徐州市市政设计院有限公司江苏徐州市221002
摘要：本文以骆马湖水源地取水工程为例，重点研究箱式取水头部在工程中的应用。分别从结构选型、基础形式、以及施工方案等方面介绍箱式取水头部的特点，并通过和其他形式取水头部的对比，论证选型的合理性。
取水头部是给水工程最为关键性的起点，涉及到如何将骆马湖的优质原水引至取水泵站，再输送到水厂，经处理后将优质水输送到徐州市千家万户。因此，取水头部形式、取水头部结构形式、基础形式和施工方案均是给水工程项目的重难点之一，应予以重视。
1取水头部形式选择
骆马湖属淮河流域沂沭泗水系,介于北纬34°0′～34°14′，东经118°6′～118°16′之间，地跨徐州、宿迁两市结合部12个乡镇。骆马湖洪、枯水位变幅不大（最高水位25.79m，1%频率洪水位24.79m,常水位为22.79m，最低枯水位20.29m，洪枯水位最大变幅4.5m）。拟取水处湖面宽阔，常水位水深较深，达到10～15m。
拟建工程的取水量为80万m3/d，同时根据骆马湖取水口水下地形情况和类似工程的实践经验，较合适的取水头部有两种型式可供选择：箱式取水头部和桩架式取水头部。
（1）方案一：桩架式取水头部
一般采用钢管桩或预制钢筋混凝土管桩，将桩打入河床，在框架周围采用格栅加以围护，防止漂浮物进入。适用于河床较为稳定、地质宜打桩、枯水位水深较深和水位变化不大的情况。
（2）方案二：箱式取水头部
箱式取水头部箱体为钢筋砼结构，在其侧面设置进水窗口，并安装拦污格栅，引水管深入箱体内取水。对于规模较大的箱式取水头部，箱体宜采用预制构件，分成几部分先在岸上制作完毕，浮运至取水点，再在水下进行拼装就位；基础采用钻孔灌注桩。正常情况下箱体下湖底局部挖深3m左右，箱体嵌入湖底，与灌注桩连接。
2优缺点比较
两个方案的优缺点比较见下表。
根据取水点位置和水下地形图，拟建取水头部所处位置距离大堤约2.1km，在枯水位情况下取水点处水深还有约11m。
根据引水管进水口淹没水深、悬空高度等应满足其有关水力条件的设计要求，采用桩架式取水头部均能满足相关要求；而且桩架式取水头部更利于取得中层以上的优质湖水。而箱式取水头部施工难度相对较大，由于水深较深，如若取中上层优质湖水，同时还应考虑箱体崁入湖床一定的深度，箱体总高度要大于12m，更增加了箱体制作、安装就位的施工难度。
综合上述，针对本工程取水点水深较深，湖床较为稳定等特点，考虑到桩架式取水头部具有有利于取得中上层优质湖水、施工难度相对较易，而且投资也低，推荐采用桩架式取水头部。
2取水头部的结构选型
本项目取水头部位于取水头部位于骆马湖内，距离岸边约2.1km。
根据工艺选定的尺寸及形式，取水头部采用箱体结构，平面尺寸16.0×8.0m，高约10m，常用的有钢筋混凝土结构或钢结构，一般均在岸上制作，水下安装，由于取水头部距岸边约2.1km，需用船运或浮运至取水口，取水头部若采用钢筋混凝土结构，由于重量太重，需分节制作，然后浮运至头部位置，进行水下安装。根据以往经验，若取水头部距岸边较近时，采用钢筋混凝土箱体结构，施工较为方便，若距离较远，因其自重较大，浮运和吊装、安装过程中的不确定因素较多，施工较为不便，考虑骆马湖的水环境条件，采用钢框架箱体结构时，结构重量大大减轻，可浮运也可船运至头部位置，在吊装及安装过程中容易操作。综合以上，取水头部拟采用钢框架箱体结构。
3取水头部的基础形式
根据在取水口附近现场调查的情况和取水口湖底附近的地形地貌，骆马湖湖区范围内采砂船较多，且采砂深度可达50多m，因此本工程采用DN800的钢管桩作为取水头部的基础，待下一步结合地质勘查结果再优化设计。
4取水头部的施工方案
取水头部的设计方案与施工密切相关，结构设计时首先应考虑取水头部结构的安全、质量和投资，在满足以上条件的同时，尽可能给施工提供方便。由于取水头部位于湖中，可租用采砂船并加以改装、加固，用于吊装、运输及打桩。临时租用湖堤外侧空地作为取水头部制作场地，取水头部总高约10m，分2节制作，每节高约5m，制作完毕后，利用吊车和船吊转至运输船上，运至取水口位置。将打桩机固定在改装后的船上施打取水头部的DN800钢管桩，打桩完毕，在取水头部运至后，用船吊将头部吊装，潜水员配合安装，水面设浮标进行标示。
参考文献
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