袁丽娜，王永立，黄 凯

（贵州省水利水电勘测设计研究院，贵州 贵阳550002）

1 工程概况

引子渡提水工程拟从三岔河上的引子渡库区提水入秀洞河，秀洞河上有已建的石朱桥水库，秀洞河下游汇入红枫湖，成为贵阳市和贵安新区供水的近期应急备用水源和远期供水水源。引子渡电站水库总库容5.31亿m3，正常蓄水位1086 m，死水位1052 m。石朱桥水库为已建中型水库，正常蓄水位1284 m。红枫湖水库为大（2）型水库，正常蓄水位1240 m。

提水入河范围可分为入石朱桥水库和不入石朱桥水库两种方式。根据平面布置，不入库方案输水线路长约13.5 km，其中隧洞长10.2 km，隧洞出口高程1275 m，高位水池水位1285 m。入库方案输水线路较长约9.25 km，其中隧洞长6.6 km，隧洞出口高程1300 m，高位水池水位1307 m。不入库方案扬程较入库方案低22 m，但却不能直接进入贵安新区供水网，此外隧洞明显增长，且隧洞大部分位于煤系地层，施工风险大，投资大幅度增加，因此仅对入库方案进行比较。提水线路共拟定北线输水方案、中线输水方案、南线输水方案，走线布置示意见图1。

图1 输水线路布置图

2 输水线路布置

2.1 北线布置方案

北线输水方案泵站位于引子渡库区右侧水跳岩支流与主河道的汇口，泵站布置于拱式结构上，上水管道沿山凹地形经长冲沟谷向东北至高位水池，上水管长2710 m（桩号长2695），水池水位1304 m，设计扬程260 m，之后采用6.565 km长的院子头隧洞将水输送至位于秀洞河左侧的摆捞乡支沟自流入秀洞河，隧洞末端水面高程1300 m，线路总长9.26 km，见图2、图3。

对走线纵剖面进行分析，采用一次提水直接将库水提至高位水池。

图2 北线平面布置图

图3 北线方案纵剖面图（纵横1∶5）

根据泵站站址地形地质条件分析，泵站下部采用拱式结构，泵站提水流量2.25 m3/s，设计扬程260 m，布置8台长轴深井泵，装机容量1.2万kW。上水管采用双管布置，管长2710 m，管材为钢管，管径1.1 m，结合地形条件采用混凝土地埋管。

上水管末端高位水池不设调节能力，水流直接进入隧洞，院子头隧洞长6.565 km，穿越地层为二叠系茅口组中厚层灰岩、白云岩夹泥质白云岩，二叠系峨眉山玄武岩，二叠系长兴组泥岩、页岩夹泥灰岩、燧石灰岩、硅质岩，其中隧洞穿越长兴组煤系地层长度约3 km，隧洞出口南侧约400 m布置有谷豹煤矿，出口北侧约700 m布置有马田煤矿，因此隧洞位于煤系地层开挖，施工风险大，投资高，受附近煤矿采空影响大。

2.2 中线布置方案

中线方案取水泵站位置及布置型式同北线方案，输水线路向东南方向延伸穿过干河沟冲沟和毛针冲山脊地形，再经枫香田二级泵站提水至鸡场坝垭口后自流入秀洞河，输水线路总长7.4 km，见图4、图5。

图4 中线方案平面布置图

对走线纵剖面进行分析，采用两级提水方式，一级穿洞泵站位置与北线方案相同，设计扬程175 m，二级枫香田泵站位于枫香田田坝北侧，设计扬程104 m。

图5 中线方案纵剖面图（纵横1∶5）

一级穿洞泵站布置与北线方案基本一致，泵站提水流量2.25 m3/s，设计扬程177.29 m，布置8台长轴深井泵，装机容量0.8万kW。上水管道沿坡面延伸至大寨附近的高位水池，长845 m，水池水位1227.09 m，末端接大寨隧洞。大寨隧洞长841.64 m，进口底板高程1225.98 m，采用城门洞形，大寨隧洞末端接大寨竖井，竖井底部高程1096.76 m，竖井高129 m。

干河沟平洞上游接大寨竖井，下游接旺寨竖井，长1214 m，上游段520.52 m为顺坡，坡度2%，下游段613.49 m为逆坡，坡度2%，中部80 m段为暗涵，干河沟来水由顶部通过。

二级提水泵站（枫香田泵站）为地面式泵站，泵站提水流量2.25 m3/s，设计扬程106.5 m，布置8台离心泵，装机容量0.48万kW。

枫香田上水管由枫香田泵输水至鸡场坝垭口，管长（桩号）1.045 km，双管布置，管径1.1 m，采用钢管，出口设计水位高程1325.00 m。鸡场坝渠道长641.1 m，明渠采用梯形浆砌石和混凝土衬砌，暗渠采用城门洞C25砼衬砌。

2.3 南线布置方案

南线方案泵站位于主河道右岸华堡洞附近，距离下游水跳岩支流汇口1.6 km，输水线路为：华堡洞—林家大坡—龙潭坝—梅家大坡—苗寨—雷打岩—枫香田—鸡场坝。其中枫香田之后走线与中线方案基本一致。

对泵站至枫香田段进行纵剖面地形地质分析，若采用两级提水（见图6），二级泵站设在枫香田，则需采用三个隧洞穿过林家大坡、梅家大坡和雷打岩山脊，根据地质剖面分析，除林家大坡基本在灰岩地层成洞外，梅家大坡和雷打岩隧洞均在煤系地层成洞，且洞顶为村寨，雷打岩隧洞上部因小煤矿开采形成地质灾害区，因此南线方案若采用两级提水方案风险大，对周边影响大，故宜采用单级提水后沿地表铺管道输水方案。

图6 南线方案两级提水布置纵剖面图

根据单级提水方式布置，泵站采用岸边式，下部设竖井+平洞取水，上水管沿坡面延伸至林家大坡根附近的高位水池，水池水位1335 m，设计扬程286 m，之后采用倒虹管沿龙潭坝、梅家大坡、苗寨、雷打岩、枫香田至鸡场坝垭口，然后接鸡场坝渠道自流入秀洞河。枫香田之后管道、渠道走线与中线方案基本一致，输水线路总长7.02 km，见图7、图8。

图7 南线方案单级提水平面布置图

图8 南线方案单级提水布置纵剖面图（纵横1∶5）

南线方案取水泵站位于主河道右岸华堡洞位置，距离下游水跳岩支流汇口1.6 km，对站址泵站型式分析如下：

该段主河道较窄，正常蓄水位时宽度仅为120 m左右，若布置浮船泵站，浮船支臂长度就已经超过百米，故不能采用浮船泵站。该段河谷为“V”形河谷，靠近岸坡布置排架式泵站非常困难，无围堰施工条件，且水泵靠近河中心，阻断景区规划的航道，故不能采用岸边排架式泵站。若采用山体内地下泵站，目前电站已运行多年，地下水位线受库水位影响抬高，地下厂房施工困难，工程量大。因此较为经济合理的泵站型式为岸边地面式泵站+竖井+平洞取水。泵站布置8台长轴深井泵，设计扬程286 m，提水流量2.25 m3/s，装机容量1.28万kW。

图9 华堡洞泵站平面布置示意图

华堡洞取水泵站位于引子渡库区主河道右岸，出露地层为二叠系中统茅口组灰岩，地形坡度30～35°，地表覆盖层较浅，岩层缓倾右岸约10°，为逆向坡，坡面稳定性较好。华堡洞取水泵站由上部厂房、取水竖井和下平洞结构组成，泵站平面布置图见图9。

泵站上水管道沿坡面延伸至林家大坡附近的高位水池，长1010 m，水池水位1335.00 m，下游接输水倒虹管。倒虹管沿林家大坡、龙潭坝、梅家大坡、雷打岩、枫香田延伸至鸡场坝垭口，长5630 m，采用球墨铸铁管双管输水，管径1.1 m。倒虹管末端接鸡场坝渠道，设计同中线方案。

3 输水线路比选

根据三条走线方案布置，主要特征参数对比见表1。

表1 三条走线方案布置对比表

1）工程布置

北线方案长度是另外两条走线方案的1.25～1.32倍，中线和南线方案优。

2）地形地质条件

北线方案泵站布置地形地质条件较好，但隧洞下游端需穿过煤系地层和地质灾害区，地质条件差。中线方案泵站及隧洞地质条件均较好。南线方案取水泵站地势较陡，管道在雷打岩附近有煤矿开采的地质灾害，地表走管有一定影响。因此就地形地质条件而言中线方案最优。

3）建筑物布置

北线方案泵站布置条件较好，上水管穿过耕地，有一定影响。中线方案一级泵站同北线方案，上水管布置大部分为荒坡，二级泵站位于枫香田田坝北侧，上水管需穿过枫香田村寨，隧洞位于地下，对景区影响小，中线方案布置条件较好。南线方案除与中线相同的末端渠道外，其余全部为地表管道，需穿过村寨和小煤矿开采区，受地表地质条件影响因素多。因此从建筑物布置上看，中线方案受外界影响较小，布置较优。

4）施工组织

北线方案泵站地形条件较好，泵站距离现有公路高差约70 m，施工道路布置条件好；但隧洞明显增长，需设置施工支洞，且隧洞有近下游段在煤系地层内开挖施工，同时受到附近煤矿开采影响，施工风险非常大。中线方案一级泵站施工条件与北线方案一样，枫香田泵站距离现有公路仅150 m，地形宽缓，施工条件好。南线方案泵站距离现有公路高差约150 m，施工道路长，布置困难；取水泵站需进行竖井开挖和平洞开挖，平洞高程低于水库死水位，可实施性差，且根据引子渡近年运行水位资料来看，水库运行水位整体呈现抬高趋势（从流域来水量计算，电站运行水位低于设计运用水位），使得施工条件和施工风险非常大；此外输水管线沿山坡起伏布置，需要临时施工道路也较多。因此就施工条件而言中线方案最优。

5）工程占地和环境影响

工程占地方案，北线方案最少，中线次之，南线方案因管道铺设和施工临时道路，明显较高。根据斯拉河风景区范围分析，三条走线均要在景区布置泵站，输水线路北线在景区范围最少，中线最多，但中线方案多采用隧洞穿过，影响较小。南线方案输水管线长，沿坡面布置，对地表扰动大。因此从占地和环境影响而言中线方案最优。

6）泵站机电设备

单级提水方案水下深度相对较大，电动机容量较大、机组运行期间存在较大的风险性，而采用两级提水泵站扬程较低，水泵生产制造水平相对成熟。

7）工程投资

对三条走线分别进行近期规模和远期投资估算，投资对比见表2。从近期实施投资来看，南线方案投资最少。

远期扩容规模按1.51亿m3年供水量估算，泵站及输送管线需扩容，隧洞已满足远期输水要求，占地及水保等投资考虑到利用部分近期已实施的辅助工程因素，取与近期相同值。从远期总规模实施投资来看，南线方案投资最多，北线与中线投资相当。顺着社会经济发展，工程投资中建筑工程投资比重越来越低，占地和环保等投资比重越来越高，因此从远期总规模来看，南线方案与另外两个方案的投资差比计算更大。

就运行管理而言，南线和北线为一级泵站，北线方案扬程略低24 m～26 m，采用年供水量0.606亿m3估算，北线方案节省电费约300万元，北线方案较优。

就工程风险而言：北线方案隧洞受附近煤矿开采影响，施工风险明显大；南线方案库岸实施平洞竖井施工风险大，不确定因素多，管道沿山坡铺设，局部通过地质灾害区，运行管理有一定风险。因此就工程风险而言，中线方案最优。

综上所述可见，中线方案取水泵站同北线方案，输水线路末端同南线方案，综合了另外两条走线方案取水点水下施工少、风险小和末端翻越垭口、无穿越煤系地层隧洞的优点，同时线路中间段主要采用隧洞输水，后期扩容能力强，投资较优，且工程实施和运行风险最小，因此推荐采用中线输水方案。

表2 三条走线方案投资估算表 单位：万元

4 结论

通过对引子渡提水工程输水线路布置的综合分析，从工程地质条件、建筑物结构、工程布置、施工组织、工程占地和环境、泵站机电设备以及工程投资等方面进行综合考虑，最终选择中线为最优输水方案。