趙翼行

(遼寧省水利廳，沈陽110003)

1 工程概述

本工程所穿越的河流位于沈陽市內(nèi)，管線穿越本河流處為4 條管線兩管同槽，分為F 槽與C 槽。管道采用C30 混凝土基礎(chǔ)。

根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告:地下水位埋深為1.5 ～2.9 m，地下水類型為第四系孔隙潛水，主要接受大氣降水及地表水補(bǔ)給，并以地下徑流的方式排泄出去，主要含水層為粉細(xì)砂層，中等透水性，洪水期秀水河河水補(bǔ)給地下水。穿越秀水河樁號(hào)長度1 814 m，管道長度3 628 m。計(jì)劃安裝工期79 d，平均每天安裝強(qiáng)度10 節(jié)。

2 導(dǎo)流建筑物施工要點(diǎn)分析

本穿越工程導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為非汛期汛后5 a一遇。本著滿足導(dǎo)截流要求，結(jié)合工程進(jìn)度安排要求，過河主河床段穿越施工導(dǎo)流方法為:采用全斷面圍堰，導(dǎo)流明渠導(dǎo)流。導(dǎo)流分兩次進(jìn)行:一期導(dǎo)流修筑上下游圍堰和一期導(dǎo)流明渠，二期導(dǎo)流修筑二期上游圍堰和二期導(dǎo)流明渠。一期導(dǎo)流施工結(jié)束后拆除一期圍堰，開挖二期導(dǎo)流明渠和修筑二期圍堰，二期導(dǎo)流后施工至結(jié)束。

導(dǎo)流明渠為臨時(shí)工程，既要考慮秀水河水情，滿足導(dǎo)流要求，又要節(jié)約用地，合理安排。根據(jù)施工時(shí)段，按枯水期汛后流量設(shè)計(jì)導(dǎo)流。穿越的河流枯水期汛后流量為2.3 m3/s。故導(dǎo)流明渠應(yīng)滿足過水流量為Q =2.3 m3/s

導(dǎo)流明渠按上口寬5.5 m，底寬3.5 m，水深1 m經(jīng)計(jì)算滿足導(dǎo)流要求。

導(dǎo)流明渠標(biāo)準(zhǔn)斷面為倒梯形(坡比1∶1)，渠底高程為52.60 m。導(dǎo)流明渠與管線開挖的基坑距離要＞20 m。導(dǎo)流明渠采用彩條布防滲和防止沖刷破壞。圍堰結(jié)構(gòu)采用土石圍堰，堰頂高程53.60 m，堰頂寬3.0 m，迎水面坡比為1:2.0，背水面坡比為1∶1.5。迎水面擺放裝有沙土的編織袋防護(hù)，防護(hù)層厚度0.5 m。圍堰防滲采用復(fù)合土工膜(兩布一膜)。導(dǎo)流明渠采用1.6 m3挖掘機(jī)挖土，土方堆在明渠兩側(cè)以便回填。由于圍堰工程量較小，采用1.6 m3挖掘機(jī)就近取料，DL160 推土機(jī)攤鋪、壓實(shí)，迎水面人工擺放裝土編織袋，人工鋪設(shè)土工膜。在穿越段建筑物施工完成后，拆除圍堰;采用推土機(jī)推運(yùn)，就近平整，恢復(fù)原河道。導(dǎo)流明渠按照設(shè)計(jì)要求回填。

3 降排水施工要點(diǎn)分析

通過導(dǎo)流及降排水措施保證干地施工，滿足基坑開挖、管道安裝、防護(hù)、填筑施工的要求，方便設(shè)備和作業(yè)人員在工作面施工作業(yè)。

由于穿越過河段地質(zhì)為粉細(xì)砂，開挖降水方法采用管井降水結(jié)合明排。

本工程溝槽深度10 ～11 m，底寬11.5 m，放坡系數(shù)1∶1 ～1∶1.25。要求地下水位低于開挖基底≥0.5 m 以下，綜合考慮最小降深為12 m。本工程采用井點(diǎn)降水，同時(shí)基槽開挖也設(shè)置明溝，收集基槽中和邊坡局部滲出的地下水和其他施工時(shí)的地下水。本工程為雙線安裝，考慮施工場地布置及施工操作的影響及安裝順序，先降F 線溝槽地下水，C 線施工前再降C 線溝槽地下水。管井沿溝槽布設(shè)。

基槽降水的涌水量與施工現(xiàn)場水文地質(zhì)條件、基槽的形狀、大小及補(bǔ)給水邊界條件等有關(guān)。根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告所提供的工程水文地質(zhì)條件，本工程降水按無壓非完整井計(jì)算。滲透系數(shù)K =4 ～8 m/d，取6 m/d，濾水管確定長l =2 m。井點(diǎn)沿溝槽外緣布置。

3.1 井點(diǎn)管埋深

式中:H 為井點(diǎn)管埋設(shè)深度，m;H1為井點(diǎn)管埋設(shè)至基槽底面的距離，m;△h 為降水后地下水位至基槽底面的安全距離，m，一般為0.5 ～1 m;i 為水力坡度，單排線狀井點(diǎn)可取1/4;L 為井點(diǎn)管至水井中心的水平距離，m;l 為濾管長度，m，經(jīng)計(jì)算H =17.8 m，取18 m。。

3.2 影響半徑R

式中:S 為井點(diǎn)管內(nèi)水位降深值，m;取15 m;H =S+L=17 m;R =207 m。

3.3 有效深度H0

3.4 基槽涌水量

采用大口井法來預(yù)測基槽涌水量。將窄長式基槽看作一個(gè)“大井”，本方案按100 m一單元計(jì)算，其計(jì)算半徑

基槽滲水量Q = 1.364K ×(2H0－S)S/(lg(R +X0)－ lgX0)=7 929 m3/s。

3.5 每根井點(diǎn)最大出水量計(jì)算

式中:L 為有效過濾器長度，本工程取值為2.0 m;d為濾水井管半徑，本工程取值為0.3 m。

3.6 確定井點(diǎn)數(shù)

n = 1.1 × Q/q =25.4 取28。

3.7 井點(diǎn)管最大間距

D =100/14 =7 m。

3.8 抽水設(shè)備選擇

每一個(gè)管井安裝一臺(tái)水泵進(jìn)行抽水，由于本工程降水深度較大，考慮到潛水泵安裝簡便、耗能少、效率高、成本低，采用深井泵式潛水泵。根據(jù)井點(diǎn)的進(jìn)水量，選用潛水泵型號(hào)為150QJ 32—30。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，井點(diǎn)沿基槽外緣每7 m鉆井一眼。施工中根據(jù)降水效果適當(dāng)調(diào)整。

在兩側(cè)距離井點(diǎn)2 m 處設(shè)置排水溝，將地下水明排至自然溝渠。排水溝底寬0.5 m，溝底鋪設(shè)塑料布防止水回滲。在溝槽內(nèi)兩側(cè)設(shè)置排水溝，但它只是收集基槽中和坑壁局部滲出的地下水和其他施工時(shí)的地下水，將收集的水通過泵排到地面排水溝內(nèi)。降水井鉆孔直徑為φ600，全孔下入外徑φ400，內(nèi)徑φ300 的無砂濾水管，管底封死，管外填濾料。濾料的規(guī)格2 ～7 mm。濾料填至孔口以下1.0 m，上部回填粘土封至孔口。

4 管線開挖技術(shù)要點(diǎn)分析

溝槽分3 層開挖:

1)第一層開挖高度4 m，第二層開挖高度4 m，第三層開挖至管底高程以上200 mm，該層開挖高度3 m，溝槽深度按管道埋深6 m 覆土考慮。第一層、第二層開挖工作面的距離控制在100 ～200 m。

第一層開挖2 臺(tái)液壓反鏟配合，沿縱向退挖甩土出槽后，再用推土機(jī)推運(yùn)至堆土區(qū)。

2)第二層開挖3 臺(tái)2.1 m3挖掘機(jī)(開挖)和4臺(tái)1.6 m3挖掘機(jī)(甩土)配合，沿縱向退挖甩土出槽后，再用挖掘機(jī)甩土至堆土區(qū)。

3)第三層開挖采用1 臺(tái)液壓反鏟甩土至第二層，由第二層反鏟甩土出槽［1－3］。

5 基礎(chǔ)混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)分析

所有材料提前進(jìn)場并完成實(shí)驗(yàn)檢測，儲(chǔ)存數(shù)量滿足3 ～5 d施工需要。儲(chǔ)存散裝水泥200 t，滿足3 d施工需要。儲(chǔ)存粉煤灰100 t，滿足4 d混凝土施工需要。儲(chǔ)料場儲(chǔ)存粗細(xì)骨料1 000 m3，滿足3 d施工需要。所有拌合和運(yùn)輸設(shè)備提前進(jìn)行檢修保養(yǎng)，確保設(shè)備完好率。設(shè)置集中拌合站，拌和系統(tǒng)配備JS1000 拌和機(jī)一臺(tái)及PL1600 型三斗自動(dòng)化配料系統(tǒng)一臺(tái)，以及相應(yīng)的輸助設(shè)施。配料機(jī)采用全自動(dòng)微機(jī)控制，電子稱量配料。拌合系統(tǒng)占地面積800 m2，輔助設(shè)施主要有:水泥罐2個(gè)，粉煤灰罐1個(gè)，儲(chǔ)存散裝水泥200 t，儲(chǔ)存粉煤灰100 t，20 m3水箱一個(gè)，儲(chǔ)料場一處，總?cè)莘e1000 m3。各骨料堆之間設(shè)置1.2 m 高磚砌擋墻，防止骨料混雜。拌和機(jī)生產(chǎn)率為30 m3/h，有效利用率按80%計(jì)算，生產(chǎn)混凝土24 m3/h。每10 h一班可生產(chǎn)混凝土240 m3。按照混凝土施工強(qiáng)度，每天完成25 m，混凝土方量為25 m×10 m3/m =250 m3，按照兩班生產(chǎn)拌合能力滿足要求?；炷吝\(yùn)輸配備6 臺(tái)12 m3攪拌運(yùn)輸車，按每車次運(yùn)輸10 m3計(jì)算，運(yùn)距18k m，車速按平均30 km/h計(jì)算，往返一趟需1.2 h，裝車時(shí)間0.5 h，卸料時(shí)間按1 h計(jì)算，混凝土澆筑每個(gè)循環(huán)需要2.7 h，加上不確定因素，按每個(gè)循環(huán)3 h計(jì)算，每臺(tái)罐車每天運(yùn)輸5 趟，6 臺(tái)車每天運(yùn)輸300 m3混凝土，滿足混凝土澆筑需要。

6 管道安裝施工技術(shù)要點(diǎn)分析

管道安裝采用中聯(lián)QUY350 履帶吊安裝。管道安裝為4 管分槽鋪設(shè)。當(dāng)QUY350 履帶起重機(jī)起重為66.1t 時(shí)，作業(yè)(回轉(zhuǎn))半徑達(dá)28 m(超起配重50 t見QUY350 工況載荷表)，滿足本工程安裝作業(yè)的需要。

表1 QUY350 工況載荷表

7 格柵石籠技術(shù)要點(diǎn)分析

1)石材:采用卵(塊)石，尺寸:80 mm ＜D ＜250 mm;級(jí)配較好，不均勻系數(shù)≥5。

2)土工格柵應(yīng)為黑色，網(wǎng)孔大小、形狀均勻，抗拉強(qiáng)度≥30 kN/m;格柵的任一部分在陽光下曝曬25年后，其抗拉強(qiáng)度不小于初始抗拉強(qiáng)度的90%;雙向土工格柵，AL≤50 mm;AT≤50 mm。

3)格柵連接材料采用高密度聚乙烯(HDPE);單根繩子抗拉強(qiáng)度≥20 kN;格柵搭接重合寬度:≥50 mm。

穿越河流格柵石籠需塊石2.4 萬m3，每天需要塊石300 m3，考察了石場儲(chǔ)量與質(zhì)量并取樣試驗(yàn)，3家石場儲(chǔ)量滿足施工要求，質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。做到提前訂貨，確保供應(yīng)。土工格柵提前2個(gè)月進(jìn)場，做好試驗(yàn)檢測工作，確保材料合格，滿足設(shè)計(jì)要求。土工格柵的鋪設(shè)應(yīng)滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，并盡量減少接縫的數(shù)量，土工格柵的鋪設(shè)應(yīng)與周邊填筑同步。

8 土方回填技術(shù)要點(diǎn)分析

堆土區(qū)側(cè)采用反鏟挖掘機(jī)送土到基坑。另一側(cè)采用土方開挖區(qū)運(yùn)回的開挖土料，反鏟挖掘機(jī)送土到基坑，反鏟回填高度距回填面不超過1.0 m。管道之間回填采用16 m 長臂反鏟挖掘機(jī)送土順簡易溜槽下料到基坑，嚴(yán)禁在管道上方高處傾倒回填料。基坑內(nèi)采用人工鋪料。管道之間的回填壓實(shí)應(yīng)與管道至溝槽壁之間的回填壓實(shí)對稱進(jìn)行，每側(cè)回填高度差不應(yīng)超過一層填筑厚度，做到兩側(cè)同時(shí)回填均勻上升。管頂以上500 mm 范圍內(nèi)采用挖掘機(jī)填土、攤平;當(dāng)土回填到PCCP 管頂部1 m 時(shí)，采用推土機(jī)推土到位。

9 結(jié) 論

本工程施工，導(dǎo)流、降排水和快速安裝、回填四個(gè)施工工序在整個(gè)施工工序中占有舉足輕重的作用。本著滿足導(dǎo)截流要求，結(jié)合工程進(jìn)度安排要求，過河主河床段穿越施工導(dǎo)流方法采用全斷面圍堰，導(dǎo)流明渠導(dǎo)流。PCCP 可在不同類型的地形基礎(chǔ)上進(jìn)行安裝，主要有素土平基、弧形砂基以及砌筑基礎(chǔ)。所謂砌筑基礎(chǔ)是指條形支墩和片石灌漿支撐，主要是用在地基承載力較差地段，需要對地基進(jìn)行處理，由其實(shí)在過河施工段，降水效果的好壞決定了安裝質(zhì)量的成敗。在過河段施工，應(yīng)開挖及時(shí)，降水及時(shí)，安裝速度要加快，把功效提高到最高。

［1］張社榮，張彩秀，顧巖. 預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工及數(shù)值分析［M］. 北京:中國水利水電出版社，2009:25 －26.

［2］李鵬程，預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)工程［M］. 北京:中國水利水電出版社，2012:11 －13.

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