大型调水工程综合施工技术
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1.2 南水北调中线一期主体工程内容

南水北调中线一期主体工程由水源区工程、输水工程和汉江中下游治理工程三大部分组成。水源区工程为丹江口水利枢纽后期续建,输水工程为引江总干渠和天津干渠建设。

汉江中下游治理工程为兴隆水利枢纽、引江济汉、部分闸站改造、局部航道整治工程。

1.2.1 水源区工程

丹江口水库控制汉江60%的流域面积,多年平均天然径流量408.5亿m3,考虑上游发展,预测2020年入库水量为385.4亿m3。丹江口水利枢纽在已建成初期规模的基础上,按原规划续建完成,坝顶高程从162m加高至176.6m,设计蓄水位由157m提高到170m,总库容达290.5亿m3,比初期增加库容116亿m3,增加有效调节库容88亿m3,增加防洪库容33亿m3

为缓解调水对汉江中下游的不利影响,规划建设兴隆水利枢纽、引江济汉、部分闸站改造、局部航道整治工程。其中,兴隆水利枢纽的任务是枯水期壅高库区水位,改善库区沿岸灌溉和航运条件;引江济汉工程从长江荆州段龙洲垸引水至汉江潜江段高石碑,全长67.1km,任务是满足汉江兴隆以下生态环境用水和河道外灌溉、供水、航运需水要求,可基本解决中线一期工程调水对汉江下游“水华”的影响,解决东荆河的灌溉水源问题,并从一定程度上恢复汉江下游河道水位和航运保证率,缩短从长江到汉江的通航里程共637km。

1.2.2 输水工程

黄河以南总干渠线路受已建渠首位置、江淮分水岭的方城垭口和穿过黄河的范围限制,走向明确;黄河以北曾比较利用现有河道输水和新开渠道两类方案,从保证水质和全线自流两方面考虑,选择新开渠道的高线方案。

总干渠自陶岔渠首引水,沿已建成的8km渠道延伸,在伏牛山南麓山前岗垅与平原相间的地带,向东北行进,经南阳过白河后跨江淮分水岭方城垭口入淮河流域。经宝丰、禹州、新郑西,在郑州西北孤柏嘴处穿越黄河。然后沿太行山东麓山前平原,于京广铁路西侧北上,至唐县进入低山丘陵区,过北拒马河进入北京市境,过永定河后进入北京市区,终点是团城湖。

总干渠沟通长江、淮河、黄河、海河四大流域,需穿黄河干流及其他集流面积10km2以上河流219条,跨越铁路44处,需建跨总干渠的公路桥571座,此外还有节制闸、分水闸、退水建筑物和隧洞、暗渠等,总干渠上各类建筑物共936座,其中最大的是穿黄河工程。天津干渠穿越大小河流48条,有建筑物119座。

总干渠在黄河流域规划的桃花峪水库库区穿过黄河,穿黄工程规模大,问题复杂,投资多,是总干渠上最关键的建筑物。经多方案综合研究比较认为,渡槽和隧道倒虹两种型式在技术上均可行。由于隧道方案可避免与黄河河势、黄河规划的矛盾,且盾构法施工技术在国内外都有成功经验可借鉴,因此结合两岸渠线布置,推荐采用孤柏嘴隧道方案。穿黄河隧道工程全长约7.2km,设计输水能力500m3/s,采用两条内径8.5m圆形断面隧道。

1.2.3 汉江中下游治理工程

为缓解调水对汉江中下游的不利影响,规划建设兴隆水利枢纽、引江济汉、部分闸站改造、局部航道整治工程。其中兴隆水利枢纽任务是枯水期壅高库区水位,改善库区沿岸灌溉和航运条件;引江济汉工程从长江荆州段龙洲垸引水至汉江潜江段高石碑,全长67.1km,任务是满足汉江兴隆以下生态环境用水、河道外灌溉、供水及航运需水要求,可基本解决中线一期工程调水对汉江下游“水华”的影响,解决东荆河的灌溉水源问题,并从一定程度上恢复汉江下游河道水位和航运保证率,缩短从长江到汉江的通航里程637km。