時間:2011-08-29來源:《水科學與工程技術》2011年
摘要:據青龍縣縣城用水現狀分析,以都源河為水源地,興建縣城供水工程。工程采用截取都源河潛流作為供水水源,截潛流建筑物采用干砌石集水廊道,集水效果明顯,受力條件及穩定性能好。
關鍵詞:青龍縣;縣城供水;截潛流;干砌石集水廊道
中圖分類號:TV222;TU991 文獻標識碼:A 文章編號:1672-9900(2011)01-0059-02
1 工程概況
青龍滿族自治縣位于河北省東北部,隸屬秦皇島市。目前縣城用水量不斷增加,縣城現有供水能力已不能滿足縣城近期用水的需要。另外,縣城部分淺層地下水水質已受到不同程度的污染,供水設施陳舊,供水設備落后,供水安全可靠性差,同時超采、濫采地下水現象嚴重。因此,為徹底解決縣城供水問題和保證經濟持續發展,急需興建縣城供水工程。
青龍縣縣城供水工程水源地為都源河,采用截取都源河潛流作為供水水源,截潛流集水構筑物采用干砌石集水廊道,供水規模為1.0萬m3/d。
2 集水廊道布置
集水廊道布置于都源河上游大營子附近的主河床上,布置方位與主河床走向垂直,總長220m。集水廊道左端接檢查井,右端接連接池,經輸水鋼管至集水井,輸水鋼管段設閥門井。根據工程地質勘察報告,截潛流工程區第四系松散地層厚度變化不一,上部為沖洪積區,表層局部有耕土,厚0.4m,其余為卵礫石,卵礫石內充填粗礫砂,含漂石,層厚3.0~7.0m;基底巖性為呂梁期強風化混合花崗巖,巖石裂隙發育。集水廊道坐落在基巖上,廊道頂埋深(含水層厚)6.0m。
3 集水廊道設計
根據工程特點,集水設計選取了干砌石集水廊道和鋪設完整式滲渠2個方案進行比較,由于干砌石集水廊道在結構工作性能、運用管理及施工條件等方面具有明顯優勢,因此確定采用干砌石集水廊道截取都源河潛流。
3.1 干砌石集水廊道
干砌石集水廊道采用干砌料石砌筑,斷面采用城門洞型,斷面凈尺寸1.5m×2.0m,頂拱中心角180°,頂拱厚0.5m,側墻頂厚0.5m,底厚0.75m。集水廊道左端接檢查井,右端接連接池及集水井,廊道底縱坡0.2%,基礎均為強風化混合花崗巖。
3.2 反濾體
反濾體沿集水廊道外周布設,縱向包裹整個廊道,集水廊道兩側反濾料的填筑坡度均為1∶0.2。反濾體共分3層,順水流滲透方向,3層反濾依次為礫石、小卵石和卵石,每層厚分別為0.3,0.3,0.3m,粒徑分別為7~20,20~60,60~150mm。反濾體外圍回填河床礫、卵石至河底。集水廊道標準斷面見圖1。
圖1 集水廊道斷面圖
3.3 連接池
連接池為鋼筋混凝土結構,左端與集水廊道相接,右端通過輸水鋼管與集水井相接,長3.0m。連接池斷面為矩形,斷面凈尺寸為1.5m×2.5m,頂、底板及側墻厚均為0.5m。連接池基礎為強風化混合花崗巖。
輸水鋼管進出口分別與連接池及集水井相接,長5.0m。鋼管管徑為0.5m。
3.4 集水井
集水井布設于集水設施末端,銜接輸水鋼管出口和引水隧洞進口,為鋼筋混凝土結構,內徑3.0m,井壁及頂、底板厚0.5m,頂部設φ800mm進人孔,鋼蓋板密封,井壁設鋼爬梯。集水井底板較引水隧洞進口底低0.74m,以利沉砂,井頂高出地面0.5m。集水井基底坐落于巖基上。
3.5 檢查井
考慮到集水廊道斷面尺寸較大且長度較短,故只在集水廊道始端設1座檢查井。檢查井為鋼筋混凝土結構,內徑2.0m,井壁及頂、底板厚0.4m,頂部設φ800mm進人孔,鋼蓋板密封,井壁設鋼爬梯。檢查井底板較集水廊道進口底低0.5m,以利沉砂,井頂高出地面0.5m。檢查井基底坐落于巖基上。
3.6 閥門井
考慮檢修方便及工程運行管理需要,于集水井進口輸水鋼管處設DN500手動蝶閥1個及閥門井1座。閥門井為鋼筋混凝土結構,內徑1.2m,井壁及頂、底板厚0.3m,頂部設φ800mm進人孔,鋼蓋板密封,井壁設鋼爬梯。
3.7 集水廊道出水量計算
集水廊道出水量按集取河床滲透水完整式公式計算,計算公式為:
式中Q為集水廊道出水量(m3/d);α為淤塞系數,α=0.8;L為集水廊道長度(m),L=220;K為滲透系數(m/d),K=8.64;Hy為河流水面至集水廊道頂的深度(m),Hy=3.2;H0為集水井內水位對集水廊道出口所施水壓(m),H0=0.5;T為含水層平均厚度(m),T=5;d為集水廊道寬度(m),d=1.5。
經計算,集水廊道出水量為1.2萬m3/d,滿足工程供水量需要。
4 結語
(1)干砌石集水廊道集水,滲流通過干砌石間的縫隙流入集水廊道,集水面積較大,且不易發生堵塞,集水效果較好。集水廊道斷面為城門洞型,受力條件及穩定性較好。
(2)檢修比較方便,空隙堵塞后容易進行疏通,并且便于清淤。
(3)當地盛產料石等石料,開采及運輸均很方便,產量也完全滿足工程需要。
參考文獻:
[1]河北省水利水電勘測設計研究院.青龍滿族自治縣縣城供水工程項目建設方案調整報告[R].2006.
[2]GB50013—2006,室外給水設計規范[S].
[3]上海市政工程設計院.給水排水設計手冊[K].北京:中國建筑工業出版社,1986.
[作者簡介]畢東華(1971-),男(漢族),河北豐南人,高級工程師,主要從事水工建筑物設計工作。