運(yùn)如廣，段文君，孫富通

（天津市水利工程有限公司，天津 300222）

1 工程簡(jiǎn)介

穿黃工程是南水北調(diào)東線工程從東平湖至黃河以北輸水干渠的一段輸水工程，有出湖閘、明渠、埋管、隧洞和埋涵五部分。其中，埋管最長(zhǎng)，投資最大，施工難度也比較大。灘地埋管工程混凝土結(jié)構(gòu)型式為內(nèi)圓外城門(mén)洞型，內(nèi)徑 7.5 m、外徑 9.4 m、壁厚0.95 m。每10 m設(shè)置一道沉降縫，沉降縫采用橡膠止水。

2 技術(shù)難點(diǎn)及解決方案

灘地埋管工程緊鄰黃河，地下水位較高，補(bǔ)給充分，施工排水難度大；挖深17～19 m，邊坡穩(wěn)定面臨困難；埋管結(jié)構(gòu)型式為內(nèi)圓外城門(mén)洞型，內(nèi)徑7.5 m、外徑9.4 m，模板加固困難，容易出現(xiàn)安全事故；鋼筋為圓弧形，加工和安裝效率低，混凝土振搗容易出現(xiàn)質(zhì)量事故。針對(duì)以上技術(shù)問(wèn)題，施工現(xiàn)場(chǎng)成立了技術(shù)攻關(guān)小組，研究解決制約工程進(jìn)展的技術(shù)難題。

2.1 施工降水

灘地埋管工程緊鄰黃河，最近處只有50 m左右，施工降水是工程成敗的關(guān)鍵。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查，結(jié)合招標(biāo)文件的要求，在投標(biāo)階段施工單位采用了直徑400 mm、間距20 m的井點(diǎn)降水方案。在實(shí)施過(guò)程中，距離黃河較遠(yuǎn)的地方采取此種方案效果良好，達(dá)到了預(yù)期的降水效果。而距離黃河較近的地方，根本不能有效降低地下水位。所以，工程技術(shù)人員提出了幾種方案進(jìn)行比較：一是采用防滲墻方案；二是采用加密井距方案；三是采用井點(diǎn)結(jié)合輕型井點(diǎn)降水方案。經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較發(fā)現(xiàn)，第一種方案效果最好，但是投資較大；第二種方案簡(jiǎn)單直接，工程投資也較大。所以，在施工中采用了第三種方案，即井點(diǎn)結(jié)合輕型井點(diǎn)降水方案。此方法在距離黃河200～800 m的位置使用效果良好，而距離黃河200 m范圍內(nèi)則無(wú)法有效降水。針對(duì)距離黃河200 m以內(nèi)范圍，采用了加密井距的辦法，使井距變?yōu)?.5 m，同時(shí)同一降水井內(nèi)隔一跳一布設(shè)兩臺(tái)功率為4.5 kW潛水泵，進(jìn)行強(qiáng)排，經(jīng)過(guò)近3個(gè)月的排水，終于解決了排水問(wèn)題。

2.2 邊坡穩(wěn)定

埋管工程挖深17～19 m，施工設(shè)計(jì)邊坡比為1∶2。在土方開(kāi)挖過(guò)程中，在高程24 m左右出現(xiàn)了流沙現(xiàn)象，導(dǎo)致邊坡大面積滑坡。經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為，在高程24～25 m范圍內(nèi)存在一層粉砂層，在地下水及土壓力的作用下發(fā)生液化，產(chǎn)生滑坡。根據(jù)以上分析，采取果斷措施，實(shí)施打設(shè)木樁加固邊坡方案，即采用兩排木樁，木樁間距1 m，設(shè)置土工布、碎石反濾層，如圖1所示。經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，方案非常成功，及時(shí)阻止了邊坡滑坍。在實(shí)施過(guò)程中，曾經(jīng)發(fā)生邊坡滑動(dòng)推斷木樁的現(xiàn)象，通過(guò)補(bǔ)樁遏制了邊坡進(jìn)一步滑動(dòng)。

2.3 鋼筋加工與連接

埋管工程混凝土體型結(jié)構(gòu)的特殊性，決定了鋼筋的形狀為弧形?；⌒武摻畹募庸っ媾R著精度的考驗(yàn)，人工加工效率低，精度亦難以保證。為了解決加工精度問(wèn)題，經(jīng)多方調(diào)研，最后了解到有一種叫作彎弧機(jī)的機(jī)械。通過(guò)與廠家技術(shù)人員溝通，認(rèn)為：此種設(shè)備經(jīng)過(guò)改進(jìn)和試驗(yàn)，完全能夠加工本工程直徑22～28 mm的弧形鋼筋，而且加工的鋼筋精度好、效率高。加工精度問(wèn)題解決后，鋼筋連接仍然是一個(gè)難題。本工程技術(shù)要求采用焊接，鋼筋焊接后要保持在同一直線上，且焊縫要飽滿。但是，施工現(xiàn)場(chǎng)手工操作，效率不高，質(zhì)量不好控制，高空作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)高，所以需要找到一種高效率、高質(zhì)量的鋼筋連接方法。通過(guò)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)了在天津市水利領(lǐng)域使用的一種直螺紋套筒鋼筋連接新技術(shù)。此種方法屬于機(jī)械連接，施工效率高，質(zhì)量易保證。通過(guò)試驗(yàn)，獲得了成功。

2.4 模板制安

由于體型的特殊性，常規(guī)模板難以滿足混凝土澆筑的要求，必須采用異型模板。同時(shí)，由于是線性工程，決定了模板需要重復(fù)使用。因此，混凝土澆筑需要模板臺(tái)車(chē)。這種臺(tái)車(chē)既要克服混凝土的浮力，又要滿足體型的需要。而這種模板臺(tái)車(chē)沒(méi)有先例可循，只能根據(jù)工程本身來(lái)設(shè)計(jì)和制作。經(jīng)過(guò)調(diào)研考察類(lèi)似工程，底板模板臺(tái)車(chē)有2種臺(tái)車(chē)可選，一種為針梁式臺(tái)車(chē)，另一種為自行式有軌臺(tái)車(chē)。無(wú)論哪種臺(tái)車(chē)，都要通過(guò)自重和地錨拉力克服混凝土澆筑過(guò)程中產(chǎn)生的浮力。在試驗(yàn)過(guò)程中，2種底板臺(tái)車(chē)運(yùn)行很成功。頂部臺(tái)車(chē)設(shè)計(jì)成一種以內(nèi)模為主，外模為附的雙模行走臺(tái)車(chē)。實(shí)踐證明，臺(tái)車(chē)應(yīng)用效果良好。

2.5 混凝土澆筑

由于輸水工程的特殊性，本工程對(duì)混凝土抗?jié)B要求較高，對(duì)混凝土的抗裂性能要求亦較高。所以，在施工過(guò)程中要盡量采用適于保證混凝土抗裂性能的混凝土和施工工藝。根據(jù)這一要求，盡量采用和易性好、坍落度小、水泥用量少的混凝土拌合物。

在這種條件下，選擇一種快速便捷的混凝土運(yùn)輸設(shè)備便成為混凝土施工的關(guān)鍵。按照混凝土拌合物流動(dòng)性來(lái)分，混凝土可分為干硬性混凝土、塑性混凝土和流動(dòng)性混凝土。其中，干硬性混凝土主要用于壩體工程和公路工程；塑性混凝土和流動(dòng)性混凝土適用于各類(lèi)建筑物。所以，塑性混凝土和流動(dòng)性混凝土都適用于埋管工程。塑性混凝土是一種傳統(tǒng)的施工工藝，膠凝材料少、水化熱小、質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的抗裂性能；同時(shí)，又具有施工效率低、運(yùn)輸困難、振搗要求高等缺點(diǎn)。流動(dòng)性混凝土坍落度大、膠凝材料多、水化熱大，采用混凝土輸送泵施工方便靈活，施工效率高。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，決定采用塑性混凝土施工方案。由于埋管工程為線性工程，不能采用纜機(jī)、塔機(jī)等固定式澆筑設(shè)備。針對(duì)工程特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)調(diào)研對(duì)比，最終決定采用移動(dòng)式皮帶輸送機(jī)作為混凝土運(yùn)輸設(shè)備。

混凝土反弧部位極易產(chǎn)生氣泡。為解決這個(gè)難題，采取分薄層布料工藝，并在重要部位加設(shè)附著式振搗器振搗。澆筑底板時(shí)，在底部模板上設(shè)置排氣孔。

3 結(jié)語(yǔ)

南水北調(diào)穿黃工程是國(guó)家的重點(diǎn)工程，功在當(dāng)代，利在千秋。為建好本項(xiàng)工程，采取了科學(xué)的手段、先進(jìn)的工藝，克服了很多技術(shù)難題，工程質(zhì)量得到了根本保證。