源的开发利用次序，做到先地表水、后地下水70、，先当地水、后过境水。城市地表水比较丰富的地区，应当将地下水作为战略储备水源。根据赣州市地表水水资源实际情况，可作为规划区水源的主要有贡、章两江和xx江水库。4.4.3 水源水量1）河流水贡、章两江从赣州市相关水文站资料分析，贡江实测最小流量为78.8m3/s，章江为3.57m3/s，当章江水源出现不能满足城市给水水量要求时，可利用水库水源开闸放水，保证城市的正常给水要求。2）水库水xx江水库根据xx江引水工程预可研报告及赣州市城市应急饮用水源体系建设调研报告：xx江水库系赣南最大的河流水库，地处xx江，流域面积2750km2。水库总库容82200万m3，有效库容47100万m3，防洪库容1071、100万m3，正常库容35100万m3，死库容25000万m3，正常蓄水位198.40m，死水位183m，多年平均年径流量26.21亿m3，多年平均年发电用水量20.97亿m3。从水量上看，xx江水库多年平均年径流量为26.21亿立方米，水量充沛，取水有保障，完全可以满足未来xx县、南康市、中心城区和赣县县城等区域及周边县(市)300万以上城市人口的常规饮用水需要；且xx江水库可以重力自流取水，能够节省工程投资和运行费，从水头落差分析，xx江水库正常蓄水位为198.4米，到赣州市二水厂落差可达76.8m；因此，xx江水库可作为取水水源水库。4.4.4 水源水质1）贡、章两江赣州市环境监测站提供72、的赣州市中心城区饮用水源地水质监测报告表明：章贡区与南康市交界处至章江水轮泵站段河流水质，除粪大肠菌群指标略有超标外，其它指标均不超标，水质基本良好。赣县环境保护局2007年4月编制的赣县县城生活饮用水地表水源保护区划定方案表明：赣县水厂新取水口，以及茅店河口人渡、桃江入贡江汇合口上游1000m处（二级保护区）各监测断面水质符合地表水环境质量标准（GB38382002）类标准，达到集中式生活饮用水地表水源二级保护区水域环境功能和保护目标。赣州市环境保护局提供的贡江水质初步调查报告表明：赣县贡江江口、赣县平江江口、赣县桃江江口除粪大肠菌群超标，总氮略超标，其它指标均符合地表水环境质量标准类。4.73、5 水源规划概况贡、章两江为目前采用的水源，水库调节补充后水量可保证城市的正常给水要求，工程实施最简便，最经济。xx江水库营前水入库口(窑下)水源，水量充沛、水质最优、污染可控，但工程复杂，投资高。赣州市中心城区供水专项规划（2006-2020）中指出：赣州市中心城区、赣县梅林镇及南康市规划城区常规水源选择如下：1）近期：选择贡、章两江为城市供水水源，实施两江水源互补，并以水库水作为特大旱年江河补充水源和应急水源；2）远期：视情况将“xx江水库营前水入库口(窑下)水源”开辟为城市新的安全优质的主要供水水源，并以贡、章两江为补充水源。4.6 水源分析xx江引水工程预可研报告从水源水量、水质、保护74、三方面对水源进行分析，以下摘自xx江引水工程预可研报告。（1）从水量角度分析本工程引水规模为近期（2010年）50万m3/d，年引水量约1.83108m3；远期（2020年）100万m3/d，年引水量约3.66108m3。xx江水库和南河水库为上下游衔接的梯级水库，xx江水库流域面积占南河水库流域面积的97%，南河水库来水几乎都由xx江水库供给。xx江水库多年平均（19522003年）入库水量为26.21108m3，本工程远期引水量占其14%。xx江水库为不完全年调节的大（二）型水库，具有较好的调节性能，xx江水库和南河水库来水可满足本工程的引水量要求。据赣州市水文局xx江水库和南河水库水量分75、析报告，按近期设计取水量50万m3/d取水时，xx江水库多年平均发电引用水量减少1.730108m3，发电耗水率按8.95m3/kWh计算，则多年平均发电量减少0.19108 kWh，占其多年平均发电量的6.6%；南河水库多年平均发电引用水量减少1.646108m3，发电耗水率按28.27m3/kWh计算，则多年平均发电量减少0.06108 kWh，占其多年平均发电量的7.4%。按远期设计取水量100万m3/d取水时，xx江水库多年平均发电引用水量减少3.472108m3，发电耗水率按8.95 m3/kWh计算，则多年平均发电量减少0.38108kWh，占其多年平均发电量的13.2%；南河水库76、多年平均发电引用水量减少3.336108m3，发电耗水率按28.27m3/kWh计算，则多年平均发电量减少0.12108kWh，占其多年平均发电量的14.8%。因此，本引水工程对xx江水库或南河水库发电效益影响有限。（2）从水质角度分析xx江水库和南河水库为上下游衔接的梯级水库，xx江水库流域面积占南河水库流域面积的97%，南河水库水质与xx江水库水质有紧密的关联性；但南河水库水体因其区间流域环境、经xx江水库和南河水库二水库调蓄净化、取水深度等因素影响，水质相对有所差异。就xx江水库而言，由于来水支流水质的差异，不同地点水域的水质也相对有所差异。从现有监测成果看，xx江水库和南河水库总体水质77、总氮稍超标，其余项目均符合地表水环境质量标准类标准；xx江水库的崇义水支流水体砷、氟化物、总氮稍超标，营前水支流水体未发现重金属超标。作为饮用水源，二水库水源环境尚需整治保护。经采取有效措施对水源环境进行整治保护后，xx江水库和南河水库仍可选为供水水源。（3）从水源地保护控制条件分析xx江水库和南河水库流域森林覆盖率分别为84.5%和84.3%，具有良好的水源涵养保护的先天条件。二水库流域大部分位属赣州境内，仅有510km2流域属湖南管辖，占xx江水库流域面积的18.54%，因此二水库水源环境的整治保护具有较好的地域控制条件。综上所述，xx江水库和南河水库来水量满足本工程的引水量要求，水源涵养78、条件较好，经采取有效措施对水源环境进行整治保护后，二水库均可选为供水水源。相对而言，xx江水库营前水支流水域水质较好。4.7 水源选择根据赣州市地表水水资源实际情况，可作为规划区水源的主要有贡、章两江和xx江水库。章、贡两江近期内水质难以完全长期达标；xx江水库水量充沛、水质最优、污染可控，是赣州市远期规划的主要供水水源。经分析，xx江水库水量、水质均能满足作为本工程水源的要求，且保护控制条件较好。因此，本工程选择xx江水库作为本工程水源。xx江水库流域面积大，由不同的支流汇流而成，不同支流水质有所差异；所以在库区不同的地方取水，水质将有差异。调查表明：1）xx江水库和南河水库库内水质除有的断79、面总氮轻微超标外，其余都符合地表水环境质量标准(GB38382002)类标准（集中式生活饮用水源地表水源地二级保护区）的要求，所测断面的总、总放射性符合生活饮用水卫生标准(GB57492006)的要求，底泥中重金属综合污染指数较高；2）崇义水水质污染较为严重，底质中重金属综合污染指数最高；3）古亭水水质符合类标准要求，总、总放射性符合生活饮用水卫生标准(GB57492006)的要求，但底泥中重金属综合污染指数较高；4）营前水水质符合类标准要求，底泥中重金属综合污染指数最低。根据调查结果，取水点应尽量避开污染较严重的崇义水和古亭水；为尽量取得优质水源，取水口应设在靠近营前水汇入口的窑下，即窑下水80、源。5 工程建设的必要性1）可持续发展战略的需要赣州市为赣南中心城市，是赣南政治、经济、科技、教育和文化的中心，也江西省省域副中心城市。城市的建设和发展要走与经济、社会、人口、资源和环境相协调的可持续发展战略道路。建设高效、繁荣、文明、设施完善、生态良好、适宜创业发展又适宜生活居住的赣粤闽湘四省通衢的区域性中心城市是赣州市的发展目标。其城市空间发展布局为：南进、西拓、东延、北控。近年来，赣州市城市发展的规划仍然呈向外延伸的态势，城市供水必须适应这种发展趋势。随着赣州市经济的不断发展，城市供水总量呈逐年上升趋势，具体详见表5-1表5-4。表5-1 2004-2010年赣州市中心城区实际供水量年份81、 项目年供水量（万m3）年售水量（万m3）2004年4836.373941.642005年48374002.652006年5099.064460.862007年5881.114902.522008年6140.065323.972009年6300.925569.712010年6760.075851.2（数据统计包括:赣州中心城区的一水厂、二水厂、三水厂）表5-2 2006-2010年赣县城区实际供水量年份年供水量（万m3）2006年7092007年7422008年7622009年8052010年1037表5-3 2006-2010年南康市市区实际供水量年份年供水量（万m3）2006年66020082、7年8232008年9012009年11372010年1265表5-4 2006-2010年xx县城区实际供水量年份年供水量（万m3）2006年227.202007年246.002008年281.542009年332.282010年374.152）提高城市供水系统安全可靠性的需要城市供水水源的好坏直接影响到城市供水的安全。对赣州市中心城区饮用水源监测报告分析表明：二水厂取水口大肠杆菌指标时有超标，三水厂取水口粪大肠菌群、总氮、总砷超标，一水厂取水口的总锰超标。根据近几年统计资料，一水厂、二水厂、三水厂三个水厂，章江为主要水源，日供水能力30.8万m3（相应流量3.57 m3/s）。当发生突发污83、染事件时，城市的供水安全性将难以得到有效保障。因此，将“xx江水库营前水入库口(窑下)水源”开辟为城市新的安全优质的主要供水水源，并以贡、章两江为补充水源，是保证赣州市城市供水质量的关键，也为提高城市供水安全提供可靠性的需要。3）水质达标的需要国家标准委和卫生部也于2006 年12 月29 日联合发布了生活饮用水卫生标准（GB5749-2006），该标准共有106 项标准，比原标准36 项指标有较大提高，特别是对三致物质的控制更是十分严格，这要求水源水质较好。为实现各项水质指标均达标的目标，赣州市自来水公司对净水工艺、制水设备、供水管网正在进行改造，但对当前章、贡两江水源水质而言，出厂水有些指84、标仍难以达到城市供水水质标准和生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）的要求。因此，引xx江水库营前水入库口(窑下)水源的优质水源作为主要供水水源，是实现赣州市中心城区供水达标贯标和进一步提高远期供水水质的基本保证和需要。4）xx江水库水源是解决赣州水质性缺水最有效的办法要使章、贡江赣州河段污染的水源经过整治达到饮用水源标准，其投资大、时间长。xx江水库作为赣南最大的水库，近年来对水质的监测表明：xx江水库主要支流之一的营前水入库口（窑下）各项指标均达到到国家饮用水类水源水平，是理想的取水水源。引xx江水库水源入赣州市，能以最快速度，最有效的办法，使赣州市民用上优质的自来水。引xx江水库水85、入赣州市，是经过各方专家多年的论证后的一致意见。目前赣州市附近的水源情况：随着章江、贡江上游城市的发展，工业园规模的扩大，水源水质难以保证，水源污染在逐步加重；地下水资源并不丰富，易引起地势下沉，难于适应大城市水量的要求。而选取离赣州市较近的xx江水库水源，该水源流量丰富，水质好，是解决赣州市用水最佳的水资源。6 用水量预测、工程规模及流量分配6.1 用水量预测城市用水量指由城市给水工程统一供给的居民生活、工业、公共设施用水及其它用水水量的总和，不包括工业自备水源供给的用水、农业灌溉用水和河湖环境用水等。 6.1.1 工程服务范围及用水量指标1）工程服务范围本工程服务范围包括赣州市中心城区、赣86、县城区、南康市城区、xx县城区，油石镇、龙华乡、唐江镇、凤岗镇、三江镇、太窝镇镇圩。2）用水量指标（1）人均综合用水定额城市给水工程规划规范（GB502872-98）建议的本工程服务范围内城市单位人口综合用水量指标见表6-1。表6-1-1 规范中本规划区城市单位人口综合用水量指标（m3/人d）区域城 市 规 模特大城市大城市中等城市小城市一区0.81.20.71.10.61.00.40.8注：江西赣州属一区用水人口为城市规划确定的规划人口数本表指标为规划期最高日用水量指标（已包括管网漏失水量）。根据城市给水工程规划规范（GB50282-98）中确定的本区城市单位人口综合用水量指标：现状（20187、0年）中心城区规范取值范围为0.71.1万m3/万人d，现状赣县梅林镇和南康城区规范取值范围为0.40.8万m3/万人d。根据各自来水公司的统计资料，现状人均综合用水量指标（最高日）：赣州市中心城区为0.39万m3/万人d，赣县城区为0.31万m3/万人d，南康市城区为0.25万m3/万人d，xx县城区为0.21万m3/万人d。因此，结合现状用水指标远低于规范取值范围的实际情况，考虑到人口规模及发展，参考其他同规模城市用水现状及规划情况，本工程近、远期人均综合用水量指标取值详见表6-2。.表6-1-2 人均综合用水量指标（m3/万人d） 名称年限赣州市中心城区赣县城区南康市城区xx县城区其他镇88、圩现状(2010年)0.390.310.250.210.20近期(2015年)0.450.360.320.300.25远期(2030年)0.550.500.500.450.40（2）综合生活用水定额根据室外给水设计规范（GB50013-2006）中确定本区最高日综合用水定额为：特大城市为260410 L/人d，大城市为240390 L/人d，中、小城市为220370 L/人d。根据各自来水公司的统计资料，现状（2010年）综合生活用水定额（最高日）：赣州市中心城区为206 L/人d，赣县城区为146 L/人d，南康市城区为119 L/人d，xx县城区为101L/人d。因此，结合现状用水指标远低89、于规范取值范围的实际情况，考虑到人口规模及发展，参考其他同规模城市用水现状及规划情况，本工程近、远期综合生活用水量指标取值详见表6-3。.表6-1-3 综合生活用水量指标（L/人d） 名称年限赣州市中心城区赣县城区南康市城区xx县城区现状(2010年)206146119101近期(2015年)240180140170远期(2030年)300250250250（3）工业用地用水量指标根据城市给水工程规划规范（GB50282-98）中确定一类工业用地用水量指标为1.202.00万m3/km2d。上海市曾对高新技术开发区、综合开发区、工业区等进行了典型调查，计算得出工业用水量指标为4380m3/km90、2.d。由建设部编制的城市供水行业2010年技术进步发展规划及2020年远景目标中建议单位工业用地用水量预测指标为40006000 m3/km2.d。根据各自来水公司的统计资料，现状（2010年）工业用地用水量指标（最高日）：赣州市中心城区为4000m3/km2.d，赣县城区为3100m3/km2.d，南康市城区为3000m3/km2.d，xx县城区为3000m3/km2.d。因此，结合现状用水指标低于规范取值范围的实际情况，考虑到人口规模及发展，参考其他同规模城市用水现状及规划情况，本工程近、远期工业用地用水量指标取值详见表6-4。表6-1-4 工业用地用水量用水指标（m3/km2.d） 名91、称年限赣州市中心城区赣县城区南康市城区xx县城区现状(2010年)4000310030003000近期(2015年)4500360035003500远期(2030年)5000500050005000（4）用水量增长系数根据各自来水公司的统计资料，现状（2006-2010年）用水量年增长系数：赣州市中心城区为12%，赣县城区为10%，南康市城区为13%，xx县城区为14%。考虑近、远期用水量的增长速度，参考其他同规模城市用水现状及规划情况，本工程近、远期用水量增长系数取值详见表6-5。表6-1-5 用水量增长系数（%） 名称年限赣州市中心城区赣县城区南康市城区xx县城区2006-2010年12192、017122010-2015年11812122015-2020年869112020-2025年54762025-2030年23656.1.2 用水量预测1）按人均综合用水量指标法预测根据近、远期人均综合用水量指标分别预测用水量详见表6-6：表6-1-6 人均综合用水量指标法名称/年限2010年2015年2030年赣州市中心城区人均综合用水量（万m3/(万人d)）0.39 0.450.55人口（万人）70105168.5需水量（万m3/d）27.30 47.25 92.68 赣县城区人均综合用水量（万m3/(万人d)）0.310.360.5人口（万人）121521需水量（万m3/d）3.72 593、.40 10.50 南康市城区人均综合用水量（万m3/(万人d)）0.250.320.5人口（万人）202750需水量（万m3/d）5.00 8.64 25.00 xx县城区人均综合用水量（万m3/(万人d)）0.210.30.45人口（万人）6.428.5715.23需水量（万m3/d）1.35 2.57 6.85 xx油石人均综合用水量（万m3/(万人d)）0.150.210.35人口（万人）0.60 0.85 2.00 需水量（万m3/d）0.09 0.18 0.70 南康龙华人均综合用水量（万m3/(万人d)）0.150.210.35人口（万人）0.460.570.8需水量（万m3/d94、）0.07 0.12 0.28 南康唐江人均综合用水量（万m3/(万人d)）0.150.210.35人口（万人）5.00 6.00 8.00 需水量（万m3/d）0.75 1.26 2.80 南康凤岗人均综合用水量（万m3/(万人d)）0.150.210.35人口（万人）3.00 4.00 5.50 需水量（万m3/d）0.45 0.84 1.93 南康三江人均综合用水量（万m3/(万人d)）0.150.210.35人口（万人）0.40.490.65需水量（万m3/d）0.06 0.10 0.23 南康太窝人均综合用水量（万m3/(万人d)）0.150.210.35人口（万人）0.330.4295、0.55需水量（万m3/d）0.05 0.09 0.19 合计用水量城区用水量（万m3/d）37.37 63.86 135.03 镇圩用水量（万m3/d）1.47 2.59 6.13 总用水量（万m3/d）38.84 66.45 141.15 2）按分项指标法预测根据近、远期分项水量指标分别预测用水量详见表6-7：表6-1-7 分项指标法名称/年限2010年2015年2030年赣州市中心城区人口（万人）70105168.5工业用地面积（km2）1219.7333.05 道路绿化面积（km3）19.630.5349.90 需水量（万m3/d）27.30 47.63 94.93 赣县城区人口（万人96、）121521工业用地面积（km2）2.66 3.13 4.20 道路绿化面积（km3）2.97 3.57 4.87 需水量（万m3/d）3.72 5.37 10.25 南康市城区人口（万人）202750工业用地面积（km2）2.77 6.99 10.12 道路绿化面积（km3）5.67 7.99 14.94 需水量（万m3/d）5.00 9.15 25.32 xx县城区人口（万人）6.428.5715.23工业用地面积（km2）0.78 1.04 1.85 道路绿化面积（km3）1.41 1.89 3.35 需水量（万m3/d）1.35 2.59 6.65 合计用水量城区用水量（万m3/d）97、37.38 64.74 137.15 镇圩用水量（万m3/d）1.47 2.59 6.13 总用水量（万m3/d）38.84 67.33 143.28 注：工业用地、道路及绿化用地面积根据各总规确定。浇洒道路及绿地用水指标为2.0L/(m2d)。管网漏损水量按12%计取，未预见水量均按10%计取。3）按用水量增长系数预测根据近、远期用水量增长系数分别预测用水量详见表6-8：表6-1-8 用水量增长系数法名称/年限2010年2015年2030年赣州市中心城区用水量（万m3/d）27.30 46.00 95.25 赣县城区用水量（万m3/d）3.72 5.47 10.32 南康城区用水量（万m3/98、d）5.00 8.81 25.45 xx城区用水量（万m3/d）1.35 2.38 6.85 合计用水量城区用水量（万m3/d）37.37 62.66 137.86 镇圩用水量（万m3/d）1.47 2.59 6.13 总用水量（万m3/d）38.84 65.25 143.98 4）工程服务范围内的用水量表6-1-9 工程范围内的用水量（万m3/d）名称/年限2010年2015年2030年赣州市中心城区27.30 46.96 94.28 赣县城区3.72 5.41 10.36 南康市城区5.00 8.87 25.25 xx县城区1.35 2.58 6.75 xx油石0.09 0.18 0.7099、 南康龙华0.07 0.12 0.28 南康唐江0.75 1.26 2.80 南康凤岗0.45 0.84 1.93 南康三江0.06 0.10 0.23 南康太窝0.05 0.09 0.19 合计38.84 66.41 142.77 根据人均综合用水量指标法、分项指标法和用水量增长系数法对工程服务范围内的用水量预测结果，取三者平均值，可知：工程服务范围内近期2015年总用水量为66.41万m3/d，远期2030年总用水量为142.77万m3/d。6.2 工程规模6.2.1 供水范围内给水厂规划根据赣州市中心城区给水专项规划（2006-2020）、赣州都市区规划（2009-2030）、赣州市中心100、城区总体规划（2006-2020）、南康市城市总体规划（2009-2030）、赣县城市总体规划（2008-2020）、xx县总体规划（2009-2030）中有关水厂的规划，结合工程服务范围内的用水量预测，以及考虑城市发展情况，供水应当具有适当的后备能力。确定供水范围内给水厂规模，详见表6-10。表6-2-1 供水范围内给水厂规划水厂名称总规水厂规模（万m3/d）供水范围内水厂规模（万m3/d）进厂水要求标高所在城区（镇圩）备注近期2015年远期2030年近期2015年远期2030年一水厂1212赣州市中心城区搬迁新一水厂_30（2020年）1040120.00新建二水厂1530（2020年）1101、530129.00扩建三水厂1020（2020年）1020124.00扩建水西工业用水净水厂6（2020年）6扩建赣县梅林水厂5555121.80赣县城区已建赣县洋塘水厂6（2020年）36134.00赣县城区扩建南康市水厂_291026137.30南康市城区扩建xx县一水厂2222136.50xx县城区扩建xx县二水厂715.5140.00xx县城区新建龙华水厂0.320.150.3龙华镇圩新建唐江水厂3.201.42.8唐江镇圩扩建凤岗水厂2.202.2凤岗镇圩新建太窝水厂0.220.10.2太窝镇圩新建合计140.9469.65146.00注：油石镇用水近、远期用水均由xx县城供应；凤岗102、镇、三江镇近期用水均由赣州中心城区水厂供应；远期在凤岗建给水厂，供应凤岗镇、三江镇用水；潭东用水由赣州中心城区水厂供应；镜坝、龙岭、潭口用水由南康水厂供应。工程服务范围内水厂总规模为：近期（2015年）：69.65万m3/d；远期（2030年）：146.00万m3/d。6.2.2 工程规模工程范围内所有水厂除水西工业用水净水厂（6万m3/日）不采用本工程水源外，其他水厂均采用本工程水源，采用本工程作为水厂水源的水厂总规模为：近期（2015年）：69.65万m3/d；远期（2030年）：140.00万m3/d。水厂规模为最高日用水量，加上水厂自用水量及输水过程中的漏损水量，为本工程的输水量。（水103、厂自用水量及输水过程中的漏损水量按水厂总规模的7%计取）近期（2015年）：74.5万m3/d；远期（2030年）：149.8万m3/d。考虑本工程一次性投入较大、工程建成后的利用率，本工程宜分期实施。因此本工程规模为：近期（2015年）：75万m3/d；远期（2030年）：150万m3/d。6.3 水厂流量分配结合工程服务范围内给水厂规划成果，同时考虑水厂自用水量及输水过程中的漏损水量。各水厂流量分配结果详见表6-11。表6-3-1 水厂流量分配表水厂名称水厂流量分配规模（万m3/d）水厂流量分配规模（m3/s）近期远期近期远期2015年2030年2015年2030年一水厂12.841.49104、新一水厂10.7043.001.294.98二水厂16.0532.101.863.72三水厂10.7021.401.242.48水西工业用水净水厂赣县梅林水厂5.355.350.620.62赣县洋塘水厂3.216.420.370.74南康市水厂10.7027.821.243.22xx县一水厂2.142.140.250.25xx县二水厂1.075.890.120.68龙华水厂0.160.320.020.04唐江水厂1.503.000.170.35凤岗水厂2.350.27太窝水厂0.110.210.010.02合计61.69150.008.6817.366.4 水厂位置结合工程范围内给水厂规划成果105、，为充分利用现有水厂取水、净水设施及城市配水管网，同时考虑尽量建成多水源供水系统，本工程各受水水厂位置和规划位置一致。7 对xx江引水工程预可研报告的认识、重点及难点依据xx江引水工程预可研报告，我们认为本工程具有以下特点：1）工程规模大，源水输水距离长本工程引水量150万m3/d（折合秒流量17.36m3/s），输水主干线（窑下至马坳）长49.886km，具有引水量大、输水距离长的特点，是省内为数不多的大型长距离输水工程。2）输水管线选线难度大输水管线需经过xx县、南康市及赣州市，并且由于本工程引水规模大、所需的管道管径大，管道敷设占地面积较大，需三地政府通力协作，结合城市规划，选择最优输水106、管线的路线。3）工程运行工况较为复杂2008年编制的xx江引水工程预可研报告，设计总引水量为100万m3/d，分两次实施，而实现近期（2010年）50万m3/d 规模、远期（2020年）100万m3/d 规模是有一个时间过程。考虑到工程建成后，水厂运行中存在着供水量的变化以及赣州新建一水厂建设时间的问题，本工程实际输水量在一定时间内是在变化的；同时考虑xx江水库取水点一年中枯水期、平水期和洪水期的水位变化，管道（隧洞）水压也在发生变化，因此，整个输水系统运行工况较为复杂，应对输水系统的运行工况进行分析，制定不同工况的运行方案和运行策略。4）高位水厂的设置xx江水库死水位为183m，赣州二水厂进107、水标高为129m，有54m高差，可考虑在中途设置高位水厂，但需比选后确定是否可行。5）隧洞段（1）隧洞地质条件复杂输水隧洞总共长达25.150km，洞线通过的地层岩性复杂，施工中可能存在裂隙渗水、断面涌水、有害气体、轻微岩爆、软弱岩层和软弱夹层的不良围岩变形塌方等问题。（2）隧洞隧洞长、施工布置困难由于洞径小，洞身围岩稳定性相对较好，但长距离出渣、排水和通风问题成为制约施工进度的主要因素，为加快隧洞施工进度，沿洞线需开设支洞、竖井等工作面，造成隧洞施工点多，施工工期分散，施工供电线路长等特点。6）输水管道段（1）输水管道管材选择难度大由于本工程引水量大，所需的管道管径较大，考虑管道敷设地质条件108、运行安全、使用寿命、经济性以及管材的生产、供货情况，可供选择的管材的种类较少。（2）输水管道沿线穿越障碍多，施工难度大管线沿线需穿越龙华江、xx江、章江、贡江、高速公路、铁路等障碍，穿越距离长，地质情况复杂，施工难度大。因此，管道穿越障碍的工程方案应切实可行。（3）输水管线沿途地质状况复杂，基础处理难度大管道埋深区域部分地段为软土地基，该土层的天然含水量较高，属高压缩性土，因此对软土地基的处理是保证输水管道安全的首要条件。（4）PCCP 管道防腐问题我国使用的混凝土管管道一般不需内外防腐，考虑到本工程地处华南地区，所输送的原水温度较高、水中微生物、贝类较多，易附着在管壁。长期运行后，可能造成109、微生物在管道内壁附着，使管道摩阻增大，严重时可能降低管道输水能力；同时根据相关地质资料，本地区地下水对混凝土有弱腐蚀性，由于本工程引水规模巨大，是一项重大的基础设施建设项目，考虑工程的使用寿命，有必要对管道是否考虑内外防腐进行研究。针对以上述工程难点、重点，结合xx江引水工程预可研报告所确定的工程方案以及输水管道的走向、管材、管径，在本可研中，对工程总体方案和输水管道走向、管材、管径以及输水管道穿越障碍的方式进行进一步论证和优化，并提出相应的合理化建议。8 工程方案论证8.1 取水工程8.1.1 xx江水库窑下水源概况xx江水库系赣州地区最大的河流水库，地处xx江，流域面积2750km2，是一110、座以发电为主，兼有防洪、渔业、航运等综合效益的水利枢纽工程。水库正常蓄水位198.40m，死水位183.00m，设计洪水位199.00m（黄海高程，下同），校核洪水位200.60m，汛限水位：4月1日6月10日196.5m，6月11日9月30日198.4m。水库总库容82200万m3，正常库容35100万m3，死库容25000万m3，为不完全年调节的大（二）型水库。窑下水源位于梅水镇窑下，即xx江水库在窑下附近的水域；该水域主要由营前水汇入形成，水质较好。8.1.2 取水点位置选择取水点位置的选择涉及水源地水的流态、库床冲淤规律、引水隧洞、防洪、建设与运行管理等多种综合因素。根据xx江水库窑下111、水源的情况，拟在窑下水源附近选取取水点。该处流量丰富，水质较好，库面宽阔，取水构筑物不影响现有航道。经现场踏勘，周边山体状况能够满足隧洞输水要求，且易于设立水源保护区进行保护。本工程取水选点有方案一（库杈内）、方案二（营前水汇入口）、方案三（营前水汇入口下游）共三个取水点，具体位置详见图片，综合比较详见下表。表8-1-1 取水点方案比较方案编号取水地点优点缺点备注方案一库杈内靠近现状道路，施工维护 方便。水质较差；水深不足，难以保证取水量。xx江水库主要由营前水、崇义水、古亭水汇入，xx江流域水质监测、污染源现状调查及划定保护区报告中指出：xx江水库水质除有的断面总氮轻微超标外，其余均符合生活112、饮用水卫生标准（GB5749-2006）的要求；崇义水水质污染较为严重，底泥中重金属综合污染指数较高；古亭水水质符合类水标准要求，总、总放射性符合生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）的要求，底质中重金属综合污染指数较高；营前水水质符合类水标准要求，底质中重金属综合污染指数最低。方案三所取水源来自崇义水、古亭水、营前水汇合后的水；方案二所取水源主要来自营前水，水质最好。方案二营前水汇入口水源主要取至营前水，水质最好；水深较大，可保证取水量。离现状道路较远，施工维护不易；方案三营前水汇入口下游水深较大，可保证取水量。取水水质不如方案二；离现状道路最远，施工维护困难。综合上述比较，方案一虽施113、工维护方便，但水质、水量难以满足工程要求；方案二、三均能满足取水量的要求，但方案二的水质优于方案三。因此，本工程推荐采用方案二，即取水点选在营前水汇入口。8.1.3 取水点水量分析多年平均（19522003年）入库流量83.1m3/s，入库水量为26.21108m3。2007年日平均入库流量63.55m3/s，年平均最小日流量为20.52 m3/s，日平均发电引用流量55.11m3/s；入库水量20.07108m3，弃水量2.314108m3，渗漏水量0.315108m3，蒸发水量0.063108m3，发电引用水量17.38108m3，水量利用系数0.866。8.1.4 取水点水质分析1）水功114、能区划根据饮用水水源保护区划分技术规范(HJ/T338-2007)，以取水点位中心，半径500m内水域，以取水点一侧正常水位以上陆域半径500m内区域为一级保护区；一级保护区以外2500m水域，周边面山脊线以内的区域为二级保护区；二级保护区以外的水库面积及其支流水域，水域对应的陆域范围内为准保护区。一级保护区水质保护目标为类，二级保护区水质保护目标为类，准保护区水质保护目标为类，现状水质为类。2）现状水质xx江水库入库流量丰富、水库自净能力强，水质好，根据xx江流域水质监测、污染源现状及划定保护区报告，xx江水库水及营前水水质基本都能保持在类，基本保持稳定，不存在致癌、致畸、致突变等有机污染物115、超标现象，是赣州市周边范围最理想的水源地。据赣州市疾病防控中心及赣州市环保局对xx江水库窑下水源的水质检测，其主要水质指标详见下表。表8-1-2 xx江水库窑下水源主要水质指标情况(mg/L)项目氨氮高锰酸钾指数PH氟化物铁锰xx江水库窑下水源0.021.207.290.310.0940.005地表水环境质量标准(类水源)1.066.5,8.51.00.30.1从上表中可以看出xx江水库窑下水源主要指标均能达到或优于类水源标准，是理想的取水水源，是长远解决赣州市用水的最佳水源。3）污染源调查xx江水库库区无工矿企业。支流古亭水、崇义水和营前河流域共有35家企业，其中崇义县境内30家，位于古亭流116、域有4家，崇义水流域有26家；xx县境内营前河流域有5家。xx江水库水面养殖户共111家，养殖面积23043亩；另外水面共有20家水上餐饮店。据有关文件规定，一、二级保护区范围内不准新建供水设施和保护水源无关的项目，所有向水体排放污染物的建设项目和其他各类设施都必须搬迁，原排污口必须拆除，移至保护区外；准保护区禁止新建扩建对水体污染严重的建设项目，改建建设项目不得增加排污量。4）水源水质保护规划xx江水库水质保护目标为： 2013 年xx江水库库区及其支流所有河段的水质基本达到地表水环境质量标准（GB3838-2020）中类水体要求； 2015 年xx江水库库区及其支流所有河段的水质全部达到地117、表水环境质量标准（GB3838-2020）中类水体要求；8.1.5 取水构筑物型式选择根据所确定的取水口位置，本工程取水点距岸边较近，水库水深较深，考虑本工程取水量大以及xx江水库的水文条件、取水口库底地形及取水口处的地质条件，本工程取水构筑物可选用桩架式取水或隧洞式取水。桩架管式取水为在平面位置上布置多个打入河床的钢筋混凝土预制桩，在预制桩之间设置横梁，在其上布置引水管道，引水管道可采用自流式引水管或虹吸式引水管，同时在桩架四周和顶部设置维护设施，防止漂浮物进入。该形式取水适用于水库地质条件宜打桩的或水位变化不大的水库。岸边式取水为在靠近岸边处设置取水口，通过渠道或隧道自流引水的一种方式。该118、形式取水构筑物适用于取水量大，水深较大的水库。上述两种取水构筑物型式的比较详见下表。表8-1-3 取水构筑物型式比较方案优缺点桩架式取水岸边式取水主要优点构造简单，施工方便；运行维护方便构造简单，施工方便；自流引水，取水安全性较高；可分层取水，取水水质好主要缺点不能分层取水，无法保证长期取得优质源水；虹吸取水，取水安全性较低操作维护管理较为复杂通过上表可知：两种取水构筑物型式投资相当，虽然岸边式取水操作维护管理较为复杂；但具有取水安全性高，可分层取水，取水水质较好的优点。由于本工程取水点岸边较陡，岸边有足够的水深，并考虑本工程取水量大以及取水的水质，取水构筑物的型式采用岸边式分层取水构筑物。8119、.2 输水方式选择通过对国内多个长距离引水工程的分析研究，可以归纳出如下结论：在有山地地形可以利用的情况下，利用隧洞输水比敷设管道输水方案更经济可行，输水量越大，隧洞输水的经济性越明显。建设输水隧洞比敷设管道对地方干扰少，对环境影响小，输水线路通常也可比管道短，而且因隧洞断面较大，流速低，水头损失比管道低得多，运行维护的工作量也比管道少，所以隧洞输水的优越性是多方面的。本工程最终输水规模为150万m3/d，结合本工程输水沿线的地形地貌特点，以龙华为界：龙华以上为山区，主要采用隧洞输水；龙华以下为平原丘陵，主要采用管渠输水。本工程取水点为营前水汇入口。据相关水文资料，xx江水库正常蓄水位198.120、40m（黄海高程，下同），死水位183.00m，设计洪水位199.00m，校核洪水位200.60m，46月汛限水位为196.5m。受水厂赣州二水厂进厂水位为129.00m、赣州三水厂进厂水位为124.00m、新一水厂进厂水位为120.00m，赣县梅林水厂进厂水位为121.80m、赣县洋塘水厂进厂水位为134.00m，南康水厂进厂水位为137.30m，xx一水厂进水水位为136.50m，xx二水厂进水水位为140.00m。窑下水源至分水点马坳距离约52km，因此可考虑重力输水。室外给水设计规范（GB50013-2006）第7.1.3 条规定输水干管不宜少于2 条，当有安全贮水水池或其他安全供水设121、施时，也可修建一条。规范还规定“城镇的事故水量为设计水量的70%”。由于本工程输水规模大，受水厂为赣州市中心城区、赣县城区、南康市城区、xx县的主要供水厂，输水管道一旦发生事故，必将对正常供水产生重大影响。本可研拟列三个方案进行比选：方案一（单洞+双管重力流自流输水）、方案二（单洞+双管中途加压输水）、方案三（单洞+单管+调蓄兼事故调蓄水库输水）。以上三个方案均能达到安全输水的目的，三种输水方式及其比较详见表8-2-1。本工程采用隧洞和管渠输水，参照国内长距离隧洞输水工程，本工程隧洞输水采用单洞输水。以下主要对管线单、双管方案进行比选。表8-2-1 方案一（单洞+双管重力流自流输水成果表）路段122、项目隧洞段输水管道段位置窑下至吉屋吉屋至马坳线路长度（km）28.03621.850隧洞尺寸，管径及根数32002900、2DN26002DN2600、2DN2200输水量（万m3/d）141.98150.00108.27141.98水头损失（m）21.1421.24表8-2-2 方案二（单洞+双管中途加压输水成果表）路段项目隧洞段输水管线上段输水管道线下段位置窑下至吉屋吉屋至唐江唐江至马坳管道长度（km）28.0368.18713.663隧洞尺寸，管径及根数数28002600、2DN22002DN22002DN2200输水量（万m3/d）141.98150.00141.65141.98108123、.27110.62水头损失（m）41.7214.1714.16中途加压站在唐江镇圩附近设置加压泵站，加压泵站流量为141.65万m3/d，扬程为26m。表8-2-3 方案三（单洞+单管+调峰事故调蓄水库输水成果）路段项目隧洞段单管至调蓄水库调蓄水库至马坳位置窑下至吉屋吉屋至唐江唐江至马坳管道长度（km）28.0368.18713.663隧洞尺寸，管径及根数数28002700、1DN28001DN2800mm2DN2200输水量（万m3/d）141.98150.00141.65141.98108.27110.62水头损失（m）39.1715.8714.16调蓄水库与加压泵站调蓄水库设在唐江镇圩附124、近加压泵站设置在调蓄水库附近，加压泵站流量为141.65万m3/d，扬程为26m表8-2-4 输水方案优缺点比较表段别类别优点缺点结论方案一（单洞+双管重力自流输水）（1）重力自流输水，节能；（2）双管输水，供水安全性高；（3）水质安全；（4）运行管理方便；（5）可以分期建设综合造价比三方案高，比二方案低。综合比较后，为保证供水水质安全，节省能耗和运行管理方便，以便更加近远期工程规模把该工程分两期建设。因此选定双管重力自流输水；隧洞段的输水管线同样采用双管输水。方案二（单洞+双管中途加压输水）（1）双管输水，供水安全性高；（2）水质安全；（3）可以分期建设（1）综合造价较高；（2）需建中途加压125、泵站，增加能耗，运行管理不便方案三（单洞+单管+调峰兼事故蓄水库输水）（1）如有可以利用的水库，综合造价较低（1）水库周围环境差，水库水质易污染，水质不安全；（2）水库附近建泵站补水，增加能耗；（3）不能分期建设，短期资金滞留通过以上分析比较：方案二能保证供水安全，可分期建设，但综合造价最高，同时中途设置加压泵站，增加了能耗，运行管理不便，所以不选择方案二；方案三因唐江周边没有可以利用的水库，需修建水库，实际综合造价最高，不推荐采用；方案一通过双管重力输水至各受水水厂，供水安全性高，管理方便，可分期建设，且造价适中，因此本工程主要采用方案一，即输水方式采用单洞+双管重力自流输水，个别进水水位较126、高的水厂可单独考虑采用双管中途加压输水。8.3 高位水厂设置论证在输水管上游设置高位水厂，采用重力流进、出水，向管线下游城市统一供水，有利于城市供水的统一管理，统一分配、降低供水成本。现状赣州一水厂出厂水节点水压为139.20147.20m，赣州二水厂出厂水节点水压为149.60156.60m，赣州三水厂出厂水节点水压为150.35153.35m；现状南康水厂出厂水节点水压为162.00166.00m；现状梅林水厂出厂水节点水压为159.3m左右；xx水厂出厂水节点水压为179.00m左右。按高位水厂进、出水均为重力流考虑，xx江水库窑下水源距xx分水点赣州坑10km，如设置高位水厂xx江水库127、需保证189m的设计水位；距南康分水点唐江40km，xx江水库需保证206.00m的设计水位；距赣州、赣县分水点马坳52km，xx江水库需保证211.3m的设计水位。而xx江水库的死水位为183.00m，正常蓄水位为196.5198.4m，不能满足高位水厂重力流进、出水的要求。如高位水厂采用加压送水，不仅不能降低供水供水成本，反而会造成现有供水设施的浪费，清水输水管管径大、距离长、需二次消毒，所以本工程不适合设置高位水厂。8.4 隧洞部分方案论证8.4.1 隧洞输水形式选择隧洞按过水流态可分为有压流隧洞、无压流隧洞。与无压流隧洞相比，有压流隧洞可以最大限度利用水头、减小过水断面，本工程隧洞总长128、度约26km，经济上可能具有一定优势。但有压流隧洞结构要求高，同等条件下，衬砌工程量更大，且输水系统开启和关闭引起压力升降等复杂的水力学问题难以解决。明流隧洞洞中水流呈无压流状态，衬砌所受的内水压力较小，结构要求低，为应用最为广泛的隧洞形式。但明流隧洞断面大，投资较大。本工程隧洞经、类围岩比例为85%，单位长度有压流隧洞与无压流隧洞在、类围岩中开挖的经济比较详见表8-4-1，有压流隧洞、无压流隧洞技术比较详见表8-4-2。表8-4-1 有压流隧洞与无压流隧洞经济比较比较项目有压隧洞无压隧洞净断面尺寸(mm)圆形断面 D3600圆拱直墙32004500衬砌、喷锚(mm)衬砌400厚混凝土直墙段喷129、100厚混凝土开挖断面尺寸(mm)D400034004600开挖方量(m3)13.81615.641衬砌、喷锚方量(m3)3.6422.342单位总造价（元）4703.684310.66注：1、总造价含隧洞开挖、衬砌或喷锚部分； 2、开挖方量按开挖断面放大1.1倍计； 3、开挖单价190.35元/m3，衬砌、喷锚569.35元/m3。表8-4-2 有压流隧洞与无压流隧洞技术比较方案优缺点有压流隧洞无压流隧洞主要优点 开挖断面较小； 洞线布置较灵活。 结构要求较低； 应用多，设计、施工经验丰富； 单位总造价较低。主要缺点 存在水头损失、检修工况外水压力、工况组合对结构的影响，隧洞结构要求高； 输130、水系统开启和关闭引起压力升降等复杂的水力学问题难以解决； 单位总造价较高。 开挖断面较大； 操作较复杂，进口工作门需随水库水位变化随时调整开度。适用范围多用于受水区可接受非均匀流调水的工程多用于受水区接受均匀流调水的工程通过以上经济技术比较。有压流隧洞开挖断面断面较小，洞线布置较灵活；但隧洞结构要求高，输水系统开启和关闭引起压力升降等复杂的水力学问题难以解决；无压流隧洞虽然开挖断面较大，但结构要求较低，衬砌工作量较小，单位总造价较低；同时考虑无压流隧洞应用多，设计、施工经验丰富，本工程推荐采用无压流隧洞。8.4.2 隧洞输水线路选择1）选线原则（1）洞线布置综合考虑地形、地质、水力学、施工、运131、行、沿线建筑物以及对周围环境的影响等因素。（2）在满足工程总布置要求的条件下，洞线选在线路短、沿线地质构造简单、岩体完整稳定、上覆岩层厚度适中、水文地质条件有利及施工方便的地区。尽量避开浅埋洞段，隧洞进出口除外，减少V类围岩和土砾石洞的长度。洞线与岩层层面、构造断裂面及主要软弱带走向有较大的夹角。避免沟谷偏压地段、与岩层走向平行的地段及可能造成地表水强补给的冲沟。（3）隧洞的线路布置尽可能平顺，当为避开不利的岩土洞段时，个别地段设置折点转弯，转弯处均匀布置成圆弧曲线，各转弯处的偏转角绝大部分小于200，最大不超过60。钻爆法方案由于输水隧洞的流态和施工要求，隧洞的转弯半径当偏转角小于45时取5132、0m，当偏转角大于等于45时取100m。TBM方案转弯半径取1500m。弯段的首尾部一般均设置了直线段，其长度都大于5倍洞径（或洞宽）。（4）支洞数目及长度的选择应考虑隧洞沿线地形地质条件、施工方法、对外交通情况，并有利于均衡各段隧洞的工程量及工期的要求。支洞洞脸选在地质构造简单，岩体完整，风化覆盖层较浅的地区，避开不良地质构造和容易发生崩溃、冲沟、危崖、滑坡的地区。同时，交通方便，防洪可靠。（5）尽量减少跨沟（河）建筑物，以利于设计、施工及运行管理。（6）结合隧洞设计流量、围岩情况等条件经计算、分析、比较，除满足不淤流速的要求外，应选择经济纵坡。2）线路方案根据现场踏勘情况，结合洞线布置原则133、，龙华以上段提出上、中、下线三个输水方案。（1）上线输水线路方案上线主要沿森林铁路敷设管道：从窑下取水口经隧洞输水至梅水镇圩，梅水镇圩后沿森林铁路经梅水镇圩水经王屋（塘角）油石镇圩莲花塘朝陵家大坑荒田坑吉屋牛石村龙华镇圩，输水局部绕线严重的地段裁弯取直、不能满足重力输水要求的地势较高地段采用隧洞输水。上线输水线路方案全长共37.952km，其中隧洞长度17.489km，管涵长度19.463km。（2）中线输水线路方案中线为水力条件最好的输水线路方案，线路走向：窑下取水口梅水镇圩水经永坑冷水经（塘角）烂泥湖虎形吉屋龙华。中线输水线路方案全长共32.997km，其中隧洞长度25.150km，管涵长134、度7.487km。中线输水方案隧洞共6段，总长度25.150km，隧洞经、类围岩比例为85%，类围岩比例为9%，、类围岩比例为6%。共布置了9个支洞，支洞总长度为1.770km。（3）下线输水线路方案下线线路走向：窑下取水口凤形排(赣州坑)湖湾子（赣州坑）长坑子下广田交于坑念坑尾西塘黄排口秤钩山大石湾树下龙华。下线输水线路方案全长32.889km，其中隧洞长度22.115km，管涵长度10.774km。下线输水方案方案隧洞共11段，总长度22.115km，隧洞经、类围岩比例为57%，类围岩比例为14%；、类围岩比例为29%。布置了6个支洞，支洞总长度为1.593km。上、中、下三方案线路技术经135、济比较详见下表。表8-4-3 隧洞段线路走向比选方案项目上线中线下线长度（Km）共37.952km，其中隧洞长度17.489km，管涵长度19.463km共32.997km，其中隧洞长度25.150km，管涵长度7.487km32.889km，其中隧洞长度22.115km，管涵长度10.774km估算投资（含支洞）2.85亿元2.49亿元2.52亿元优点沿线交通方便，便于施工运输、管理维护 洞线顺直，水力条件较好； 隧洞经过4段冲沟，受冲沟洪水影响较小； 由6段隧洞组成，单洞距离较长，埋深较大，成洞条件较好 洞线顺直，水力条件较好；由11段隧洞组成，单洞距离较短，只需布置较少支洞（共6个，总长136、 1.593km）缺点 32个拐点，洞线转弯较多，水流条件不平顺； 冲沟处埋涵与隧洞连接处易产生不均匀沉陷问题； 浅埋隧洞，存在渗漏破坏问题，施工期成洞条件差； 运行期间管理难度大，费用高；一旦洪水破坏，短时间难以恢复； 地段标高比水位线高1530米左右，成洞条件差、埋涵挖深太大； 沿线有大量民房、国防及民用通信管缆，拆迁量较大需布置较多的施工支洞、竖井（共9个，总长 1.932km）； 软岩地应力释放造成洞室失稳； 硬岩地应力释放造成岩爆 隧洞经过10段冲沟，受冲沟洪水影响较大； 浅埋隧洞，存在渗漏破坏问题，施工期成洞条件差； 软岩地应力释放造成洞室失稳； 硬岩地应力释放造成岩爆； 冲沟处埋137、涵与隧洞连接处易产生不均匀沉陷问题3）隧洞线路比较结论通过以上分析比较：上线输水线路走向主要沿森林铁路，该线路交通方便，便于施工运输及管理维护，但拆迁工作量较大，隧洞成洞条件较差，距离最长，投资最大等，所以本工程不采用上线输水方案。中线和下线输水线路主要采用隧洞输水，水力条件较好，中线方案投资低于下线方案；同时，中线方案成洞条件较好，施工风险较小，本工程推荐采用中线输水线路方案为隧洞段线路走向。8.4.3 隧洞断面形式选择无压输水隧洞常采用的断面形式有：圆拱直墙式、马蹄形、蛋形。圆拱直墙式是无压输水隧洞工程中采用最多的一种断面形式，其侧墙为直墙，顶拱为圆弧形，圆拱中心为圆弧形，圆拱中心角为90138、01800，一般岩石较好时采用较小的中心角，岩石较差时则采用较大的中心角，当需要加大拱端推力时，也可选用小于900的中心角，实际工程中多采用中心角为1800的半圆拱。顶拱及侧墙多采用等厚衬砌，洞底多为水平底板，或与侧墙连成整体或为分离式。马蹄形断面是圆拱直墙式断面的一种改进形式，这种断面的特点是顶拱、侧墙及底板均为圆弧形。马蹄形断面多在岩石比较软弱破碎，山岩压力较大的情况时采用，衬砌厚度常是从拱顶至侧墙逐渐增大，为便于施工及满足受力要求，侧墙外缘往往采用垂直直线形，即隧洞开挖断面形式与圆拱直墙式相同。蛋形断面也称高拱形断面，衬砌轴线为顶拱较尖的三心或五心圆曲线。由于这种断面的衬砌轴线与压力曲线139、比较接近，因此受力条件比圆拱直墙式及马蹄形断面要好，适用于地质条件差、山岩压力大的情况。圆拱直墙式断面在山岩压力下，衬砌内的压力曲线与衬砌轴线有较大的偏离，在岩石比较破碎、山岩压力较大的情况下，比马蹄形断面、蛋形断面需要更厚的衬砌。不过由于这种断面形式施工放样、开挖和砌筑都较简便，所以在实际工程中被广泛应用。综合考虑隧洞的用途、运用条件、工程地质和水文地质、施工方法及施工条件等各种影响因素，本工程采用圆拱直墙式隧洞断面，圆拱中心角为1800。8.4.4 隧洞穿越不良地质洞段处理原则输水隧洞地质情况在下阶段设计过程中，需进一步勘探查明，以采取相应的处理方案。1）不良地质洞段类型（1）与较大地质构140、造交叉，需采取特殊施工、支护措施才可保证围岩稳定的洞段；（2）通过高地应力区出现岩爆的洞段；（3）通过有害气体赋存区的洞段；（4）通过喀斯特洞穴发育区或地下暗河的洞段；（5）通过土层、沙层、流沙层、滑坡堆积层、塑性流变岩、高膨胀性岩层的洞段；（6）位于高压力地下水或地表水强补给区，出现较大涌水的洞段。2）不良地质洞段的支护设计方案（1）根据地质预报（预测）或超前勘探成果，通过工程类比和必要的计算分析，进行支护方案或开挖前的围岩加固设计。可能出现意外情况时，还应提出应急方案设计。（2）根据施工过程中揭露出的地质情况和现场监测、测验（试验）数据，及时确认、调整、修改支护参数或变更支护方案，控制围岩141、失稳的发生或扩大。（3）及时分析一次支护的效果，根据围岩稳定情况，研究加强支护或多次支护的必要性，以及衬砌施工的适宜时机。（4）锚喷支护设计应按本相关规定进行，对其他支护型式的结构计算可采用结构力学方法。3）不良地质洞段的衬砌设计方案（1）根据地质条件、衬砌前所采取的各种处理措施的效果、围岩变形（位移）的稳定情况，通过工程类比和必要的计算分析，确定衬砌结构可能承担的外荷载；（2）通过必要的物理力学指标测验和工程类比，确定设计所采用的围岩物理力学指标和承担内水压力的能力；（3）根据地质条件，并考虑便于施工，经技术经济比较选择有利于结构受力和围岩稳定的隧洞横断面形状和衬砌结构型式；（4）不良地质洞142、段的衬砌结构计算不考虑围岩承担内水压力时可用结构力学方法；考虑围岩承担内水压力时，可用有限元方法，并通过工程类比确定。4） 对预测（预报）可能出现围岩坍塌失稳的不良地质洞段，应严格按新奥法进行施工，并应符合下列规定：（1）进行专门的施工组织设计；（2）提出明确的施工技术要求，包括爆破参数、进尺、程序、变形监测、现场测验、支护工艺等；（3）做好地下水的引排设计；（4）根据信息反馈及时判定围岩的稳定情况，确定应采取的后续施工措施。5）有较大涌水的不良地质洞段，应根据地质情况、涌水来源、涌水量大小，按截断水源、引排涌水、降低围岩透水性的原则，进行防止或控制涌水造成围岩失稳的工程措施设计。设计内容应包143、括防止涌水或引排的措施、支护措施、施工监测、衬砌结构和安全监测。6）高地应力区出现岩爆的不良地质洞段，应根据地应力的大小、方向，围岩的结构、岩性，岩爆发生的频度、强度和范围，研究洞段的走向、断面形状、开挖程序、支护方式、预泄围岩应力等措施，防止岩爆发展，保证施工安全。岩爆地区第一次支护宜采用锚喷支护，并密切监测其支护效果。应在围岩变形（位移）基本稳定后进行衬砌施工。7）通过有害气体赋存区的洞段，宜根据有害气体的来源、分布、连通情况，研究隔离、封闭、引排等措施，控制和减少有害气体的影响。对较长或浓度超标的隧洞可设专门的通风、换气设施。有害气体赋存区不宜用锚喷结构做永久衬砌结构。8）通过喀斯特区的144、隧洞，应根据溶洞的位置、分布、大小，溶洞的充填状况，围岩（岩壁）的稳定状况及水量大小，按下列原则进行处理措施设计：（1）对岩壁渗水滴水，溶洞中的流水（暗河），充填物中的地下水，宜根据水量大小、类型和来源，采用“排”、“截”、“堵”、“防”相结合、以排为主的原则进行综合处理；（2）对规模较小或未与隧洞连通的较小溶洞，可采取回填混凝土、回填灌浆、固结灌浆等处理措施；（3）对规模较大、充填物多、水量大的溶洞，可根据溶洞的位置和分布，采取设隔离体、设支撑结构跨越、设专门基础、局部改线等处理措施。9）对通过流变岩层、高膨胀岩层的洞段，应根据地质勘探和试验成果，研究流变岩的时效性和应力、应变关系，膨胀岩的145、膨胀率和膨胀压力，通过工程类比和必要的计算分析，选择合适的支护措施、封闭断面方式和封闭时间，以及适宜的衬砌结构、衬砌时间。10）对遇水易泥化、崩解、膨胀、软化的不良地质洞段，或在渗流作用下易于蚀变、渗透变形（失稳）的较大断层、卸荷带、破碎带、节理（裂隙）密集带等不良地质洞段，设计级别可提高一级（最高不超过级），并应加强衬砌的防渗、止水措施，必要时进行专门设计。11）应根据地质条件和衬砌型式做好回填灌浆、固结灌浆设计，防水排水设计，施工缝和结构缝的止水设计，以及与施工监测设计相结合的安全监测设计。8.5 管线部分方案论证8.5.1 管渠输水形式管渠输水可供选择的输水形式有箱涵输水、明渠输水以及埋146、地管道输水。1）箱涵输水箱涵包括现浇钢筋砼箱涵和预制钢筋砼箱涵，其优点是工程造价较低；能够保证水质，缺点是承受内压较低，施工周期较长。由于本工程输水距离较长、且需加压输水，考虑到箱涵输水的压力不能过高，沿线需增设提升泵站，相应增加了工程投资，加之现浇或预制钢筋砼箱涵施工进度较慢，接口密封较难处理，目前在长距离输水工程中已较少采用，所以本工程不宜采用箱涵输水。2）明渠输水明渠输水一般多用于超大流量、跨流域的输水，其优点是输水量大、投资较低、施工较为简单。明渠输水的缺点是受地形影响较大、水量蒸发渗漏损失较大、沿途污染难以控制、日常运行管理较为困难。对本工程而言，如采用明渠输水，沿途需设多处提升泵站147、，运行费用高，维修管理麻烦，同时沿途污染难以控制，供水水质难以保证。所以本工程不宜采用明渠输水。3）埋地管道输水管道输水的优点是供水保证率高、损失水量少、施工方便、运行维护方便、防污染性强，目前众多城市供水项目中大多采用埋地管道输水。采用埋地管道输水方式的缺点是工程造价较高。4）输水形式选择结论在城市供水工程中，供水安全性和供水水质的保证是考虑输水形式的首要条件。所以，虽然采用埋地管道输水在造价上比其它两种输水形式高，但由于其具备供水可靠、水质不易受污染、水量损失少的优点，所以在目前国内的城市供水工程中大多采用埋地管道输水。综上所述，本工程确定采用埋地管道输水形式。8.5.2 输水主干管线走向148、本工程输水主干管为吉屋至马坳段管线，从主干管接出至南康、至赣州市二水厂、赣州市三水厂、赣州市新一水厂、赣县梅林水厂、赣县洋塘水厂等分支管。1）选线原则为确定输水管线的走向，在输水管线选线中遵循以下原则：（1）输水管线尽量沿现有道路或规划道路敷设，以方便施工和运行维护。（2）管线布置长度尽量短、顺直，减少管线转弯，减少管道水头损失，降低运行能耗。（3）尽量减少输水管线穿越铁路、公路的次数，并注意尽量避开不良土质地带。（4）尽力避开村镇建筑密集区、大型厂矿企业，以减少拆迁工程量，降低工程投资。（5）管线进入城市规划范围内，应充分考虑城市规划，尽量沿规划道路敷设。2）线路走向（1）森林铁路输水线路方149、案森铁线输水方案主要沿森林铁路敷设输水管线，管线走向为：吉屋龙华唐江凤岗马坳。（2）赣丰线输水线路方案赣丰线输水方案主要沿赣丰线、老赣丰线敷设管线，龙华至凤岗沿赣丰线敷设管线，凤岗至马坳沿老赣丰线敷设管线，管线走向为：吉屋龙华唐江凤岗马坳。（3）调整线输水线路方案调整线输水方案结合赣丰线、森铁线距离较近、存在交叉点的特点，部分线路沿森铁线敷设，部分线路沿赣丰线敷设，具体为：唐江以上沿森铁线敷设管线，唐江以下沿赣丰线敷设管线。森铁线、赣丰线两方案线路技术经济比较详见下表。表8-5-1 龙华以下段输水线路走向比较方案项目森铁线赣丰线调整线输水距离25.496 Km25.950 Km25.076Km150、估算投资（单管）1.54亿元1.56亿元1.44亿元线路顺直程度线路沿森林铁路，转折最多线路沿赣丰线，转折较少线路沿森林铁路、赣丰线，转折最少水力条件最差较好最好对规划控制影响情况随着森林铁路被开发利用，对规划影响较小沿赣丰线敷设，对规划影响较小沿森林铁路、赣丰线敷设，对规划影响较小施工对生产生活和环境的影响情况管线远离生产生活密集区，障碍较少，对生产生活影响较小部分管线靠近生产生活区，障碍较多，对生产生活影响较大部分管线靠近生产生活区，障碍较多，对生产生活影响较大管理、运行管线离道路有一定距离，管理运行不方便管线沿道路敷设，运行管理方便部分管线离道路有一定距离，管理运行不方便3）管线走向比较151、结论通过以上分析比较：森铁线、赣丰线投资都比调整线要更多，调整线水力条件优于森铁线、赣丰线，考虑输水管线建成后运行维护工作量较少，所以本工程推荐采用调整线输水线路方案为本工程输水主干管线路走向。8.5.3 各分水支管管线走向各受水水厂位置均按规划位置确定，各分水支管均在城市规划范围内，管线尽量沿规划道路敷设。1）至xx县城区（1）xx县分水总支管xx分水总支管，在塘角冷水径从主干管（K15+305）上接出，沿上太线至xx县城后沿油石大道、九峰山路至九峰山路与迎宾大道交叉路口，全长7438m。xx分水总支管输水量含xx县一水厂、xx县二水厂，共8.03万m3/d。（2）xx县一水厂分水支管xx县152、一水厂分水支管。在九峰山路与迎宾大道交叉路口从分水总支管（4Z7+438）接出，沿迎宾大道至xx县一水厂，全长1054m，输水量为2.14万m3/d。（3）xx县二水厂分水支管xx县二水厂分水支管。在九峰山路与迎宾大道交叉路口从分水总支管（4Z7+438）接出，沿九峰山路、南河大道至xx县二水厂，全长2329m，输水量为5.89万m3/d。2）至南康市城区南康分水支管，在唐江邹屋从主干管（K36+223）上接出，直线过xx江至唐江加油站后沿康唐线（规划105国道）、旭山北路、新赣州大道至南康市水厂，全长21478m，在3Z10+250处分水至太窝水厂，分水量为0.21万m3/d。南康分水总支管153、3Z0+0003Z10+250段输水量含太窝水厂、南康水厂，共28.03万m3/d；3Z10+2503Z21+478段输水量为27.82万m3/d。3）至赣州市中心城区（1）二水厂分水支管二水厂分水支管在马坳从主干管（K49+886）上接出，沿老赣丰线、工业一路、金岭中路、华坚南路至赣州市二水厂，全长6343m，输水量为32.10万m3/d。（2）三水厂分水支管三水厂分水支管在马坳从主干管（K49+886）上接出，沿老赣丰线、科技大道（过章江）、创新一路、创新二路、复兴大道至赣州三水厂，全长11443m；三水厂分水支管输水量含三水厂、新一水厂、赣县梅林水厂、赣县洋塘水厂，共76.17万m3/d154、。（3）新一水厂分水支管新一水厂分水支管在三水厂从三水厂分水支管（2Z11+443）上接出，沿三二三国道至新一水厂，全长10600m；新一水厂分水支管输水量含新一水厂、赣县梅林水厂、赣县洋塘水厂，共54.77万m3/d。4）至赣县城区（1）梅林水厂分水支管梅林水厂分水支管在新一水厂从新一水厂分水支管（2Z22+043）接出，沿三二三国道在梅林大桥附近过贡江，过贡江后沿新赣路至梅林水厂，全长8043m；梅林水厂分水支管输水量含梅林水厂、洋塘水厂，共11.77万m3/d。（2）洋塘水厂分水支管洋塘水厂分水支管在梅林水厂从梅林水厂分水支管（2Z30+089）接出，沿新赣路至洋塘水厂，全长2435m，155、输水量为6.42万m3/d。8.5.4 管材选择目前国内用于输水的大口径管材主要有钢管（SP）、球墨铸铁管(DIP)、预应力钢筒砼压力管(PCCP)和玻璃纤维增强塑料夹砂管(RPMP)。上述四种管材国内生产工艺、规格情况详见下表。表8-5-2 输水管道管材生产工艺、规格一览表管材种类规格生产工艺钢管各种规格螺旋、直缝球墨铸铁管DN40DN2600离心铸造预应力钢筒砼管DN600DN4000立式振捣法玻璃钢管DN200DN3600纤维缠绕由于本工程引水规模大，所需输水管道管径也大，初步估算，输水主管道管径约为2DN2600500。根据目前国内球墨铸铁管产品生产规格的情况，其最大规格为DN2600156、，生产的厂家也不多，市场缺乏竞争力，价格也高，且不能满足本工程的的需要，因此，本工程选择钢管、预应力钢筒砼管、玻璃纤维增强塑料夹砂管三种管材进行经济技术比较，从而选择出运行安全可靠、施工方便、造价经济的管材。1）钢管（SP）钢管的优点是管材强度较高，耐高压，施工敷设方便，适应性强，接口形式灵活，管道渗漏较少，单位管长重量较轻，适合于地形复杂地段和穿越各种障碍。钢管的缺点是价格相对较高，需对管道的内外壁进行防腐处理。2）预应力钢筒砼管(PCCP)预应力钢筒砼管是一种新型管材，利用钢套筒和预应力钢筋砼管复合而成，同时具有钢管和预应力钢筋砼管的优点，可以承受较高的工作压力和外部荷载，承插接口为钢制，157、加工精度较高，密封性能好，管道渗漏小，施工简单，防腐性能较好，使用寿命长。预应力钢筒砼管的缺点是管道重量较重，运输和施工不太方便。3）玻璃纤维增强塑料夹砂管(RPMP)玻璃纤维增强塑料夹砂管(RPMP)是近几年在国内新兴起的一种管材，其优点是管材强度高、密闭性好、重量轻，管道内壁光滑，水头损失小，一般在同样条件下口径可比其它管材口径降低；防腐性能好，无电腐蚀之虑，可直接埋设于酸性或碱性土壤中，无需保护。玻璃纤维增强塑料夹砂管的缺点是造价较高，同时，由于RPMP 管为柔性管，管道本身承受外压能力较差，所以对基础处理和施工技术要求较高，特别是龙华以下，由于地下水位较高，一般需要采用砂垫层基础，相应158、增加了工程投资。上述三种管材的性能比较具体详见下表。表8-5-3 管道管材性能比较表性能特性钢管(SP)预应力钢筒砼管(PCCP)玻璃纤维增强塑料夹砂管(RPMP)优点管材韧性好，耐压，施工敷设方便，适应性强，能适合用于地形复杂地段和穿越各种障碍，接口形式灵活，运输安装方便，单位管长重量较轻。具有钢管和预应力钢筋砼管的优点，可承受高内压和外部荷，接头密封好，承插接口为钢制，胶圈接口，对地基适应能力及抗震性能好，耐腐蚀性能好，管道运行经济安全，寿命长，造价低。管材强度高，密闭性好、重量轻，管道内壁光滑，水头损失小，一般在同样条件下口径可比其它管材口径降低；防腐性能好，无电腐蚀之虑，可直接埋设于酸159、性或碱性土壤中，无需保护。缺点价格高，并需对管道的内外壁进行防腐处理。管道重量较重；接口处内外需进行防腐处理。造价较高，同时由于RPMP 管为柔性管，管道本身承受外压能力较差，所以对基础处理和施工技术要求较高。上述三种管材的经济比较详见下表。表8-5-4 输水管道管材经济比较表费用管材SPPCCPRPMPDN2600DN2600DN2400单位综合指标（元/m）914178008284注：a.表中代号：SP钢管、PCCP预应力钢筒砼管、RPMP-玻璃纤维增强塑料加砂管。b.为便于比较，SP 和PCCP 管管径暂按DN2600 在相同的输水流量和水头损失的前提下，将RPMP 管可将管径缩小至DN160、2400，管道工作压力均按1.0MPa 计。由上表可以看出，三种管材中SP 造价最高，其次是RPMP，PCCP 最便宜。钢管虽价格高，但具有管材重量轻、强度高、管道接口精度高、供水安全性好、对各种地形和地质条件适应性强、运输及施工相对较容易的优点。因此，本工程输水主管材不拟采用钢管，但管线穿越河流、道路等障碍处仍采用钢管。玻璃纤维增强塑料夹砂管(RPMP)具有重量轻、防腐性能好，管道安装方便等特点。玻璃纤维增强塑料夹砂管(RPMP)属于柔性管，刚度较差，对地基处理和施工要求较高，相应增加了施工难度。特别是在龙华以下，由于地下水位高，一般管道需作砂基础，工程费用提高，同时目前国内尚缺乏大口径RP161、MP 管的工程实践经验。由管材经济比较表中可知，玻璃纤维增强塑料夹砂管的造价高于PCCP 管，因此，本工程拟不采用RPMP管。预应力钢筒混凝土管最早是在1939 年由法国邦纳公司制造，敷设于巴黎郊区。1942年美国开发了预应力钢筒混凝土管，并在技术上发展迅速。美国供水协会（AWWA）制定了预应力钢筒管的标准AWWA C301，内容包括生产和设计，几年修改1 次，至今已是AWWA C301-99，同时还编制了混凝土压力管手册WWA M9，内容包括从管子水力因素、结构设计参数、一直到安装方法等，现在已修改至AWWA M9-99。 1992 年美国国家标准研究所和供水协会联合颁布了预应力钢筒混凝土管162、的设计规范（ANSI/AWWA C304-92），经修订，目前称为ANSI/AWWA C304-99。国外目前预应力钢筒混凝土管管径最大的工程是美国阿美隆公司为美国加州的中央亚利桑那工程制作的，管径为DN6400mm，内压0.98MPa，管顶覆土10.5m，修建长度10.5km；卡司太克工程管径为5.1m，内压0.95MPa，长度9.5km，管顶覆土13.5m，还有管径为7m 的倒虹吸工程，距离不长。预应力钢筒混凝土管应用距离最长的工程是美国兄弟公司为利比亚的大人工河工程现场制作的大直径的预应力钢筒混凝土管，一期工程为1900km，二期工程为1700km，管径大部分是DN4000mm，小部分D163、N2800mm、DN2000mm和DN1600mm，内压大部分是1.01.2MPa，小部分是0.6、0.8、1.6 和1.8MPa，现已通水运营。我国最早是在1959 年，某研究机构对管径DN600mm 和DN1400mm 的钢板混凝土管进行过试验，取得了应力应变、裂缝的发生与发展等若干资料；1983 年某研究机构对预应力钢筒混凝土管进行了系列试验和研究，1986 年试制成管径DN600mm 和DN1200mm的预应力钢筒混凝土管，并于1988 年在某电厂应用，管径DN600mm，内压2MPa，长度500m。20 世纪80 年代相关研究机构曾与某些水泥制管企业对这种管材进行了试验、试制和建厂设164、计，取得了很好结果。以后，山东、无锡及深圳等预应力钢筒混凝土管企业，分别于1988 年引进部分美国阿美隆公司的设备，并于1991 年试制成管径DN2600mm 的大型管道。2005 年国家标准化管理委员会颁布了预应力钢筒混凝土管生产标准（GB19685-2005）。表8-5-5 近几年国内应用大口径预应力钢筒混凝土管的工程工程名称管径（mm）距离（km）备注深圳东部供水工程DN2600300017.3南水北调中线工程北京段DN400050辽宁大伙房引水工程DN24003200115山西万家寨引黄工程DN300043.25哈尔滨市磨盘山水库供水工程DN2200180预应力钢筒混凝土管的优点可概括165、如下：（1）高强度由于复合结构的特点，国内应用的工作压力达2.0MPa，覆土达12m；（2）高抗渗性最优化地利用钢材和混凝土，薄钢板起到高抗渗的作用；（3）高密封性采用钢制套环和滑动胶圈接口，密封性得到了保护；（4）耐久性强管体表面不需防腐涂料，而钢筒由水泥混凝土包裹，受到碱性游离石灰的保护，寿命得到了延长；（5）接口尺寸精确可使用限制接口，可免去支墩，安装方便，加快了施工进度；（6）不需要养护，可以带压打孔，安装支线预应力钢筒混凝土管的缺点是重量较重，运输安装不方便，但国内施工单位已创造了槽内安装简易设备，施工方法和速度得到了妥善解决。综合以上比较，预应力钢筒混凝土管在国外已广泛应用多年，国166、内也已成功推广和应用。到目前为止，尚无预应力钢筒混凝土管出现爆管事故的报导，显示出了该管材的供水可靠性和若干优越的特性，为长距离输水创造了有利条件。综上所述，本工程输水管道的主要管材确定为预应力钢筒砼压力管(PCCP)，工作压力为1.0MPa；局部穿越河流、道路、铁路工程时采用钢管。8.5.5 管线穿越障碍方案根据确定的输水管的走向，输水管道沿线需穿越道路、河流和铁路，其穿越位置及宽度具体详见下表。表8-5-6 管线穿越主要河流基本概况序号河流名称穿越位置穿越管径（mm）河道宽度（m）1梅水梅水镇圩2DN2600362油石河塘角冷水径2DN2600283龙华江森林铁路桥下游2DN2600148167、4xx江唐江镇圩2DN14002915xx江塘坊上2DN20001966贡江梅林大桥上游2DN1000420表8-5-7 管线穿越主要道路基本概况序号道路名称穿越管径（mm）道路宽度（m）1厦蓉高速2DN2200约40m，在建2赣粤高速2DN2200403105国道2DN1800304223国道2DN180030表8-5-8 管线穿越主要铁路基本概况序号道路名称穿越管径（mm）道路宽度（m）1京九铁路2DN1800602赣龙铁路2DN180040为合理确定穿越上述障碍的方式，现对管线穿越道路、河流和铁路方案论述如下。1）穿越河流由于本工程输水管道的管径为DN500DN2600，应根据穿越不同类168、型河流及管径确定穿越河流方案。管线穿越河流有的形式主要有管架桥（拱管、折管、自承式平管、高架桥平管等）、沉管、顶管、围堰施工以及盾构。各方案特点具体如下：（1）管桥如穿越河流采用管桥的方式，因其高度高、体积大，对周围的环境景观影响较大，同时由于管桥允许跨度较小，需设置较多的支架，无法满足河道通航要求，因此，输水管线穿越宽度较大的河流，拟不采用管架桥穿越的方式。（2）围堰围堰施工是在河流上下游修筑挡水围堰，埋管导流或分期围堰施工导流，在围堰的保护下进行基槽开挖、敷设管道的一种施工方法。围堰一般用于穿越水深较浅、流量较小、无通航要求或通航要求不高的河道，该方案具有施工难度小、施工周期短、工程投资低169、的特点。（3）沉管沉管法是目前管道施工中穿越河流常用的一种施工方法，具有施工难度小，工程投资较低的特点，一般用于不能采用围堰施工，且宽度较宽的河流，沉管法的不足之处是对河流的通航有一定的影响。其施工顺序一般是先在岸边制作好管段（一般采用钢管），管段两端用临时封板密封后滑移下水(或在坞内放水)，使其浮在水中，再拖运到管道设计位置。定位后，向管段内加水，使其下沉至预先挖好的水底沟槽内，最后拆除封墙。在其顶部和外侧用块石覆盖，以保安全。根据河面的宽度和现有施工能力，将管道分节，若河面较窄则管道无须分节，一次成型完成。若河面较宽，管径又较大，施工沉放管道时协调能力及起吊能力有限时，将管道分节，管道定位170、后，在水面或水下将管道连接。一般采用特制浮箱在水面上连接，这样可以保证质量。（4）顶管顶管施工是一种非开挖敷设管道的一种施工方法，是借助工作井内顶进设备的推力，把工具管（混凝土管或钢管）从工作井内的一端，顶进到另一端接收井内的施工方法。顶管法主要优点为： 施工面移入地下，使地面上活动不受影响。 施工过程中不破坏地面上设施。 施工由线缩成点，点地面积小，与同管径的开槽施工法相比，土方量小。 施工噪音低，减少对沿线环境的污染。顶管法主要缺点为： 工程投资大，施工周期相对较长。 必须有详细的工程地质勘察资料，否则顶进中遇到未估计到的恶土层，将出现不易克服的困难。 遇到复杂地质情况时，如松散的砂砾层，171、施工困难，工程投资增大。（5）穿越河流方案选择综上所述，管桥法穿越河流因其高度高、体积大，对周围的环境景观影响较大；顶管施工穿越河流工程投资、施工风险大；本工程不考虑管桥、顶管方式穿越河流。围堰法穿越河流施工难度小、施工周期短、工程投资低，一般用于穿越水深较浅、流量较小、通航要求不高的河道；穿越宽度较宽的河流，沉管方案工程投资最低，且技术成熟，施工经验丰富，虽然本工程的管径大，但通过采取相应技术措施，是完全可以实施的。因此，本工程较窄河道采用围堰施工，较宽河道采用沉管施工。2）穿越道路穿越道路方法有直接开挖法和顶管法，上述两种方法的特点如下。（1）直接开挖法直接开挖法一般采取大开挖的方式进行铺172、管埋设，往来车辆绕道而行或另铺一条临时交通道路，此种方式只能用于穿越一般的非主要的道路，该方法主要优点为施工周期短，工程投资低，缺点为对道路交通及周围环境影响大。（2）顶管法顶管法优缺点前面已经介绍。综上所述，并根据公路部门有关规定，穿越省级以上的道路，应采用非开挖方式敷设管道，因此，本工程穿越省级以上道路采用顶管。穿越高速公路、国道采用顶进一个框型箱涵结构或套管，然后在箱涵或管道内敷设管道；一般道路采用直接顶进。3）穿越铁路根据铁路部门的要求，穿越铁路一般采用顶管，即在穿越处预先顶进一个框型箱涵结构或套管，然后在箱涵或管道内敷设管道。4）管线穿越障碍方式确定综上所述，管线沿线穿越障碍的穿越方173、式具体详见下表。表8-5-9 输水管线穿主要越障碍形式一览表序号穿越障碍名称障碍宽度穿越宽度管径穿越方式1梅水36562DN2600围堰2油石河28482DN2600围堰3龙华江1481882DN2600沉管4xx江2913312DN1400沉管5xx江1962362DN2000沉管6贡江4204602DN1000沉管7厦蓉高速约40m，在建702DN2400顶管8赣粤高速40702DN2200顶管9105国道30502DN1800顶管10223国道30502DN1800顶管11京九铁路60802DN1800顶管12赣龙铁路40602DN1800顶管8.5.6 管道基础及软基处理方案1）埋地管174、段的管基作法本工程输水线路较长，沿线需要经过山丘、农田、公路、铁路、鱼塘、河流等，地质情况变化较大，当管基落于淤泥、比较软弱的淤泥质土、松软的人工填土、岩基等不利土层及软硬土交接部位，需要对地基进行适当的处理，以减小管道的不均匀沉降，保证整个输水系统的安全。（1）埋地管段的管基方案常用的管道基础有原土基础（素土平基、90土弧基础）、砂质基础、素混凝土基础和钢筋混凝土基础等，管道基础的型式根据管道形式、管材、管道所在处的土质情况、地下水位及管道运行的安全性等综合确定。现对管道不同基础做法分述如下：当管道通过岩基段时，管道基本不会产生沉降，故对岩基段的管道，可用砂质基础。即将基坑超挖300mm，回175、填级配砂石，再敷设管道。管道通过土层或砂层时，管道基本不会产生沉降，故对岩基段的管道，可用砂质基础。即将基坑超挖300mm，回填级配砂石，再敷设管道。对管顶覆土很厚地段，考虑到管道负荷较大，为了提高管道的受力性能，减小管壁厚度，可采用混凝土基础。2）管道的地基处理方案（1）不同地基处理方式的论证根据不同施工方法，不同的地质资料，不同的施工现场条件，可采用不同地基处理方式。根据管道沿线的地质情况，地基处理可采用换填法，抛石挤淤法，木桩法、水泥土深层搅拌桩法，高压旋喷桩法。换填法适用于浅层软弱地基处理。换填法是将软弱土层挖去，换填级配砂石或碎石屑，分层压实达到要求的密实度。换填法一般适用于当管道下176、1.5m 范围内有持力层的情况。如果换填厚度过大，一方面，换填材料造价增加，沉降量较难控制。另一方面，随着开挖深度的增大，支护费用也增加。再有因为场地地下水位较高开挖深度过大，当采用止水措施不足时，容易因地下水流失造成周围地陷，必然引起民房或路面开裂，由此增加额外的费用。故此，我们认为换填深度一般控制在管道以下1.5m 以内为宜。抛石挤淤法适用于浅层软弱地基处理。抛石挤淤法是依靠换填材料的自重以及其他外力诸如：压载、振动等使软弱层遭受破坏后被强制挤出而进行的换填处理，一般控制在软弱层3m 深度以内，抛石挤淤法可满槽挤块石，块石间用级配砂填实，块石挤入深度不小于软土层厚度的70%。木桩法是利用木177、桩与桩间土共同作用形成复合地基，对管道下的地基进行处理。木桩一般采用松木桩，松木桩长约56m，而且木桩桩尖必须进入持力层0.5m，所以木桩可用于管道下小于5m 范围内有持力层的情况。木桩的优点是施工速度快，所需要的施工场地小，但木桩需要木材，浪费森林资源，不利于环保，不宜大量使用。当管道以下软土层不太厚时，木桩可以代替水泥搅拌桩使用。水泥土深层搅拌桩法的工作原理：将水泥固化剂和原地基软土就地搅拌混合，搅拌时，不会使地基土侧挤出，对周围建筑物的影响很小，施工时，无振动、无噪音、无污染。但是，水泥土搅拌桩法施工时遇到低洼之处应该回填土，并予以压实，不得回填杂填土或生活垃圾。水泥土搅拌桩的桩机较大，178、所以所需的施工场地大。因为水泥土搅拌桩施工较慢，而且水泥土深层搅拌桩是复合地基，必须检验复合地基的承载力，检验复合地基载荷试验必须在桩身强度满足试验荷载条件时，并在成桩28 天后进行，所以所需时间长。水泥土深层搅拌桩法适用于持力层较深，施工场地大，施工工期较充裕，管道下地基为正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等情况。高压旋喷桩法与水泥土深层搅拌桩的工作原理类似，但高压旋喷桩法，采用水泥浆是高压喷射，适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。在高压旋喷桩法中，因为高压旋喷桩桩机小，可以在施工场地狭179、窄的地方使用。但高压旋喷桩的费用大，每米所需费用相当于同一桩径的水泥土深层搅拌桩的4 倍左右。所以，一般在软土层厚5m 且施工场地狭窄，空间矮小，无法采用水泥土深层搅拌桩法情况下使用。所以根据以上分析，管道基础的设计主要是地基处理问题，必须根据管材，土质情况、施工场地、施工工期，对地面交通的影响，选择不同的地基处理的方法。（2）地基处理方案的确定由于线路较长，沿线途经场地有丘陵山地、平原及雨塘、河道、公路、铁路。地质主要以冲积土层、残积土层、耕植土、填土、表层软弱土层不等，地基处理方式应分段根据具体地质情况选择，分述如下。软基处理：当管基落于淤泥、较软弱的淤泥质等土层时，可根据管基下软土层的厚180、度，分别采取以下处理措施：a、当管基下软土层较薄时（不大于1.5m），可采用换填法清除表层软土，换填级配砂石、石屑，分层压实达到要求的密实度。b、当管基下软土层较薄（大于1.5m，小于等于3m）时，可采用抛石挤淤处理。c、当管基下软土层较厚时，可对管基以下一定深度范围内的软土采用水泥搅拌桩、木桩或高压旋喷桩处理。当管道落于松软的人工填土层时，根据管底下松散土层的厚度，可分别采用换填垫层或砂石桩挤密等方法处理。特殊区域的地基处理：在岩基与软土交接处、道路两端与软基交接处，由于地质条件变化较大或结构刚度差异较大，在这些交接部位容易产生较大的不均匀沉降，为了防止不均匀沉降造成管道破坏，将交接部位附近181、一定长度范围内的软基区域作为过渡区域，对这一区域采取一定的地基处理措施。本工程根据土质的变化情况，分别采用以下两种处理方法：a、沟槽底用中粗砂找平，然后敷设一层土工网，其上铺一层土工布，土工布上回填一定厚度的级配砂石，回填厚度自交接部位至过渡段尾部逐渐减小。b、对管基下一定范围内的软土采用水泥搅拌桩、木桩或高压旋喷桩处理，自交接部位至过渡段尾部，桩间距可逐渐增大或桩长逐渐减小。过河流、鱼塘地基处理：根据管底以下软土层的厚度，分别采用换填法、抛石挤淤法、水泥搅拌桩或高压旋喷桩处理。8.5.7 管道防腐及保护1) PCCP管道防腐我国使用的混凝土管管道一般不做内外防腐，考虑到本工程地处华南地区，所182、输送的原水温度较高、水中微生物、贝类较多，易附着在管壁。长期运行，可能造成管道摩阻增大，严重时可能降低管道输水能力；同时根据以往的相关地质资料，本地区地下水对混凝土有弱腐蚀性，由于本工程引水规模巨大，是一项重大的基础设施建设项目，考虑工程的使用寿命，有必要对管道是否考虑内外防腐进行研究。（1）内防腐国内已建成运行的广东省某工程的输水管道，曾对内壁进行了防腐处理（内涂无毒环氧涂料）的和没有防腐处理的PCCP 管道进行了对比，其结果如下：未进行防腐的PCCP 管道内壁附着大量的贝类（主要为螺蛳），管道内壁每平方米贝类附着物10 个以上，均为双贝类螺蛳，有些地方甚至出现聚集成堆现象，且附着牢固，需用183、力才能将其去除；同时管内壁还有大面积的白色花纹状霉菌，且附着较为牢固，霉菌已侵入到水泥管壁的毛细孔中，也需工具才能将其去除。经检测，生长霉菌的面积占受检面积的15，是防腐管道的7.5 倍。进行防腐处理的PCCP 管道，每10m 管道中所见壁挂小田螺23 个，且附着不牢固，管道水中所见螺蛳127 个，种类有5 种之多；同时管内壁仅在局部部位有少量藻类微生物，经检测，藻类微生物面积占受检面积0.4。通过上述对比认为，管壁毛细孔隙是藻类微生物生成的诱因，管壁粗糙度是螺蛳和蛤蜊子附着的主要原因。管道采用内防腐后，由于管道粗糙度降低，管道内壁变得光滑，管壁孔隙减少，具有对螺蛳、蛤蜊子的吸附有明显的抑制作184、用，同时也可抑制藻类的生长附着。由于本工程输水规模大，是赣州市中心城区、赣县县城、南康市城区、xx县城及沿线镇圩城市供水的重要组成部分，为保证输水能力，防止贝类和藻类附着在管壁上。因此，本工程管道考虑内防腐。管道中贝类和藻类附着生长有两个基本条件：一是原水中存在附着生长能力的贝类胚胎或幼体；二是管道内壁材料适合贝类或藻类依靠足丝蛋白附着。通过取水加氯能杀死胚胎或幼体，或在内壁采用涂料预防附着，两种方法均能取得一定效果。但由于采用取水加氯、内壁刷涂涂料的方法来抑制贝类、藻类等水生动、植物的附着在管壁上尚处于研究阶段，具体效果有待于进一步观察。目前在可研阶段，管道内防腐所增加的费用不列入工程投资，185、建议在下一阶段对管道内壁的防腐问题作进一步的研究，确定效果后再作最终决定。另外，隧洞表层均为混凝土，同样存在贝类、藻类等水生动、植物的附着在洞壁的问题，建议下一阶段同管道一并考虑内防腐。（2）外防腐关于PCCP 管道外防腐是否设置，源于利比亚引水工程的经验，该工程N4000 的PCCP 输水管道在某一区域，出现大量的管道损坏情况，经分析，造成管道损坏的主要原因是地下水通过管道外保护层的孔隙，侵入到内部的预应力钢丝，由于预应力钢丝受到腐蚀，长久以往，造成预应力钢丝的断裂，从而造成管道使用过程中的损坏。此工程再对管道进行外防腐处理后，PCCP 管道在此区域再没有出现损坏。目前国内大部分已经敷设完成186、的PCCP 管道，没有采取外防腐措施，由于国内应用PCCP 管道时间短，多数尚未达到40-50 年的设计使用寿命，尚无法证明最终的使用结果。根据管线沿线的地质资料，输水管线沿线地下水对混凝土有一定的弱腐蚀性，考虑管道敷设的土壤条件、地下水水质情况以及输水管道的使用寿命，本工程原则应在不良地段考虑PCCP 管道外防腐，其做法为外涂无溶剂型环氧煤焦油或环氧煤沥青。由于受目前地质勘察报告的局限性，尚未对输水管道沿线土壤条件、地下水是否对PCCP 管道具有腐蚀性作出具体分析，可研阶段暂不考虑PCCP 管的外防腐及其工程费用。考虑管道的使用寿命、供水的安全保证，管道的外防腐应引起建设单位的高度重视，建议187、在下一阶段，对管线沿线的地质情况、敷设土壤条件、地下水水质情况作进一步分析，决定是否需采用管道的外防腐。2） PCCP管接口保护PCCP 管承插口处为钢制且外露，因此，需要进行防腐保护。国外对PCCP 管承插口处的内外防腐一般采用水泥砂浆填充，我国根据管道敷设的条件，在软土地基及地质不良段，其内防腐采用双组份聚硫密封膏，内防腐采用双组份聚硫密封膏不但可以解决管道钢制接口的防腐问题，同时也使管道接口连接成为柔性，可充分利用管道自身柔性接口的可转动性来适应地基变形，以适应地基可能出现的不均匀沉降。本工程在软土地基段，承插口内侧填充双组份聚硫密封膏，其它地段承插口内侧填充水泥砂浆，外防腐采用采用水泥188、砂浆填充。3）钢管（1）外防腐目前国内钢管的外防腐涂料主要有环氧煤沥青、聚乙烯胶粘带、环氧玻璃鳞片、熔结环氧粉末，上述防腐涂料技术特点详见下表。表8-5-10 防腐材料技术比较表环氧煤沥青聚乙烯胶粘带环氧玻璃鳞片熔结环氧粉末优点：技术成熟可靠、防腐蚀效果好，使用寿命长；施工方便，可以对钢管和各种钢结构进行半机械或手工施工，防腐层自然固化，无需加热设备；造价较低廉；缺点：耐紫外光性能差；低温时固化时间长。优点：绝缘性及防腐效果好；机械强度高、耐碰撞、耐老化、吸水率小；施工方便，安全卫生；应用范围广，使用寿命长；缺点：造价高；优点：优良的抗介质渗透性。优良的耐磨损性。硬化时收缩率小。衬里与基体的粘189、结性好，耐温度骤变性好。施工方便，而且修补容易。缺点：造价较高；施工要求高；优点：良好的抗化学、抗溶剂性；涂层坚韧耐磨，抗冲击及抗弯曲性优良；良好的绝缘性；涂层具有很高的玻璃化温度，应用温度范围宽；施工方便、无需底漆、固化迅速，可实现高效率的流水线作业；缺点：造价高；从上表可以看出，4 种防腐涂料均有良好的防腐性能，考虑其工程造价及耐磨、抗介质渗透性能，本工程钢管外防腐拟采用环氧煤沥青和环氧玻璃鳞片。本工程管道穿越道路、河流、铁路等障碍时才采用钢管，钢管的外防腐应根据穿越障碍形式的不同，选择不同的防腐层。根据所确定的管道穿越障碍的形式、施工方法，其防腐方案如下：沉管及围堰施工的倒虹吸钢管采用环190、氧煤沥青防腐；顶管施工的钢管采用环氧玻璃鳞片。（2）内防腐目前钢管的内防腐方法可分为内壁涂衬水泥砂浆和涂刷环氧涂料两种方法，分述比较如下。水泥砂浆衬里防腐钢管内衬采用水泥砂浆，国外在20 世纪30 年代已开始采用，至今在钢管内防腐方面仍占主导地位。自60 年代以来，我国已广泛地在埋地钢管中采用水泥砂浆衬里，其中大口径管道占有较大的比重。随着水泥砂浆衬里在埋地钢管内防腐的广泛应用，我国在1989年制定了埋地给水钢管道水泥砂浆衬里技术标准CECS-10:89，使输水钢管采用水泥砂浆衬里在设计、施工检测方面有了依据。水泥砂浆衬里的施工方法为人工涂抹和机械喷涂两种施工方法。给水排水管道工程施工及验收规191、范（GB50268-2008）对采用水泥砂浆作为钢管内涂衬的材料施工、验收等也都有明确的规定。因此，采用水泥砂浆作为钢管内涂衬在设计、施工、验收等方面都有了完整的依据。另外水泥砂浆涂衬尚可增加管道的刚度，即增加了钢管的安全性。水泥砂浆防腐具有防腐效果好、对金属表面处理要求不高，且价格低廉的特点。内壁涂刷环氧涂料防腐采用环氧涂料作为钢管内防腐具有涂层较薄、管道摩阻较小的优点。采用涂料作为钢管内防腐的缺点是造价较高，每平方米的工程造价约是采用水泥砂浆衬里的2 倍。从目前使用情况来看，大口径、长距离输水的埋地钢管一般还是采用水泥砂浆衬里防腐，而涂料防腐一般用于口径较小、距离较短、大口径管道的不规则处192、如弯管段或水厂和泵站内采用水泥砂浆涂衬施工较困难的埋地钢管段。钢管内防腐方式确定本工程在管道穿越道路、河流、铁路等障碍时才采用钢管，考虑环氧涂料防腐层对藻类及贝类附着和吸附具有一定的抑制作用。因此，本工程钢管的内防腐拟采用喷涂无毒环氧类涂料。（3）电化学保护对埋地钢管而言，土壤本身所含水份及水中所含各种离子将对金属产生腐蚀，单纯采用普通外防腐措施并不能彻底解决钢管的腐蚀问题。除受普通外防腐材料本身耐水性及抗微生物性等因素的限制外，防腐施工中不规范操作是影响防腐层寿命的主要原因。对钢管采用电化学保护与防腐绝缘层联合保护的方法是目前最经济、最有效的保护措施。电化学保护有两种方法，即外加电流阴极保护193、法和牺牲阳极保护法。两种电化学保护法的技术比较详见下表。表8-5-11 牺牲阳极法与外加电流法技术比较表牺牲阳极法外加电流法不需外部电源；施工及维护管理简单电流输出稳定，保护电流利用率高；工程投资低对周围电力、电信电缆干扰较小需要有外部电源；护范围大、适应性强、使用寿命长；可调节保护电流；需设专门的保护站，维护管理费用高；工程投资较高对周围电力、电信电缆干扰较大本工程在管道穿越河流、道路、铁路等障碍处采用钢管，需要保护的管段范围较小，考虑牺牲阳极法具有施工维护简单、工程投资低，对周围电力、电信电缆干扰较小的特点。因此，本工程电化学保护采用牺牲阳极法。8.6 输水隧洞尺寸、管线管径选择8.6.1194、 输水隧洞尺寸、管线管径设计参数1）输水隧洞设计参数（1）设计规模设计总输水量：150万m3/d其中：窑下至塘角塘角冷水径设计输水量：150万m3/d；塘角冷水径至吉屋设计输水量：141.98万m3/d。（2）计算公式隧洞输水的水力计算公式：隧洞总水力计算式中：il隧洞沿程水头损失；h1+h2隧洞局部水头损失；h隧洞总水头损失（m）；h1进口水头损失（m）；h2出口水头损失（m）；i洞底纵坡（m）；l洞身长度（m）；洞身水力计算式中：Q设计流量（m3/s）；洞身过水断面面积（m2）；R水力半径（m）；湿周（m）；i洞底纵坡；C谢才系数（m0.5/s）；n粗糙率。进口水力计算式中：h1进口水头损195、失（m）；1上游渠道流速（m/s）；洞身流速（m/s）；1进口水头损失系数，取0.2；g重力加速度（m/s2）。出口水力计算式中：h2出口水头损失（m）；h1进口水头损失（m）；2）输水管线设计参数（1）设计规模设计总输水量：150万m3/d其中各段设计参数详见下表。表8-6-1 各段设计参数管线输水路段输水量（万m3/d）长度（m）水厂设计进水位(m)主干管窑下塘角冷水径150.00 15305塘角冷水径吉屋141.98 12731吉屋龙华141.98 4961130.00 龙华唐江141.65 3226127.00 唐江凤岗110.62 8577130.00 凤岗马坳108.27 5086196、支管塘角五迎路口8.03 7438五迎路口xx一水厂2.14 1054140.00 五迎路口xx二水厂5.89 2329136.50 唐江太窝28.03 10250130.00 太窝南康水厂27.82 11228137.30 马坳赣州市二水厂32.10 6343129.00 马坳赣州市三水厂76.17 11443124.00 赣州市三水厂赣州市新一水厂54.77 10600120.00 赣州市一水厂赣县梅林水厂11.77 8046121.80 赣县梅林水厂赣县洋塘水厂6.42 2435134.00 （2）计算公式输水管线的水力计算按下式计算：式中：h管线总水头损失（m）；hf沿程水头损失（m）197、；hj局部水头损失（m）；V管道水流平均流速（m/s）；R水力半径（m）；L管道长度（m）；局部水头损失系数；C流速系数；n管道粗糙系数，计算中n=0.012。式中y 值有两种取值。当y = 1 时，上式称为曼宁公式，适用范围为n0.02，R0.5m。当取y = 2.5 n 0.13 0.75 R( n 0.10) 时，上式称为巴甫洛夫斯基公式，其适用范围为n=0.0110.035 和0.1mR0.5m，因此选用巴甫洛夫斯基公式更为合理，所以沿程水头损失计算中流速系数C 值按巴甫洛夫斯基公式计算。3）局部水头损失室外给水设计规范（GB50013-2006）规定，管道局部水头损失可按沿程水头损失198、的510计，考虑本工程地处赣南，输水管道沿线水系发达，道路密度高，管线穿越障碍较多，且输水管道管径较大，局部水头损失较大，同时考虑为下一阶段的设计和实际生产运行留有余地，在本阶段隧洞和管道局部水头损失按沿程水头损失的20考虑。4）粗糙系数在输水线路计算中，对隧洞、管线计算影响较大的是粗糙系数的取值。为确定最优断面尺寸，在方案比较前需对管道粗糙系数的选用进行比选。（1）隧洞粗糙率对于规模较大的隧洞工程，为了比较合理地确定n值，可参照情况相近的隧洞工程的实际观测成果，比较确定。归纳总结一般在隧洞工程设计中采用粗糙率值的实际情况，结合灌溉与排水工程设计规范（GB50288-99）中表E-2及表E-3199、，各种衬砌材料粗糙率详见下表。表8-6-2 粗糙率n值表衬砌材料n衬砌材料n现浇混凝土衬砌0.014经过修整的不衬砌断面0.030035预制装配式混凝土衬砌0.017未经过整修的不衬砌断面0.040.045浆砌石衬砌（表面平整）0.017喷混凝土衬砌断面0.014本工程拟采用喷混凝土衬砌及现浇钢筋混凝土衬砌，粗糙率取0.014。（2）管线粗糙系数本工程输水管道的管材为PCCP 管，而目前国内采用的给排水设计手册水力计算表中，砼管的粗糙系数一般取n=0.013，室外给水设计规范规定预应力钢筒砼管的粗糙系数一般取n=0.0110.0125。目前已运行输水管道的实际粗糙系数往往低于此值。目前国内与本200、工程规模类似的供水工程对PCCP 的粗糙系数设计取值如下：深圳市供水网络工程 DN3000 n=0.011山西万家寨引黄工程 DN3000 n=0.012北京水源十厂原水输水管道 DN2200 n=0.012南水北调中线（北京段） DN4000 n=0.012即上述工程对PCCP 管粗糙系数的设计取值均小于0.0125。为论证PCCP 管的粗糙系数，1992 年4 月国内某单位对管径为DN1600mm 和DN800mm 的PCCP 管进行了水力摩阻试验。根据其试验报告，当管内流态处于完全阻力平方区时的粗糙系数分别为：DN1600 mm n=0.0107（立式振动生产工艺成型的PCCP-E 管）201、DN800 mm n=0.0120（离心生产工艺成型的PCCP-L 管）综合上述国内工程对粗糙系数的设计取值实例，以及上述对PCCP 管进行的测试数据，考虑到在设计中为今后实际生产运行适当留有余地，本工程PCCP 管的粗糙系数设计取值确定为n=0.012。8.6.2 隧洞尺寸、管线管径选择1）隧洞尺寸、管线管径本工程输水方式采用双管重力自流输水，个别进水水位较高的水厂可单独考虑采用双管中途加压输水。为保证工程重力输水至大部分受水水厂，经计算各管段尺寸及管径详见下表。表8-6-3 隧洞断面尺寸表隧洞输水段输水量（万m3/d）过水断面尺寸（BH）长度（m）坡度i水头损失（m）水深(mm)底宽（mm202、）墙高（mm）窑下塘角冷水径150.00 32002900153050.000712.122900塘角冷水径吉屋141.98 32002900127310.00069.012900表8-6-4 管线管径表管线输水路段输水量（万m3/d）管径DN(mm)长度（m）坡度i水损（m）水厂设计进水位(m)富裕水头(m)主干管窑下塘角冷水径150.00 1530512.12 塘角冷水径吉屋141.98 127319.01 吉屋龙华141.98 260049610.0006 3.56 130.00 26.70 龙华唐江141.65 260032260.0006 2.31 127.00 27.39 唐江凤岗203、110.62 220085770.0009 9.03 130.00 15.37 凤岗马坳108.27 220050860.0008 5.13 支管塘角五迎路口8.03 80074380.0010 8.64 五迎路口xx一水厂2.14 50010540.0008 1.04 140.00 18.70 五迎路口xx二水厂5.89 50023290.0062 17.45 136.50 5.79 唐江太窝28.03 1400102500.0006 7.54 130.00 16.85 太窝南康水厂27.82 1400112280.0006 8.14 137.30 1.41 马坳赣州市二水厂32.10 14204、0063430.0008 6.12 129.00 5.12马坳赣州市三水厂76.17 2000114430.0007 9.45 124.00 6.79 赣州市三水厂赣州市新一水厂54.77 1800106000.0006 7.89 120.00 2.90 赣州市一水厂赣县梅林水厂11.77 90080460.0011 10.78 121.80 -9.68 赣县梅林水厂赣县洋塘水厂6.42 60024350.0028 8.28 134.00 -30.17 2）赣县梅林、洋塘水厂供水方案选择分析表8-6-3、表8-6-4可知：以上隧洞尺寸及管线管径能重力供水至除赣县梅林水厂、赣县洋塘水厂外的所有受205、水水厂，且能保证有一定富裕水头。对于赣县梅林水厂、赣县洋塘水厂有重力供水方案、加压供水方案工选择。重力供水方案为通过加大龙华唐江凤岗马坳赣州市三水厂赣州市新一水厂梅林水厂洋塘水厂管线管径来保证重力供水至梅林水厂、洋塘水厂。加大部分管径如下：唐江凤岗：DN2400，凤岗马坳：DN2400，马坳赣州市三水厂：DN2400，赣州市三水厂赣州市新一水厂：DN2000，赣州市一水厂赣县梅林水厂：DN1200，赣县梅林水厂赣县洋塘水厂：DN600。加压供水方案为在赣州市新一水厂建设加压泵站，原水通过加压后输送至赣县梅林水厂、赣县洋塘水厂。加压泵站流量为11.77万m3/d，扬程为33m。以下将采用最小费用206、法中的费用现值比较法进行方案比选，即在比较中计算出管道建设的总费用、运行电费，然后按照收益率8%的标准进行贴现，折算成现值进行比较，以选择最优方案，方案比选详见下表。表8-6-5 方案经济比较表方案 项目重力供水方案加压供水方案设计输水量(万m3/d)11.77141.6511.77141.65输水管道长度(km)38.93238.932输水管道工程投资(万元)21312.7617524.71水头损失(m)19.38m35.02运行电费(万元/a)48.25361.99工程投资+20年电费(贴现率i=8%)21312.7621078.75说明：比选含因方案变动而发生变化的所有管线，即龙华赣县洋207、塘水厂管段。运行电费按输送设计规模水量而克服管道阻力所需提升的净扬程计算。以上管径比较按照双管考虑。加压供水方案在贴现率为8%时，其现值比重力供水方案低。因此，采用加压输送方案，即在赣州市新一水厂建设赣县原水加压泵站，原水通过加压后输送至赣县梅林水厂、赣县洋塘水厂。加压泵站流量为11.77万m3/d，扬程为33m。3）确定隧洞尺寸、管线管径经方案比选，确定本工程各隧洞输水段采用的隧洞尺寸详见表8-6，各管线输水段的管线管径详见表8-7及图8-1。图8-1 系统图8.7 局部管线加压方式虽然本工程输水距离较长，规模大，但沿线仅需在赣州新一水厂设置一座加压泵站，以供距离较远、地势较高的赣县梅林水厂208、赣县洋塘水厂。目前泵站的加压形式主要有管道直接加压和调节水池加压两种方式，两种加压方式的特点如下。1）管道直接加压方式管道直接加压方式是将水泵的吸水管直接串联在上游来水管道上，直接进行加压的一种运行方式。该方式加压的优点为：可充分利用上游来水管道中的剩余压力，相应减少水泵所需提升的扬程，降低泵站运行费用；同时，由于不设调节水池，泵站占地面积小。采用此方式加压不足之处为是泵站系统的水量、压力发生变化时，水泵机组必须能够适应上游水压、流量的变化，一般需要水泵机组配备变频调速装置。2）调节池加压方式该方式为在泵站内设置一定容积的敞开式水池，上游来水全部进入水池中，水泵从水池吸水进行加压的一种运行方209、式。该方式加压的优点为由于泵站内设有一定容积的调节水池，可以对上游来水量的变化进行调节，运行管理方便。该方式加压的不足之处在于设置了调节水池，由于本工程规模大，所需调节池的容积也大，相应增加泵站的占地面积。3）加压方式的确定由于本工程输水规模大，输水距离长、运行电耗大，为降低运行中的能耗，应尽量避免系统中水头的浪费。如采用调节水池加压方式，按照水池进口处释放5m 富裕水头计算，设计输水量11.77万m3/d 时，每年增加运行电耗603.31万Kwh，年运行电费将增加361.99万元。如按照1.0小时送水流量设置调节水池，其容积较大，占地面积约1291m2，增加的征地费用约为10万元。由于本工程210、输送的为原水，其水量的变化主要为季节性水量变化，日水量变化较小，基本无需调节。采用管道直接加压方式在国内大型输水工程中已有较多应用，如山西万家寨引黄供水工程，通过选用合适的水泵，并配备变频调速装置，可有效调节水泵运行工况，适应上、下游水量、压力的变化。综上所述，如采用调节水池加压方式，不仅增加了运行电耗，同时增加了泵站的占地面积，因此，本工程加压方式确定为管道直接加压。8.8 新技术、新材料运用本工程新技术、新材料运用具体体现在以下几个方面：1）增设输水管线的测流、测压系统根据室外给水设计规范（GB50013-2006）第7.1.7 条规定，长距离输水工程应设测流、测压点，并根据需要设置遥测、211、遥讯、遥控系统。为保证输水管道的安全，按照规范并参照其它工程的经验，本工程在输水管线上增设一定数量的测流、测压设施，并将信号传输至调度室。2）管道直接串联加压泵站的应用为充分利用中途提升泵站处的剩余水头，提升泵站采用连续管道直接串联加压的运行方式，较传统的水池加泵站的设计方式，该方式不仅降低了水泵的扬程，而且节省了泵站的运行电费、减少了泵站的占地面积和工程投资。3）新型输水管材的运用传统的大口径输水管道的管材一般为钢管、球墨铸铁管、玻璃钢管，而PCCP 管是一种新型管材，利用钢套筒和预应力钢筋砼复合而成；同时，具有钢管和预应力钢筋砼管的优点，可以承受较高的工作压力和外部荷载，承插接口为钢制，加212、工精度较高，密封性能好，管道渗漏小，施工简单，防腐性能较好，使用寿命长。到目前为止，尚无预应力钢筒混凝土管出现爆管事故的报导，显示出了该管材的供水可靠性和若干优越的特性，为长距离输水创造了有利条件。4）PCCP管接口新型防腐材料的运用按照预应力钢筒混凝土管（GB/T 19685-2005）标准，其钢制承插接口的保护一般为内外填充水泥砂浆。本工程在软土地基段，承插接口的保护采用承插口内侧填充聚硫双组份密封膏，外防腐采用水泥砂浆填充。此做法不但可以解决管道钢制接口的防腐问题，同时保证管道接口为柔性连接，可充分利用管道自身柔性接口的可转动性来适应地基变形，以适应可能出现的地基不均匀沉降。9 工程总体213、设计9.1 设计参数1）取水点水文特征本工程取水水源为xx江水库营前水入库口(窑下)，取水点为营前水汇入口。据相关水文资料，xx江水库正常蓄水位198.40m，死水位183.00m，设计洪水位199.00m（黄海高程，下同），校核洪水位200.60m，46月汛限水位为196.5m。设计水位：输水隧洞进口设计水位取xx江水库死水位183.00m。2）设计规模及受水水厂设计进水位0表9-1-1 各段设计参数管线输水路段输水量（万m3/d）长度（m）水厂设计进水位(m)主干管窑下塘角冷水径150.00 15305塘角冷水径吉屋141.98 12731吉屋龙华141.98 4961130.00 龙华唐214、江141.65 3226127.00 唐江凤岗110.62 8577130.00 凤岗马坳108.27 5086支管塘角五迎路口8.03 7438五迎路口xx一水厂2.14 1054140.00 五迎路口xx二水厂5.89 2329136.50 唐江太窝28.03 10250130.00 太窝南康水厂27.82 11228137.30 马坳赣州市二水厂32.10 6343129.00 马坳赣州市三水厂76.17 11443124.00 赣州市三水厂赣州市新一水厂54.77 10600120.00 赣州市一水厂赣县梅林水厂11.77 8046121.80 赣县梅林水厂赣县洋塘水厂6.42 243215、5134.00 9.2 输水线路水力计算9.2.1 输水隧洞水力计算1）计算公式详见8.8.12）计算成果表9-2-1 输水隧洞主要水力参数表隧洞输水段输水量（万m3/d）过水断面尺寸（BH）长度（m）坡度i水头损失（m）水深(mm)底宽（mm）墙高（mm）窑下塘角冷水径150.00 32002900153050.000712.122900塘角冷水径吉屋141.98 32002900127310.00069.0129009.2.2 输水管线水力计算1）计算公式详见8.8.12）计算成果表9-2-2 输水管线主要水力参数表管线输水路段输水量（万m3/d）管径DN(mm)长度（m）坡度i水损（m）216、水厂设计进水位(m)富裕水头(m)主干管窑下塘角冷水径150.00 1530512.12 塘角冷水径吉屋141.98 127319.01 吉屋龙华141.98 260049610.0006 3.56 130.00 26.70 龙华唐江141.65 260032260.0006 2.31 127.00 27.39 唐江凤岗110.62 220085770.0009 9.03 130.00 15.37 凤岗马坳108.27 220050860.0008 5.13 支管塘角五迎路口8.03 80074380.0010 8.64 五迎路口xx一水厂2.14 50010540.0008 1.04 140217、.00 18.70 五迎路口xx二水厂5.89 50023290.0062 17.45 136.50 5.79 唐江太窝28.03 1400102500.0006 7.54 130.00 16.85 太窝南康水厂27.82 1400112280.0006 8.14 137.30 1.41 马坳赣州市二水厂32.10 140063430.0008 6.12 129.00 5.12马坳赣州市三水厂76.17 2000114430.0007 9.45 124.00 6.79 赣州市三水厂赣州市新一水厂54.77 1800106000.0006 7.89 120.00 2.90 赣州市一水厂赣县梅林水218、厂11.77 90080460.0011 10.78 121.80 -9.68 赣县梅林水厂赣县洋塘水厂6.42 60024350.0028 8.28 134.00 -30.17 9.3 工艺设计9.3.1 取水岸塔设计xx江水库正常蓄水位198.40m（黄海高程，下同），死水位183.00m，设计洪水位199.00m，校核洪水位200.60m，46月汛限水位为196.5m。取水岸塔设置在营前水与xx江水库汇合处，迎水面分为上中下三层取水窗口，每层设4个进水口，下层进水口顶高程183.00m，中层进水口顶高程189.00m上层进水口顶高程199.00m。进水间设格栅和格网，进水口后连接洞径3.219、24.5m的圆拱直墙形隧洞。取水岸塔的布置详见设计图纸。9.3.2 输水隧洞设计1）输水隧洞断面设计（1）断面设计要求年设计流量为17.36m3/s。通过设计流量时，明流隧洞内水面以上空间不小于隧洞断面面积的15%，且高度不小于400mm。采用有轨梭式矿车开挖，有轨电动装岩机装渣。考虑施工用风、水、电等管线布置因素。（2）断面设计输水隧洞断面内轮廓设计中充分考虑尽可能使衬砌圆顺、减少应力集中、受力合理以提高隧洞开挖后的整体稳定及施工安全。控制断面尺寸的要素有两个，水力要素和机械要素。经水力计算隧洞断面内轮廓尺寸为3.2m4.5m，1800圆拱直墙形隧洞。机械化施工最小断面机械化施工最小断面主要220、因素为施工机械及施工通风，为此根据正装后卸式有轨电动装岩机装渣宽度及有轨梭式矿车宽度拟定机械施工最小断面。其高宽取值如下：宽度B=装岩机工作宽度（1.7m）+2行人、高压风、水管及余宽（0.6m），取2.9m。高度H=有轨梭式矿车工作高度（1.65m）+通风管（900mm）+通风管悬挂（0.15m）+余高（0.3m）+轨高（0.1m），取3.1m。综上几个方面，同时考虑衬砌砖模板台车（架）的空间，采用圆拱直墙形断面形式，内轮廓净宽2.9m，净高3.1m，错车断面尺寸净空为3.8m3.1m，机械化施工最小断面详见附图。隧洞断面尺寸水力计算隧洞断面尺寸大于最小机械化施工断面，所以隧洞断面内轮廓尺寸221、为3.2m4.5m，1800圆拱直墙形隧洞。错车断面尺寸净空为3.8m4.5m。2）隧洞衬砌设计全线布置输水隧洞共6条，总长度为25.15Km，占输水主干管长度的50.4%。均按无压隧洞设计，圆拱直墙形断面。隧洞净宽3.2m，纵坡0.00060.007，单条隧洞最长18.03Km，采用钻爆法施工。输水隧洞全线岩性为凝灰质砂岩夹板岩、加里东期花岗岩、燕山花岗岩、寒武系变质砂岩。洞身以稳定基本稳定围岩为主，隧洞经类围岩比例为85%，类围岩比例为9%，、类围岩比例为6%。隧洞衬砌结构设计采用新奥法原理并结合工程类比法进行设计，按照围岩地质条件和过流断面糙率要求，分别采用不同衬砌结构形式：类围岩段采用222、侧墙和底板10cm厚C20喷混凝土、顶拱不衬砌（局部喷混凝土）型式；类围岩段采用侧墙和底板10cm厚C20喷混凝土、顶拱8cm厚C20喷混凝土，并作固结灌浆处理；、类围岩围岩采用全断面50cm厚钢筋混凝土衬砌形式，并作固结灌浆处理和回填灌浆处理。回填灌浆孔在顶拱中心1200范围内，深入围岩50cm，孔距和排距均为3m，梅花型布置，灌浆压力0.2MPa。固结灌浆孔深入围岩3.0m，排距3m，每排12孔，沿洞周均匀布置，排与排之间梅花型布置，灌浆压力0.4MPa。3）施工支洞布置及断面尺寸支洞的布置要根据隧洞长度、工期、施工组织、工程地质及环境影响等条件综合考虑，本工程共布置了9个支洞（含两个竖井223、），支洞总长度为1.932km。支洞采用单车道加错车道有轨运输方式，考虑风、水、电管路布置及施工要求、设备技术条件以及工作环境等因素，斜支洞断面尺寸拟定为2.9m3.1m圆拱直墙形断面，错车道断面尺寸拟定为4.375m3.1m圆拱直墙形断面，其内轮廓尺寸详见附图。4）施工支洞（1）支洞衬砌支洞均采用混凝土衬砌，衬砌做法同主隧洞。（2）支洞封堵施工完成后，支洞与主隧洞相交地段5m范围采用混凝土回填，回填高度的主隧洞水面以上0.5m，回填顶面设3%的排水坡，正洞衬砌处设泄水孔，间距1.0m，以利排水；支洞口采用M7.5浆砌片石封堵，厚3m，其余地段利用弃渣进行回填。9.3.3 管线设计1）管材、管224、径输水管线自窑下取水岸塔接出后，按8.5节中所述走向敷设至各受水厂水厂，经水力计算，各段输水管管长、线管径详见表9-4：表9-3-1 输水管段管长、管径管线输水段管径DN(mm)长度(m)管线输水段管径DN(mm)长度(m)窑下塘角26002710太窝南康水厂140011228塘角吉屋2600176马坳赣州市二水厂14006343吉屋龙华26004961马坳赣州市三水厂200011443龙华唐江26003226赣州市三水厂赣州市新一水厂180010600唐江凤岗22008577赣州市一水厂赣县梅林水厂10008046凤岗马坳22005086赣县梅林水厂赣县洋塘水厂7002435塘角冷水径五迎路225、口8007438龙华水厂2001000五迎路口xx一水厂5001054唐江水厂4002500五迎路口xx二水厂5002329凤岗水厂4001000唐江太窝140010250太窝水厂2001000管材采用预应力钢筒砼管（PCCP），工作压力为1.0MPa，穿越河流处采用钢管（SP）。2）管顶覆土DN2600、DN2200、DN2000 管道设计平均覆土深度采用1.2m；DN1800、DN1400管道设计平均覆土深度采用1.0m；DN900、DN800、DN600、DN500、DN400、DN200管道设计平均覆土深度采用0.8m。3）管道连接PCCP 管的承插接口分为单胶圈和双胶圈接口两种，考虑226、到采用双胶圈可在管道安装后即刻进行进行接口处的严密性试验，比单胶圈接口增加了一道现场试压过程，提高了管道的安装质量，所以本工程PCCP 管的承插接口采用双胶圈接口。钢管连接采用焊接。5）钢管防腐及保护（1）外防腐沉管及围堰施工的倒虹吸钢管采用环氧煤沥青特加强级防腐，做法为四油二布；顶管施工的钢管采用环氧玻璃鳞片，涂层厚度0.3mm。（2）内防腐穿越段钢管钢管内壁防腐采用涂刷饮用水环氧涂料，做法为两底两面。（3）钢管保护本工程在管道穿越河流、道路、铁路等障碍处采用钢管，钢管电化学保护采用牺牲阳极法。6）附属设施设计（1）连通管阀门井根据水力计算，为满足事故水量的输送，需在输水主干管沿线分别在N2227、600、DN2200管段设置2处预留连通管，每处连通管需设置3 座阀门井，全线需6座阀门井；马坳至赣州市二水厂DN1400管段设置1处预留连通管，共需3座阀门井；马坳至赣州三水厂DN2000管段设置1处预留连通管，共需3座阀门井；赣州市三水厂至赣州市新一水厂DN1800管段设置1处预留连通管，共需3座阀门井；新一水厂至赣县梅林水厂DN900管段设置1处预留连通管，共需3座阀门井；唐江至南康水厂DN1400管段设置2处预留连通管，共需6座阀门井；塘角冷水经至xx县二水厂DN500管段设置1处预留连通管，共需3座阀门井；共计27座连接管阀门井。（2）检修阀门井除连通管阀门井兼作事故检修阀门，另在输228、水干管DN2600、DN2200处设置4座检修阀门井，分水管道DN1400、DN2000、DN1800、DN900、DN900、DN600、DN1400、D500处设置8座检修阀门井，并在穿越龙华江、xx江和章江处的两侧设置检修阀门，计6 座。.阀门井内设置阀门，并在阀门与输水管线连接处设伸缩器。（3）空气阀井结合地形图，在管线上设置空气阀。通过分析，得出本工程在DN2600、DN2200mm、DN2000mm、DN1800mm、DN1400mm、DN900mm、DN800mm、DN600mm、DN500mm管道应设置各种类型的空气阀共计102台，具体如下：DN2600 输水管线33台，DN2229、200 输水管线10 台， DN2000输水管线11台，DN1800输水管线10台，DN1400输水管线19台，DN900输水管线7台，DN800输水管线6 台，DN600输水管线3台，DN500输水管线3台。（4）排泥放空阀井为排除管道中的积泥和在管道出现事故时放空管内积水，在输水管道由排水条件的适当位置设有排泥放空阀。放空阀共计98台，具体如下：DN2600 输水管线37台， DN2200 输水管线9 台， DN2000输水管线10台，DN1800输水管线9台，DN1400输水管线18台，DN900输水管线6台，DN800输水管线5 台，DN600输水管线2台，DN500输水管线2台。7）230、流量调节阀井为调节各水流量，在各水厂内各设置流量调节阀12台。9.3.4 赣县分水泵站赣县分水泵站位于赣州市新一水厂，该泵站作用主要是分水和加压，将来水加压后分配给赣县梅林水厂及赣县洋塘水厂，泵站流量为11.77万m3/d，扬程为33m。泵站土建一次性建成，水泵分近、远期两次安装。近期安装4台350S44A（Q=1131m3/h，H=37m，P=131kw）型水泵，三用一备；远期再增设一台相同型号的水泵，四用一备。泵站由分水加压泵房、110KV 变电站及相关的辅助办公设施组成，总占地面积5885m2，约合8.82亩。9.4 建筑设计本工程主要建筑物为取水岸塔和赣县分水泵站，赣县分水泵站位于赣州231、市新一水厂内，建筑设计思想、风格和赣州市新一水厂要协调。以下主要就取水岸塔建筑设计进行论述。1）设计思想 可持续发展的生态设计观 在分析现有地形地貌的基础上，在自然中寻找逻辑性，设计出简洁的、具有时代精神的建筑形式；充分考虑周围的地形环境和天然地貌，创造出满足生态需求的可持续发展的高品位环境，营建 21世纪的“绿色生态厂区” 。 以人为本的总体指导思想 从建设单位需求出发，进行人性化的设计，体现“以人为本”的设计理念，使人与自然和谐统一，实现社会效益、环境效益和经济效益的有机结合。建筑布局及各种配套设施的安排充分考虑人的因素，使人能够在工作之余感到舒适、安全，身心得到最大程度的放松，满足使用者232、生理及心理上的需求。2）设计方案取水岸塔建筑方案，在构思中着力创建一个有标志性意义的工业建筑，使之既与周围环境有机融合，又有强烈的时代特征。以“飘浮的船”作为方案的总体构思，力图创作一个从形态到材料均能反映时代需求和使用空间，并充分协调赣南景观的地标性建筑。方案以不同体量的穿插和色彩的强烈对比，来表达自来水厂应有的洁净、有序的特性，希望以动感的造型，塑造出本方案所表达的勇往进取的企业形象。 方案同时十分注重节能环保材料的采用，以白、蓝色外墙涂料和 LOW-E节能玻璃窗作为整个方案的选材标准，造型设计上也考虑了避免采用大面积的玻璃窗，只在泵站操作平台 4m高度采取开设窗扇的设计，既满足了平时通风233、采光要求，也人性化地以宜人的尺度方便工作人员开关窗扇，同时，在岸塔外设置了外廊，构筑着室内外有机自然的联系，人可以站在其上达到心理的通畅，呼吸着自然的空气，使之成为观赏xx江水库景色的绝佳平台。3）总平面设计取水岸塔用地呈近似的长方形，位于环境优美的营前水汇入口对岸。建筑设计主要以现代风格为主题，构成一个使用方便、环境优雅、建筑造型丰富生动的建筑群体。 4） 建筑单体设计取水岸塔、赣县分水泵站单体建筑面积按 城市给水工程项目建设标准（建标1994574号）确定。因站区各附属建筑体量小而杂，为了更好地进行建筑空间环境设计，尽可能减少占地，争取更大的绿化面积，所以将性质类似，联系较紧密的附属建筑包234、括办公管理、化验室、单身宿舍及食堂餐厅等合并为一个体量适当的综合楼。综合楼是站区内最重要的建筑物，共三层，设有两部疏散楼梯，立面构思借鉴后现代主义的风格，并配以装饰性花饰点缀，底层采用拱形窗，突出主入口，站区内的其它建筑物与综合楼的建筑风格相统一。5）道路及绿化分水泵站主干道宽7米，成环状布置，人行道宽 2.5米，道路系统能满足防火及运输要求，车行路采用混凝土路面。 站区主干道两侧植行道树，大面积绿地植草皮，适当配以树篱，主要入口设有花坛、水池花架、雕塑等建筑小品，突出景观重点，使整个站区园林化，绿化面积达到规范标准。 6）建筑装修标准泵站建筑装修标准，参照国家标准城镇给水厂附属建筑和附属设备235、设计标准CJJ41-91。建筑外装修为浅色调高级涂料，门窗采用双层断热铝合金门窗，室内装修亦以规范及使用需要为设计依据。7）建筑及防火 取水泵站及分水泵站建筑物防火均严格按照国家标准 建筑设计防火规范 （GB50016-2006）进行设计。厂区内建筑物均为二级耐火等级，互相之间有足够的防火间距，各单体建筑设计也均按照国标建筑设计防火规范（GB50016-2006）进行设计。9.5 结构设计9.5.1 概述本工程包括取水岸塔、输水隧洞（32004500）及其附属设施、输水管道（DN2600、DN2400、DN2200、DN2000、DN1800、DN1400、DN1200、DN1000、DN90236、0、DN600、DN500近期均为单管，远期双管并行）及管道附属设施，其中管道需穿越龙华江、xx江、贡江、赣粤高速公路、下蓉高速公路、京九铁路、赣龙铁路等。9.5.2 设计标准及安全等级本工程建(构)筑物的设计使用年限为50 年，根据水利部门的有关规定，取水头部、取水泵站等取水构（建）筑物结构的安全等级为一级，其余构（建）筑物结构的安全等级为二级。本地区抗震设防烈度有6 度区，根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）、室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范（GB50032-2003）等的规定，本工程设计中对输水管道、取水岸塔泵站及分水泵站等重要的构（建）筑物，其抗震设防类别确定为丙类。237、9.5.3 设计参数1）抗震设防烈度：本地区抗震设防烈度均为6 度，设计基本地震加速度值为0.05g。设计地震分组均为第一组。2）本地区基本风压Wk=0.30KN/m2，无冰冻。9.5.4 材料要求及抗裂防水作法1）材料要求本工程主要建(构)筑物有取水岸塔、输水隧洞、输水管线和赣县分水泵站.（1）构筑物混凝土混凝土强度等级C30，抗渗等级S6，最大水灰比0.50，最小水泥用量300kg/ m3，最大氯离子含量0.2%。其碱含量最大限值应符合混凝土碱含量限值标准CECS53的规定。根据当地的气温条件，混凝土可不作抗冻要求。各构筑物底板下均设C15素混凝土垫层，厚度100mm。钢筋采用HPB235238、级、HRB335级、HRB400级。钢筋的混凝土保护层厚度按照GB50069-2002的要求设置。（2）建筑物本工程主要建筑物混凝土强度等级采用C30，最大水灰比0.55，最小水泥用量275 kg/m3，最大氯离子含量0.3%，附属建筑物混凝土强度等级C25，最大水灰比0.65，最小水泥用量225 kg/ m3，最大氯离子含量1.0%。各建筑物基础下均设C15 素混凝土垫层，厚度100mm。主要钢筋采用HPB235 级、HRB335 级、HRB400 级。钢筋的混凝土保护层厚度按照GB50010-2002 的要求设置。（3）管道穿越部分采用钢管，管材Q235、Q345。2）构筑物防水措施根据G239、B50069-2002 等有关规范的要求，当构筑物混凝土达到抗渗要求时，一般可不采取其他抗渗措施。本工程设计中各构筑物采用钢筋混凝土自身抗渗防水。通过控制混凝土的水泥掺量、控制水灰比、塌落度及缓凝时间等措施加强混凝土密实度，减少混凝土收缩。在此基础上，对于分缝区段较长或施工期暴露时间较长的部分通过掺加适量的高效抗裂防水剂和设置加强带、后浇带等措施控制混凝土的温度收缩变形和增强池体的防渗性能。3）构筑物抗裂措施根据规范要求，各构筑物的伸缩缝间距一般控制如下：当地基类别为岩基时，露天构筑物不大于15 米，有保温或地下构筑物不大于20 米；当地基类别为土基时，露天构筑物不大于20 米；有保温或地下构240、筑物不大于30 米。部分单体设缝区段略有超长时，采用掺加高效抗裂防水剂和设置加强带或后浇带控制混凝土的收缩开裂。4）抗震设计本地区抗震设防烈度为6 度区（设计基本地震加速度0.05g），设计地震分组为第一组。本工程各建（构）筑物以及管道抗震设计中，遵守有关抗震规范的设计原则，采用抗震性能较好的结构体系和布置形式，避免对抗震不利的结构平、立面布置形式。对于结构高度、刚度差异较大的和不同的结构体系之间，尽量采用抗震缝进行分隔。并严格按照各有关规范的规定进行抗震计算和抗震构造措施处理，确保结构抗震的可靠性。根据现行建筑工程抗震设防分类标准（GB50223-2008）、室外给水排水和燃气热力工程抗震设241、计规范（GB50032-2003）的有关规定，对于保证本供水工程正常运行起重要作用的建（构）筑物，如输水管线、取水泵站、分水泵站等，其抗震设防类别确定为丙类。乙类建筑即按照本地区抗震设防烈度进行抗震计算，按照提高一度采取抗震构造措施。其余建筑物和构筑物均按照丙类设计，即按照本地区抗震设防烈度设防。9.5.5 工程地质、地貌本工程设计依据赣州市水利电力勘察设计研究院提供的赣州市中心城区饮用水(xx引水)工程可研报告工程地质勘查报告（2011年6月）。1）地形、地貌简介工程区地形总体西高东低，从xx江水库窑下取水口梅水龙华牛石村段，属中低山构造侵蚀剥蚀地貌为主，局部为山间小盆地冲积堆积地貌，从龙华242、牛石村唐江赣州市、南康市段主要为丘陵岗埠和河谷冲积堆积地貌。管线沿途主要有赣丰公路及森林铁路，地形起伏较大，沿路面高程一般为220110m。区内水系较发育，较大河流有xx江、龙华江和章水，小支流较发育，河道弯曲。管道沿线一般山坡较平缓，部分山坡较陡，沿线大部分山坡较稳定，较大的滑坡及崩塌等不良物理地质现象总体不发育。2）地基土工程地质特征各岩土层分层情况及各土层工程特征从上而下依次为：工程区地表一般覆盖有第四系全新统堆积物，下伏基岩有白垩系沉积碎屑岩、石炭系灰岩夹砂岩、泥盆系砂岩夹板岩、奥陶系变质砂岩及板岩、寒武系变质砂岩及板岩和燕山期、加里东期侵入的花岗岩。现按地层岩性由新至老简述如下：（1243、）人工填土层（Qr）层人工填土（Qr）主要为路基填土，以素填土为主，部分为杂填土。杂填土（-1），主要由岩石碎块、全强风化料、碎石土、粘土、粉质壤土、砂壤土、中粗砂及少量工业建筑垃圾组成，其厚度及性状较不均一，一般呈稍密状，部分结构较松散或中密密实状，厚度变化大。素填土（-2），主要由粘土、粉质壤土、砂壤土及中粗砂组成，其厚度及性状较不均一，一般呈可塑或稍密状，厚度变化大。（2）第四系冲积层（Q3-4al）层砂壤土：主要分布在河流阶地、山坡冲沟上部，分布广泛，灰黄灰色，结构松散稍密状，局部中密状，稍湿湿，厚度一般为0.53.0m，分布不均匀，部分地段粉粘粒含量增高呈粉质壤土状。层（含砾）中粗砂244、：主要分布在河流阶地、山坡冲沟下部和河床上部，分布较广泛，灰黄浅黄色，结构松散稍密状，局部中密状，稍湿湿，部分含泥质，厚度一般为0.53.0m，厚度分布不均匀，部分地段含砾石1030%左右，部分地段相变为砾砂或中细砂状。层砂卵砾石：主要分布在河流阶地、山坡冲沟下部和河床下部，浅黄色黄色，一般稍密松散状，部分中密密实状，砾卵石含量一般为2050%左右，粒径550mm，部分可达60mm以上，砾卵石之间主要由中粗砂充填，部分含泥质，厚度一般为1.03.0m，分布不均匀。（3）第四系坡残积层（Q4el-dl）层含砂（砾）粘土：主要分布在低丘岗地山坡上，棕红、棕黄色，干燥稍湿，硬可塑状，部分相变为粉质粘245、土或粘土，厚度一般为1.03.0m，分布不均匀，部分地段含砾石1030%左右，呈含砾粘土状，局部碎砾含量高则呈粘土质砂砾状。（4）白垩系沉积碎屑岩（K1-2）（-1层）白垩系地层：主要分布于龙华以下的引水管线区，部分地段直接裸露地表，岩性为紫红色、灰红色、浅灰灰褐色砾岩、砂砾岩、粉细砂岩、泥质粉砂岩夹泥岩，一般呈厚巨厚层状，主要由铁钙质、泥质及砂砾胶结而成，为软质岩。-1层全风化层呈粉细砂土或砂砾土状，结构较松散稍密状，部分呈中密状，厚度变化较大；-1层强风化层岩体呈块状，结构较致密，强度较低，由上往下性状逐渐变好，厚度变化大；-1层弱风化层岩质较坚硬，岩体完整性较好，强度稍高，厚度较大；-1246、层微风化层岩质坚硬性脆，岩体完整性好，强度较高，厚度大。（5）石炭系生物碎屑岩（C1）（-2层）石炭系地层：主要分布于xx江水库库区窑下附近的引水管线区，局部地段直接裸露地表，岩性为浅灰白灰褐色灰岩夹砂岩页岩，一般呈厚巨厚层状，为中硬岩。-2层强风化层岩体呈块状，结构较致密，强度稍高，由上往下性状逐渐变好，厚度较小；-2层弱风化层岩质坚硬，岩体完整性较好，强度较高，厚度较大；-2层微风化层岩质坚硬，岩体完整性好，强度高，厚度大。（6）泥盆系沉积浅变质岩（D2-3）（-3层）泥盆系地层：主要分布于窑下梅水一带，岩性为浅灰红浅灰白色、灰青灰色粉细砂岩、凝灰质砂岩夹板岩，一般呈中薄中厚层状，为中硬岩247、。-3层全风化层呈粉细砂土，结构较松散稍密状，厚度变化较大；-3层强风化层岩体呈块状及碎块状，结构较致密，强度较低，由上往下性状逐渐变好，厚度变化大；-3层弱风化层岩质较坚硬，岩体完整性一般，强度较高，厚度较大；-3层微风化层岩质坚硬性脆，岩体完整性较好，强度较高，厚度大。（7）奥陶系变质岩（O1）（-4层）奥陶系地层：主要分布于窑下附近一带，岩性为浅灰青灰色变质砂岩和砂硅质板岩，一般呈中薄中厚层状，为中硬岩。-4层全风化层呈粉细砂土，结构较松散稍密状，厚度变化较大；-4层强风化层岩体呈块状及碎块状，结构较致密，强度较低，由上往下性状逐渐变好，厚度变化大；-4层弱风化层岩质较坚硬，岩体完整性一248、般，强度较高，厚度较大；-4层微风化层岩质坚硬性脆，岩体完整性较好，强度较高，厚度大。（8）寒武系变质岩（1-3）（-5层）寒武系地层：主要分布于梅水龙华一带，岩性为灰青灰色变质砂岩和砂质、硅质、炭质板岩，一般呈中薄中厚层状，为中硬岩。-5层全风化层呈粉细砂土，结构较松散稍密状，厚度变化较大；-5层强风化层岩体呈块状及碎块状，结构较致密，强度较低，由上往下性状逐渐变好，厚度变化大；-5层弱风化层岩质较坚硬，岩体完整性一般，强度较高，厚度较大；-5层微风化层岩质坚硬性脆，岩体完整性较好，强度较高，厚度大。（9）加里东期岩浆岩（3）（-6层）加里东期地层：分布在月形梅水圩一带大部分地段，岩性为黑云249、母及二长花岗岩，中粗粒似斑状结构，块状构造，一般呈灰白、浅肉红色，为坚硬岩。-6层全风化层呈砂砾土状，结构较松散稍密状，风化厚度大；-6层强风化层岩体呈块状及碎块状，结构较致密，强度稍高，由上往下性状逐渐变好，厚度变化较大；-6层弱风化层岩质坚硬，岩体完整性较好，强度较高，厚度较大；-6层微风化层岩质坚硬新鲜，岩体完整性好，强度高，厚度大。（10）燕山期岩浆岩（5）（-7层）燕山期地层：分布在月形梅水之间的部分地段，岩性为黑云母及二长花岗岩，中粗粒似斑状结构，块状构造，一般呈灰白、浅肉红色，为坚硬岩。-7层全风化层呈砂砾土状，结构较松散稍密状，风化厚度大；-7层强风化层岩体呈块状及碎块状，结构250、较致密，强度稍高，由上往下性状逐渐变好，厚度变化较大；-7层弱风化层岩质坚硬，岩体完整性较好，强度较高，厚度较大；-7层微风化层岩质坚硬新鲜，岩体完整性好，强度高，厚度大。3）管线区各岩土层物理力学指标参数建议值表9-5-1 管线区各岩土层物理学指标参数建议值表岩土名称物理力学参数人工填土（Qr）砂壤土（Q3-4al）(含砾)中粗砂（Q3-4al）砂卵砾石（Q3-4al） 含砂（砾）粘土（Qel-dl）全风化层强风化层弱风化层天然容重(KN/m3)17.519.019.019.518.018.518.519.519.319.819.021.02324.52526干容重(KN/m3)15.015251、.515.516.0饱和容重(KN/m3)19.52020.020.5内摩擦角()15201822242830341620凝聚力C(KPa)51081200.500.51418渗透系数K(cm/s)（25）10-4（58）10-3（58）10-2（25）10-5允许水力坡降J0.300.350.100.150.150.200.400.45土(岩)砼摩擦系数0.250.300.400.450.450.500.250.350.300.400.400.500.500.60承载力特征值ak8010010013011015018025013016020030050080010002000临时边坡允许坡比252、1:1.41.81:1.41.81:1.52.01:1.31.71:1.01.41:0.81.21:0.50.81:0.20.54）隧洞围岩类别综合分类管线区隧洞段隧洞围岩地层岩性有白垩系沉积碎屑岩、石炭系灰岩夹砂岩、泥盆系砂岩夹板岩、奥陶系变质砂岩及板岩、寒武系变质砂岩及板岩和燕山期、加里东期侵入的花岗岩。根据围岩野外特征及性状，同时结合本地区同类工程经验，隧洞区围岩类别综合评定分类如下：（1）白垩系沉积碎屑岩（K1-2）-1层全风化岩体围岩类别为类，-1层强风化岩体围岩类别为类，-1层弱风化岩体围岩类别为类，-1层微风化岩体围岩类别为类。（2）石炭系生物碎屑岩（C1）-2层强风化岩体围岩类253、别为类，-2层弱风化岩体围岩类别为类，-2层微风化岩体围岩类别为类。（3）泥盆系沉积浅变质岩（D2-3）-3层全风化岩体围岩类别为类，-3层强风化岩体围岩类别为类，-3层弱风化岩体围岩类别为类，-3层微风化岩体围岩类别为类。（4）奥陶系变质岩（O1）-4层全风化岩体围岩类别为类，-4层强风化岩体围岩类别为类，-4层弱风化岩体围岩类别为类，-4层微风化岩体围岩类别为类。（5）寒武系变质岩（1-3）-5层全风化岩体围岩类别为类，-5层强风化岩体围岩类别为类，-5层弱风化岩体围岩类别为类，-5层微风化岩体围岩类别为类。（6）加里东期岩浆岩（3）-6层全风化岩体围岩类别为类，-6层强风化岩体围岩类别为254、类，-6层弱风化岩体围岩类别为类，-6层微风化岩体围岩类别为类。（7）燕山期岩浆岩（5）-7层全风化岩体围岩类别为类，-7层强风化岩体围岩类别为类，-7层弱风化岩体围岩类别为类，-7层微风化岩体围岩类别为类。5）围岩物理学指标建议值按照设计要求及供水工程特点，隧洞均按无压洞考虑，围岩物理力学指标建议值如下：II类岩体：=25.526.5KN/m3，=4143，C=1.82.5MPa， E=1216GPa，=0.180.22，K0=1618MPa/cm，f=610。III类岩体：=23.524.5KN/m3，=3638，C=0.51.0MPa， E=68GPa，=0.240.28，K0=610M255、Pa/cm，f=36。类岩体：=21.522.5KN/m3，=3133，C=0.10.25MPa，E=0.62GPa，=0.300.35，K0=23MPa/cm，f=13。V类岩体：=19.520.5KN/m3，=2228，C=0.0050.015MPa，E=0.10.3GPa，=0.40.6，K0=0.30.8MPa/cm，f=0.51。9.5.6 水文地质及地震效应1）地下水类型工程区内地下水主要有第四系松散堆积层中的孔隙潜水和基岩裂隙水两种类型。前者主要埋藏于第四系冲积层中，含水量较丰富，靠大气降水和地表水补给，排泄于沟谷及河床；后者主要埋藏于基岩裂隙和构造带中，含水量一般较贫乏，靠大气256、降水补给，部分由孔隙潜水补给，排泄于沟谷及河床。2）基岩的透水性xx江窑下龙华乡牛石村段引水管线区内主要分布有燕山期和加里东期花岗岩、寒武系变质岩、泥盆系沉积浅变质岩，风化大部分较剧烈，全强风化层厚度变化大，节理裂隙发育，裂隙面呈闭合张开状，全强风化岩体完整性差，透水性较强，往下部风化减弱，透水性也随之减弱。龙华乡牛石村赣州市、南康市段引水管线区内主要分布砾岩、砂砾岩、粉细砂岩、泥质粉砂岩夹泥岩，一般呈厚巨厚层状，主要由铁钙质、泥质及砂砾胶结而成，风化剧烈，全强风化层厚度较大，但由于岩体节理裂隙不发育，岩体透水性总体微弱。3）环境水水化学特征与侵蚀性评价供水水源地xx江水库（陡水湖）库水为无色257、无味、无臭、透明；工程管线区内规模较大的河流主要有油石河、龙华江、xx江及章江，河水均较浑浊。勘测期间在xx江水库取库水、油石河、龙华江、xx江及章江各取水样进行了水质简项分析。根据水质分析成果，对照环境水腐蚀性判别标准，环境水的腐蚀性评价如下：（1）环境水对砼的腐蚀性根据环境水对砼的腐蚀性判别标准表对照分析可知：xx江水库库水对砼仅具有重碳酸型中等腐蚀性；油石河河水、龙华江河水对砼具有重碳酸型中等腐蚀性和一般酸性型弱腐蚀性；xx江河水、章江河水对砼仅具有重碳酸型弱腐蚀性。（2）环境水对钢筋砼结构中钢筋的腐蚀性根据环境水对钢筋砼结构中钢筋的腐蚀性判别标准表对照分析可知：xx江水库库水、油石河258、河水、龙华江河水、xx江河水、章江河水对钢筋砼结构中钢筋均无腐蚀性。（3）环境水对钢结构的腐蚀性根据环境水对钢结构的腐蚀性判别标准表）对照分析可知：xx江水库库水、油石河河水、龙华江河水、xx江河水、章江河水对钢结构均具有弱腐蚀性。4）地质构造与地震工程区地质构造上处于华南褶皱系赣中南褶隆区、赣西南拗陷带大湖山芙蓉山隆断束及信丰于都拗褶断束地质构造单元内。区内断裂构造主要以北北东向压扭性断裂为主，次为北西向断裂，较大的有断裂有二十条左右，主要分布于xx江水库龙华吉屋一带寒武泥盆系地层及燕山期、加里东期花岗岩岩体中。据区域地质资料，工程区无活动性断裂通过，区域构造相对稳定。据中国地震动参数区划图259、（GB183062001）的界定，工程区地震动峰值加速度小于0.05g，相应地震烈度小于6度。9.5.7 输水隧洞本工程隧洞主要包括长约25.15km 的输水隧洞以及总计长约1.77km的支洞。输水隧洞全线岩性为凝灰质砂岩夹板岩、加里东期花岗岩、燕山花岗岩、寒武记变质砂岩。洞身以稳定基本稳定围岩为主，隧洞经类围岩比例为85%，类围岩比例为9%，、类围岩比例为6%。按照围岩地质条件和过流断面糙率要求，分别采用不同衬砌结构形式。类围岩段采用侧墙和底板10cm厚C20喷混凝土、顶拱不衬砌（局部喷混凝土）型式；类围岩段采用侧墙和底板10cm厚C20混凝土、顶拱8cm厚C20喷混凝土，并作固结灌浆处理；260、类围岩围岩采用全断面50cm厚钢筋混凝土衬砌形式，并作固结灌浆处理和回填灌浆处理。回填灌浆孔在顶拱中心1200范围内，深入围岩50cm，孔距和排距均为3m，梅花型布置，灌浆压力0.2MPa。固结灌浆孔深入围岩3.0m，排距3m，每排12孔，沿洞周均匀布置，排与排之间梅花型布置，灌浆压力0.4MPa。9.5.8 输水管线1）管材、管径及钢管的壁厚本工程管线总计长191.804km（远期）的输水管。主干管管径为DN2600、DN2200，分配支管的管径有DN2000、DN1800、DN1400、DN900、DN800、DN600、DN500。干管和各支管均为双管敷设，以上长度均为单管长度。管材采261、用PCCP 管、钢管、球墨铸铁管三种，钢管主要用于穿越部分。DN2600、DN2000、DN1400钢管的壁厚分别为24mm、18mm、12mm。PCCP 管的壁厚及配筋等见下表：表9-5-2 PCCP管结构计算成果表序号管径（mm）工作压力（MPa）试验压力（MPa）覆土深度（M）管芯砼强度（MPa）管芯壁厚（mm）钢丝直径（mm）缠丝层数（n）1DN26001.01.32.0C50165512DN22001.01.32.0C50140513DN20001.01.32.0C50125514DN18001.01.32.0C50115515DN14001.01.32.0C50100516DN90262、01.01.32.0C5060517DN8001.01.32.0C5050518DN6001.01.32.0C5040512）隧洞、管道及附属构筑物的重要性系数本工程为双线输水，管道的重要性系数为1.0，附属构筑物的重要性系数为1.0。3）沟槽开挖与支护沟槽的开挖采用以机械为主并以人工相结合的方法进行。在无障碍且地质条件较好、地下水位较低的地段，可采用放坡式开挖；在有障碍或地质条件较差的地段，采用垂直支护开挖。槽底开挖宽度取值如下：DN2600管为3.8m， DN2200管为3.4m，DN2000管为3.2m，DN1800管为3.0m，DN1400管为2.4m，DN900管为1.7m，DN80263、0管为1.6m，DN600管为1.4m，DN500管为1.1m，DN400管为1.0m，DN200管为0.8m。4）小型附属构筑物的设计管线上的附属构筑物主要有隧洞调压井、管道检修阀门井、排气阀井、排泥井等。由于本地区地下水位较高，从防水的角度出发，检修阀门井、排气阀井、排泥井等均采用钢筋混凝土结构。5）PCCP 管与钢管接口的抗滑稳定设计（1）PCCP 管之间的弯头PCCP 管的连接为承插式接口，其接口承受纵向拉力的能力有限。在管道转弯处，尤其是转弯角度较大时，管道的轴向拉力会很大。一般的管道接口作法不可能满足轴向拉力的要求。设计根据不同的管径、内水压力、弯点所在位置的地形地貌和地质条件等，264、分别采用以下几种方案：（1）设置混凝土支墩的方案。（2）将弯点附近一定长度范围内的管材换成钢管，利用钢管与土壤间的摩擦力来平衡管道的轴向拉力。（3）将弯点附近一定长度范围内PCCP 管之间的接头改用能传力的铠装接头，利用此长度范围内PCCP 管与土壤间的摩擦力来平衡管道的轴向拉力。（4）铠装接头和支墩相结合，在弯点处设置一定体量的支墩来平衡管道的一部分轴向拉力，其余拉力由铠装接头范围内的PCCP 管与土壤间的摩擦力来平衡。（5）钢管和支墩相结合。（2）河道穿越两端钢管与PCCP 管接口抗滑稳定设计PCCP 管与钢管的连接属于柔性接口，基本上不能承受管道纵向拉力。但管道在穿越河道处，必然形成纵向265、弯头，并由此而产生纵向拉力。若不处理会使两种管材的接口处拉开，从而产生断管事故。解决此问题有以下几种方法，（1）设置混凝土支墩。（2）适当延长钢管的长度，利用钢管与土壤的摩擦力来平衡管道所受的轴向拉力。（3）将一定长度范围内PCCP 管之间的接头改用铠装接头，利用该长度范围内的PCCP 管与土壤的摩擦力来平衡管道所受的轴向拉力。考虑到纵向弯头，设置支墩要骑在管道上，支墩混凝土重量较大，相应对地基的压应力也较大，若支墩设置于软土地基上，管道容易产生不均匀沉降。所以，在软土地段不推荐设置混凝土支墩方案，而采用延长钢管长度或局部PCCP 管改用铠装接头，利用钢管或PCCP 管与土壤摩擦力来平衡管道轴266、向推力的方案。在地质条件较好地段，可采用设置混凝土支墩方案。6）管道基础（1）当管道通过岩基段时，管道基本不会产生沉降，可用砂质基础。即将基坑超挖150300mm，回填级配砂石，再敷设管道。（2）管道通过土层或砂层时，管道基本不会产生沉降，故对岩基段的管道，可用砂质基础。即将基坑超挖150300mm，回填150300mm级配砂石后再敷设管道。（3）对管顶覆土较厚地段，考虑到管道负荷较大，为了提高管道的受力性能，减小管壁厚度，可采用混凝土基础。7）管道的地基处理本工程输水线路较长，沿线需要经过山丘、农田、公路、铁路、鱼塘、河流等，地质情况变化较大，当管基落于淤泥、比较软弱的淤泥质土、松软的人工填267、土等不利土层及软硬土交接部位，需要对地基进行适当的处理，以减小管道的不均匀沉降，保证整个输水系统的安全。（1） 软基处理：当管基落于淤泥、较软弱的淤泥质等土层时，可根据管基下软土层的厚度，分别采取以下处理措施：当管基下软土层较薄时（不大于1.5m），可采用换填法处理地基。当管基下软土层大于1.5m，小于等于3m 时，可采用抛石挤淤法处理地基。当管基下软土层较厚时，可对管基以下一定深度范围内的软土采用水泥搅拌桩、木桩或高压旋喷桩处理。（2）管道落于松软的人工填土层时，可根据松软土层的厚度，分别采用换填或砂石桩法处理地基。（3）特殊区域的地基处理：在岩基与软土交接处、道路两端与软基交接处等，为了防268、止不均匀沉降造成管道破坏，将交接部位附近一定长度范围内的软基区域作为过渡区域，对这一区域采取如下地基处理措施：沟槽底用中粗砂找平，然后敷设一层土工网，其上铺一层土工布，土工布上回填一定厚度的级配砂石，回填厚度自交接部位至过渡段尾部逐渐减小。对管基下一定范围内的软土采用水泥搅拌桩、木桩或高压旋喷桩处理，自交接部位至过渡段尾部，桩间距可逐渐增大或桩长逐渐减小。（4）根据地质资料，本工程管道局部处于粉细砂中，该土层在地震作用下产生轻微中等液化。根据室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范（GB50032-2003）的有关规定，当管道处于可液化的粉细砂层，且管顶覆土厚度差异较大或管道受荷差异较大时，为提269、高管道适应地基土液化沉陷的能力，对一定区段范围内的管道采用钢管。当液化等级严重而又无法避开时，对土层采用换填或砂石桩挤密等方法处理。9.5.9 取水岸塔结构设计岸塔包括前池、进水间及集水间等，平面尺寸长28.10m，宽11.6m。取水岸塔下部采用钢筋混凝土池体，上部为钢筋混凝土框架结构。取水岸塔埋深较深，施工面积较大，且场地条件充分，采用基坑开挖施工，根据现有的地质资料，开挖边坡暂定为1:1.25。9.5.10 赣县分水泵站场地位于赣州市新一水厂内。平面尺寸长38.0m，宽10.5m。为钢筋混凝土框架结构，底板采用梁板式，壁板采用框架式。走道平台及屋面采用现浇钢筋混凝梁板结构。9.6 电气设计270、1）设计规范及依据（1）10kV 及以下变电所设计规范 GB50053-94（2）供配电系统设计规范 GB50052-95（3）低压配电设计规范 GB50054-95（4）建筑物防雷设计规范 GB50057-94（2000 版）（5）交流电气装置的接地 DL/T621-1997（6）电力工程电缆设计规范 GB50217-94（7）建筑照明设计标准 GB50034-2004（8）民用建筑电气设计规范 JGJ/T16-92（9）3-110kV 高压配电装置设计规范 GB50060-92（10）电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB50062-92（11）交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 DL271、/T620-1997（12）35110kV 变电所设计规范 GB50059-92（13）泵站设计规范 GB/T50265-972）设计范围取水岸塔和赣县分水泵站内的10kV 高压变配电系统、0.38/0.22kV 低压系统的设计、高低压设备的保护与控制、站内防雷、接地、电缆敷设及照明等设计。以各泵站内主变电站的进线为分界点，站外电源电缆（或架空）敷设设计部分，不在本设计范围之内。3）设计原则（1）本工程的设计力求做到：所设计的变配电系统即满足先进性和可靠性，同时又满足实用性和经济性，在满足可靠性、先进性的基础上尽量节省投资、降低造价。（2）对电气设备的选型上做到选择技术成熟、安全可靠、经济实用272、及具有一定先进性和环保型的产品。（3）电气设备的控制采用与计算机紧密结合的控制方式，充分发挥计算机对系统控制的先进性。控制方式采用自动与手动控制相结合方式。在就地控制箱或就地按钮箱上设置转换开关，可以实现自动/手动转换，手动控制级优先。4）设计内容（1）供电负荷本工程是城市大流量、长距离引水工程，是赣州市将来主要的供水水源，如供电电源中断必将直接影响赣州市居民的正常生活和工业企业的正常生产活动。因此，取水岸塔和赣县分水泵站用电负荷确定为二级负荷。（2）供电电源由于取水岸塔负荷较小，用电量不大，主要负荷为启闭机、电动葫芦、照明等，总负荷约为50Kw，初步考虑由1公里左右外的窑下变电站采用一回10273、kV专用架空线路作为主电源供电，在泵房外安装80KVA杆上变压器一台。赣县分水泵站用电量较大，近期安装4台350S44A（Q=1131m3/h，H=37m，P=131kw）型水泵，三用一备；远期再增设一台相同型号的水泵，四用一备。初步考虑采用二回10kV 作为主电源供电，设置一座10kV 变电站，内设2 台500kVA变压器（近期一台）。（3）起动方式赣县分水泵站采用380V电机，软起动方式，取水岸塔采用直接起动。（4）功率因数补偿采用集中补偿方式进行补偿，使功率因数达到0.9以上。（5）防雷与接地各构筑物根据防雷计算设置避雷网，利用构筑物内主筋做避雷引下线接至独立的防雷接地网。（6）工作及保274、护接地电气系统采用TN-S制，工作及保护接地共用一套接地装置，变压器中性点与电气设备不带电金属外壳连接而接地，接地电阻不大于4，电气设备的金属外壳，电缆桥架及支架，电缆金属低频波等均需可靠接地并进行等电位连接。（7）照明泵站设置正常工作照明、事故照明装置。工作照明电源由用电系统的380/220V中性点直接接地的三相四线制系统供电，照明装置采用交流220V供电；照明优先采用高效节能灯具；在建筑物重要场所设应急照明灯具。9.7 通讯与自控系统1）设计原则（1）本工程的设计力求做到我们设计的控制系统可靠、先进、实用、经济，在满足可靠性、先进性的基础上尽量的节省投资、降低造价。 （2）控制系统的选择：275、采用高可靠性的工业控制系统 ，而且要选择其行业中的主流产品。 （3）通讯系统选择性能可靠、经济合理、可以满足系统通信要求的产品。 （4）仪表的选择： 满足工艺参数检测的需要 满足控制的需要 择优选择价格合理、性能可靠的、且符合现场实际情况的国内、外产品。 （5）监控系统总体考虑，分标段设计，整个监控系统要保证系统的完整性和可靠性。2）设计范围本工程设计范围为输水隧洞、管线的测压点、泵站的仪表、通讯、计算机监控系统、工业电视监控系统以及整个输水管线系统监控调度中心和通信系统的设计。3）系统概述（1） 输水管线调度监控系统 系统描述 本工程监控系统由输水管线调度中心监控系统、取水岸塔监控系统、赣县276、分水泵站监控系统、输水管线压力检测系统、输水管线通讯系统。 输水管线调度中心的构成 为实现整个输水系统的统一实时调度控制、协调各分水点的运行安全闭锁，以确保正常供水的稳定运行和事故停泵时的自动快速处理，本工程全线设置输水管线调度中心，输水管线调度中心监控系统、取水岸塔监控系统、赣县分水泵站监控系统、输水管线压力检测系统、输水管线通讯系统组成，网络采用开放式、分层、分布式计算机监控系统结构。 调度中心计算机监控系统主干网采用光纤构成的以太网，通讯规约采用标准的TCP/IP。调度中心通过输水管线通信网络与泵站控制级相连，对各泵站实施监视和控制，实时的将泵站的运行情况反馈到调度中心。 监控系统共分为277、调度中心控制级、泵站中央控制级、现场单元控制级（LCU）和设备就地控制（箱/柜）。各控制级互相闭锁，现场级享有最高控制权，依次从下级往上级递减控制权。 本系统的输水管线调度中心设在赣州水务集团调度中心，该调度中心设有调度用服务器、工程师站、操作员站、数据库服务器以及相应软件系统，组成输水调度中心监控系统。输水管线调度中心的主要功能是，监控取水岸塔、赣县分水泵站的运行以及输水管线的运行数据，将输水管线的运行数据上传到水务集团调度中心，并接受水务集团调度中心的调度指令，完成输水管线的控制与调度任务。 取水岸塔监控系统、 赣县分水泵站监控系统主要是要完成泵站内设备的数据检测和水泵的控制，其技术描述详278、见各个泵站监控系统的技术描述。 （2） 压力检测点 根据国家的最新的室外给水设计规范GB 50013-2006第 11.2.3 “长距离输水时应检测起末端流量、压力，必要时可增加监测点”的规定，并且根据以往的长距离输水管线的设计经验，在本工程设计中为了保证系统运行安全和泄漏分析的需要，在输水管线的起末端检测其流量、压力，并且在沿线平均每45公里左右设置一套压力监测设备（其中包括压力变送器、RTU、GPRS、电源等）。检测的结果用于分析输水管线的运行情况，及时地发现事故以及事故隐患。压力检测点的保护功能：根据室外给水设计规范GB 50013-2006 第7.1.4 规定“输水管道系统运行中，应保279、证各种设计工况下，管道不出现负压”。管道出现负压会对输水管道运行带来安全隐患，因此，除了工艺设计上采取措施外，在自控设计上也要采取安全保护措施。具体是，在输水管线上的凸出部位设置压力控制点。当压力检测点的检测压力0.03MPa 时，调整水泵出水量或控制管线末端出水量，保证输水管道不出现负压。在本工程的计算机监控系统中，设置一套利用GPRS 进行通讯的输水管线压力检测系统，实时地监测输水管线的运行参数，分析输水管线的运行情况，及时地发现事故以及事故隐患。（3）系统通讯 总体方案本系统调度中心监控系统（设置在水务集团公司调度中心）通信网络的可靠与否直接关系到输水管线的安全运行，因此，本工程的通信系280、统设置主用/备用两种通信方式，一旦主用通信方式出现故障，备用通信方式立刻投入使用，保证通信系统安全、可靠的运行。主用通信方式：主干光纤采用租用电信光纤的方式，向当地电信部门，取水岸塔、赣县分水水泵站各申请两路连接输水管线调度中心光纤线路，作为输水管线监控系统的通信媒介，电信部门提供光纤线路的运行管理，相对自敷光纤线路来讲，通信系统可以更加安全、可靠。备用通信方式：向当地电信部门申请，采用ADSL 作为备用通讯方案，设计上做好硬件接口的设计，安装调试后，处于热备状态，保证ADSL 随时可以投入使用，用以保证监控系统通信的可靠运行。 压力检测点的通信由于系统的总体通信方案采用租用光纤的方法，输水管281、线的压力检测点的通信与其无法共用。所以，输水管线上的压力检测点的通信方式采用哪种方式才能满足需要，是一个需要研究解决的问题。输水管线的压力检测点的通信是关系到输水管线的数据检测与控制的是否可以实现的关键，因此，以下对其通信方案进行比较，用以得出正确的结论。可用于压力监测点通讯的方法有230MHz 无线通信和GPRS 通信两种方案，如下：GPRS 数据无线传输与230MHz 无线数据传输的手段相比，GPRS 网络覆盖范围大，几乎不受距离的限制而且维护成本低。230MHz 无线通信受通信体制和传输方式的制约，传输容易受天气变化的影响。使用超短波通讯电台，不仅要向当地申请频点，而且超短波通信的维护量282、大，建设要求苛刻，不仅要考虑周围地形的影响，而且避雷措施不当容易引起电台和连接设备的损坏。同时，GPRS 数据无线传输方案也可以与市区管网测压点共用一个通讯平台，管理简单、可靠。本工程拟采用GPRS 无线通信的方式作为输水管线压力检测的通信手段。（4）仪表检测系统为了监控系统可以及时地检测到输水管线系统的运行参数，参与水泵的控制，本工程设置了一套仪表检测系统。压力检测：检测泵站内水泵的单泵出水压力、出水总管压力，将检测数据输入到泵站的计算机监控系统中，并且上传到输水管线调度中心。同时，单泵出水压力参与水泵的起动，出水总管压力参与泵站水泵转速的调节。流量检测：检测泵站内水泵的单泵出水流量、出水总283、管流量，将检测数据输入到泵站的计算机监控系统中，并且上传到输水管线调度中心。单泵出水流量参与单泵功耗的计算，出水总管流量计量输水流量和检测输水管线的运行。温度检测：监测水泵电机的定子温度和水泵、电机的轴温，一旦出现异常情况，立即报警，通知操作人员，进行事故检查。（5）工业电视监控系统工业电视图像监视系统主要由摄像前端、传输线路、视频图像切换、后端设备等部分组成。分为调度中心主控制层和泵站分控中心控制层两级控制结构。调度中心设为图像控制中心，对整个引水工程的图像设备进行管理、控制、调度及监视。各泵站设为分控中心，对泵站内的摄像机进行管理和控制，对其图像信号进行调度与监视。系统采用具有多媒体技术支284、持数字式装置。10 水锤计算与分析10.1 水锤的概念水锤，是压力管道中因流速剧烈变化，从而在管路中产生一系列急骤的压力交替变化的水利撞击现象称为水锤现象，此时液体显示出它的惯性和可压缩性。水锤对水泵机组和管道系统的危害性很大，是造成输水系统破坏的主要原因。 水流速度的突然变化，是产生水锤的根本原因，只要水的流速发生变化，系统压力必然发生变化。 水锤的大小与水锤波的波速成正比。 即水锤波速愈大， 在同样水流速度变化的工况下，水锤就愈大，即压力变化也愈大。 减缓水在系统中的流速变化，降低机械波的传递速度。系统中因事故工况而产生的压力变化就会减弱，水锤就可以得到控制。10.2 管道水锤成因1）引起285、水锤的原因（1）启泵、停泵、启闭阀门、改变水泵转速或叶片角度调节流量时，尤其在迅速操作、水流速度发生急剧变化的情况下； （2）事故停泵，即运行中的水泵突然电源中断时，较多是由于配 电系统故障、误操作、雷击等情况下的突然停泵；2）水锤的分类与判别（1）水锤按产生水锤的原因可分为关（开）阀水锤、启泵水锤和停泵水锤；（2）按产生水锤时管道水流状态可分为不出现水柱中断 （正常水锤） 和出现水柱中断 （非常水锤或事故水锤）两类，所谓水柱中断就是在水锤过程中，由于管道某处水流绝对压力低于水的汽化压力而产生；3）水锤破坏的主要表现形式 （1）水锤压力过高，引起水泵、阀门和管道破坏；或水锤压力过低，管道因失稳286、而破坏； （2）水泵反转速过高或与水泵机组的临界转速相重合， 以及突然停止反转过程或电动机再启动，从而引起电动机转子的永久变形，水泵机组的剧烈振动和联接轴的断裂。10.3 水锤分析10.3.1 水锤压力计算（1）水锤波传播速度 式中：C水锤波传播速度（m/s）；d管径（m）；e管壁厚度（m）；水的弹性系数和管材弹性系数之比，在钢管中=0.01。水锤传播速度按经验值980m/s计。（2）水锤类型判别水锤波在管路中往返一次所需的时间，即水锤相时，根据阀门关闭历时与水锤相时可确定水锤类型，当阀门关闭历时等于或小于一个水锤相时，瞬时关阀所产生的水锤为直接水锤，否则为间接水锤。 式中：Tt水锤相时（s）287、；C水锤波传播速度（m/s）； L计算管段管长（m）。10.3.2 关阀水锤分析普通蝶阀关闭时间为20s，本工程各主要节点的关阀水锤压力详见下表。表10-3-1 关阀水锤压力地点马坳赣州市二水厂赣州市新一水厂赣县洋塘水厂南康水厂阀门关闭时间(s)2020202020管道压力(m)183.06145.91163.43150.43125.55通过上表分析可知，当本工程蝶阀关闭时间为20s时，各主要节点的关阀水锤压力均超过管道的承压能力。因此，需要采取相应的关阀水锤防护措施。10.3.3 停泵水锤分析当赣县分水泵站停泵，泵前管线水锤压力最大增值为44.85m，在管道的承压范围内。因此，本工程只需采取288、一般的水泵水锤防护措施。10.4 水锤综合防护措施10.4.1 设置两阶段缓闭止回阀对关阀水锤，一般按关阀时间Tc 与水锤相Tr 的关系可分为：直接水锤：TcTr间接水锤：Tc Tr为避免发生直接水锤，故水泵出口处设置的缓闭阀关闭时间应为：TcTr2L式中L管道长度（m）水锤波速，取980 m/s水锤的形成与阀门的迅速启闭有关，由于阀门启闭时间与水锤波的相长的差异，表现为直接水锤和间接水锤两种形式。当TCTr 时，在阀门关闭过程中，反射回来的水锤波到达阀门时，阀已关闭，水锤波所产生的压强增高值无干扰作用，这种水锤称为直接水锤，阀门开启状态与关闭状态刚好相反，装有普通止回阀的供水系统中常常产生直289、接水锤。有资料显示，当止回阀关闭过快所引起的压力上升最高值几乎到达正常压力的200。当TC Tr 时，在阀门关闭过程中，反射回来的水锤波到达阀门时，阀门尚未完全关闭，水锤波导致的压强增值受到了干扰，水锤峰值被削减，这种水锤称为间接水锤。在同一条件下，直接水锤比间接水锤的危害性要大得多。在关阀时，基于水锤发生过程中三个工况的管道压力变化状态，在管道降压阶段能够自动的先快关某一角度，余下的角度则以相当慢的速度完成使TCTr，即为随之而来的管道压力升高阶段的倒流提供很小的阀腔过流断面，起到消除倒流水锤压力的作用。常用的两阶段缓闭止回阀有蓄能液压缓闭蝶阀。经计算，各节点缓闭阀的关阀时间详见下表。表10290、-4-1 缓闭阀关闭时间地点马坳赣州市二水厂赣州市新一水厂赣县洋塘水厂南康水厂阀门关闭时间(s)140140200140140管道压力(m)71.0366.3278.7965.0456.5910.4.2 利用空气阀注气及排气水在压力输水管道中运行时，实际上是水气两相流，实践证明，压力输水管线排气和进气不畅是管线发生事故的重要原因之一。根据美国著名水锤专家马丁教授的研究理论，较平坦的供水管路在充水及运行过程中可能呈六种气液两相流流态层状流、波状流、段塞流、气团流、泡沫流和环状流。在管道正常充水过程中将经历层状流、波状流、气团流及段塞流，在特殊情况及部位有时会产生泡沫流和环状流，但最终的流态都将是291、段塞流即管道下部被水充满，管顶存在很多不连续的条状气囊状态。管道正常运行中的气体大致可归为以下五种来源：1）事故抢修放空；2）大用户流量调节过快，造成局部负压，排气阀打开注气；3）进水口因淹没深度不够而吸气；4）水中溶解气体在管道负压区的释放；5）在水泵吸水管和叶轮内，因运行负压产生的气体释放。其气水两相流流态的特点一般是泡沫流气团流段塞流，并最终稳定于段塞流形态。当管道中某些部位的压力在突然停泵后可能低于最低水压线，即在这些部位出现负压，排气阀向管道内注气，在坡度很大的拐点处可能形成独立的大气囊，坡度较小处则会形成多个不连续的气囊，也即段塞流状态。另外，长时间停泵后再次启泵时，管道已被放空，292、此种情况相当于管道重新充水。若短期停泵后再启动则管道可能多处存在段塞流或独立大气囊形态。由于气囊在管道中极易引起压力急剧升降，因而长期存在管中的气体不能及时被排出而造成管道局部振动，发生失稳现象，在其压力不足以破坏管路时，较长时间振动，可能造成承插管道接头松动，从而使管道漏水量增大。同时，由于气囊占据了一定的过水断面，又使管道局部阻力系数大增，管道通水不畅，严重时甚至完全阻断水流。各种不同工况条件下对排气阀的要求分析：（1）管道初次充水充水时管道内水力条件复杂，随着管道复杂程度的不同则气囊会在不同的位置聚集和分散。尤其在逆坡处，气囊有可能随水流运动，也有可能静止在某一处或逆水流动。管道充水的流293、速控制相当重要，当充水速度过快、排气速度不能满足充水要求时将形成气堵，严重时会发生气爆。如果充水速度过慢则管道中存气将不能被水流带走，造成管道中存气过多，为以后管道安全运行埋下隐患。充水初期管道中的流态为层状流、波状流，充水后期管道中的流态主要为段塞流，这就要求排气装置在这三种流态下都能高速排气。由于气囊运动极易使管道产生压力波动，排气阀性能除了必须满足在各流态下的排气要求之外，它的关闭也关系到有压管道的稳定，排气阀快速关闭可引起压力振荡，严重时将会威胁到管道安全，所以排气阀除必须具有任何流态下均可高速排气的功能外还必须具有缓冲关闭的功能。（2）运行阶段压力管道正常运行时，管道内气囊主要是以段294、塞流形式存在。在非稳定情况下有可能出现泡沫流或气团流，这两种流态下气体无法直接排出，并且这两种状态为非稳定状态，可很快转化为段塞流。由于管道中气囊随水流运行，较平坦管道中的气囊运行速度大体与水流同速。当气囊运动到排气口时要求排气阀能够快速打开高速排气，否则气囊将会运行到别处。因此在这种工况下，排气阀必须具有在水气相间条件下大量排气的功能，由于正常运行的管道压力0.2 MPa，排气阀在大量高速排气结束时还应缓冲关闭，才能保证安全。（3）停泵(或关阀)突然停泵(或关阀)在其压水管路上可能产生两种断流空腔，即真空型或空气型，真空型断流空腔产生的条件是断流发生处负压值接近水的饱和蒸气压，约为-100K295、Pa，且该处管道密封良好，无进气装置，这种空腔弥合时水柱撞击常为直接水锤。撞击升压很高，且管道中过大的负压也会造成饮用水的污染问题，城市供水系统一般都不允许这种工况存在。6）有压管道出现空气型断流空腔时，可因其注排气装置性能的不同分为三种工况：（1）断流处仅装真空破坏阀(或性能差的浮球式排气阀)。此种情况相当于仅注气不排气，断流空腔相当于空气缸，其缓冲能力的大小与气囊的大小(即注气量)有关，空气囊只有较大体积时其缓冲作用才较为明显，当注入空气较少时(特别是大管径管路)其缓冲作用几乎没有。（2）断流处安装浮球式排气阀。目前，工程中对浮球式排气阀起球压力(浮球被空气冲起，堵住排气口，终止排气的压力296、)的要求大体上有三种，即0.06、0.1、0.4 MPa，当断流空腔压力达到其起球压力时浮球将突然堵住排气口，引起较高升压，而剩余空气量也少于前一种工况，故缓冲作用进一步降低，其断流弥合升压可能更大，尤其是当断流处有水气相间的段塞流态时其效果可能更坏。（3）在水气相问条件下断流处安装气缸式排气阀。这种排气装置的特点是在断流弥合时使空腔内气体匀速排出，逐步缓冲水柱撞击升压，实践证明，其缓冲消除断流弥合水锤效果最好，并在停泵结束后管道内不留气体，再次启动水泵时也可有效的避免启泵水锤的产生。7）启泵(或开阀)长时间停泵后再启动应参考管道初次充水工况。这里主要指突然停泵后短时间内(数小时)再次启泵(也不是正常运行期的水泵启动切换等)，这种情况下管道中可能存在一定量的气囊，故控制启动充水速度，匀速排出管道内气体仍是重要的。由于这种情况下的气体在管道平坦时多是水气相间的段塞流形态，故要求排气装置应满足在水气相间条件下自动快速排气并缓冲关闭的要求。10.5 水锤防护措施为解决停泵水锤、关阀水锤以及进、排气不畅对管