郭凌波

(山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，太原 030024)

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輸水管線施工中導(dǎo)流圍堰技術(shù)的應(yīng)用探討

郭凌波

(山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，太原 030024)

在水利水電工程施工中，施工導(dǎo)流有著重要的現(xiàn)實(shí)意義，它將工程施工期間河道上游的來(lái)水按照既定的設(shè)計(jì)方式向下游導(dǎo)流，創(chuàng)造水利工程建設(shè)施工的干地條件，從而有利于水利工程施工。文章結(jié)合工作實(shí)踐對(duì)某水利工程輸水管線施工中導(dǎo)流圍堰技術(shù)的應(yīng)用作了簡(jiǎn)要探討。

輸水管線；導(dǎo)流 ；圍堰技術(shù)；應(yīng)用

0　引　言

眾所周知，水利工程中的施工導(dǎo)流是是水利水電工程施工中非常重要的一項(xiàng)工作，它是指在河床中修筑圍堰維護(hù)基坑，并將工程施工期間河道上游的來(lái)水按照既定的設(shè)計(jì)方式向下游導(dǎo)流，從而創(chuàng)造水利工程建設(shè)施工的干地條件。施工導(dǎo)流技術(shù)對(duì)于保障施工工程和水利建筑的安全、在既定的時(shí)間內(nèi)完成水利建筑物內(nèi)部的水排泄都具有重要的作用。

清徐原水直供工程位于山西省太原市，供水的水源為引黃水。引黃水經(jīng)由引黃聯(lián)接段工程，向西干渠分水工程以及汾河一壩西干渠進(jìn)入晉陽(yáng)湖，再采用輸水管道至受水區(qū)，從而解決太原市清徐縣、小店區(qū)和晉源區(qū)三縣區(qū)的工業(yè)和城鎮(zhèn)生活用水。該工程輸水主管線全長(zhǎng)38.2km，采用預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)，供水能力12 032 萬(wàn) m3/a，其中小店5264萬(wàn)m3/a、晉源518萬(wàn)m3/a、清徐6250萬(wàn)m3/a；首部設(shè)進(jìn)水加壓泵站，尾部設(shè)事故調(diào)蓄池、池后設(shè)加壓泵站至終端用戶[1]。輸水主線設(shè)有5個(gè)分水口、44個(gè)排氣閥井、8個(gè)排水閥井、6個(gè)流量計(jì)井、8座檢修閥室。該標(biāo)段工程中輸水管線建筑安裝施工作范圍是自輸水主線起點(diǎn)晉陽(yáng)湖加壓泵站，主線至小牛線后(樁號(hào)19+075)總長(zhǎng)21.6km輸水主線管道安裝及附屬建筑物施工。

1　施工導(dǎo)流圍堰總體方案

該標(biāo)段工程中管線穿越風(fēng)峪溝和汾河，穿河(溝)段施工時(shí)需要進(jìn)行施工導(dǎo)流，施工期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為非汛期5 a一遇，相應(yīng)的洪水流量分別為1m3/s和383m3/s。

本標(biāo)段地下水位埋深淺，多在0～13m之間，施工時(shí)需要采取降(排)水措施，創(chuàng)造干地施工條件才能保證管線工程的正常施工。根據(jù)管線埋深、土壤性質(zhì)、地下水埋深高度分別采用井點(diǎn)降水、明排、管井降水等降水措施進(jìn)行施工。

本標(biāo)段穿河(溝)段管線計(jì)劃在非汛期施工。

穿越風(fēng)峪溝時(shí)采用全斷面導(dǎo)流，先在風(fēng)峪溝外開挖導(dǎo)流明渠與風(fēng)峪溝上下河道相連，然后在此段河道上下游處修筑橫向?qū)Я鲊?，將此段河道改道，待此段施工完成后，拆除上、下游?dǎo)流圍堰，將河道恢復(fù)至原河道[2]。

穿越汾河時(shí)采用分期導(dǎo)流，先將汾河主河道改道至汾河中心線一側(cè)區(qū)域內(nèi)，然后在汾河另一側(cè)的管線上下游修筑連接汾河岸堤的施工圍堰，2個(gè)施工圍堰在汾河中心線附近相互連接，形成封閉區(qū)域進(jìn)行管線施工；此段管線施工完成后拆除施工圍堰，將主河道再改到已完管線一側(cè)的河道內(nèi)，采用同樣的方法在未完管線一側(cè)修筑圍堰、進(jìn)行管線施工、拆除上、下游施工圍堰、將河道恢復(fù)至原河道。

晉陽(yáng)湖加壓泵站引水建筑物施工導(dǎo)流方式采用臨湖一側(cè)修筑圍堰與原岸堤連接，圍堰將湖水和引水建筑物隔離，然后進(jìn)行引水建筑物施工，圍堰頂高與晉陽(yáng)湖北堤一致。

2　導(dǎo)流明渠及圍堰設(shè)計(jì)

圍堰平面設(shè)置是水利工程施工中圍堰技術(shù)的基礎(chǔ)和前提，水利工程導(dǎo)流中首當(dāng)其沖要解決的就是圍堰的平面設(shè)置問(wèn)題。平面設(shè)置問(wèn)題要將多種相關(guān)的要素考慮進(jìn)去，比如水利工程的整體構(gòu)造、水利工程施工整體方案的設(shè)計(jì)要求、圍堰施工的具體性要求等。另外，圍堰的平面設(shè)置還必須要考慮到施工排水設(shè)施布置是否便利、交通運(yùn)輸通道以及材料堆放平臺(tái)是否合理，在工程施工中還要保證基坑坡地和主體輪廓之間的距離在22～32m的范圍內(nèi)。另外，對(duì)于圍堰施工中的坑基開挖過(guò)程要注意，邊坡大小的確定必須要根據(jù)工程施工地點(diǎn)具體的地質(zhì)條件來(lái)確定，綜合考慮個(gè)方面因素，努力提升圍堰技術(shù)應(yīng)用水平。

本工程中，圍堰頂超出施工洪水水位≥0.5m，圍堰堰頂寬5m，邊坡為1∶1.5。圍堰設(shè)計(jì)斷面見(jiàn)圖1。渠道邊坡坡度為1∶1.5，長(zhǎng)度約100m[3]。導(dǎo)流明渠設(shè)計(jì)斷面見(jiàn)圖2。施工期圍堰滲水采用明排。

圖1　圍堰斷面圖

圖2　導(dǎo)流明渠斷面圖

3　圍堰的防滲、支護(hù)

3.1防滲漏、防沖擊處理

一般而言，圍堰是在水利工程導(dǎo)流過(guò)程中形成的產(chǎn)物，圍堰堰體必須做好加寬加固、防滲漏、防沖擊等處理才能很好的實(shí)現(xiàn)擋水、防滲的功用。眾所周知，圍堰技術(shù)最重要的作用就是防滲、防沖擊。防滲漏、防沖擊這2個(gè)關(guān)鍵的指標(biāo)對(duì)于圍堰技術(shù)而言是非常重要的。必須確保防滲漏、防沖擊的整體性能，保證圍堰工程的功能在實(shí)踐中的應(yīng)用成效。此外，在防滲漏、防沖擊過(guò)程中，水利工程專業(yè)技術(shù)人員必須嚴(yán)格遵循事前、事中、事后主動(dòng)控制和預(yù)防的原則，從一開始進(jìn)行圍堰施工起，就要認(rèn)真細(xì)致的做好防滲防漏的同步檢測(cè)工作。當(dāng)然，圍堰的布置和設(shè)置要經(jīng)過(guò)專家的驗(yàn)證確定，充分體現(xiàn)部署的科學(xué)性和合理性，努力推進(jìn)水利工程中的圍堰技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新。

3.2圍堰的支護(hù)

圍堰施工中，始終離不開圍堰的支護(hù)。圍堰支護(hù)也是圍堰技術(shù)的核心工作。支護(hù)施工過(guò)程中，黃土運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后組織人工裝袋，在進(jìn)行支護(hù)工作的過(guò)程中要把裝有黃土的袋子放好鋪平，操作中要講究上下左右錯(cuò)縫布置，能夠更好地借用木桿鉤工具將水中的土袋放置到位，并逐漸增加直至滿足高度的要求。另外，支護(hù)中要結(jié)合工程需求將鋼板打入土中適當(dāng)?shù)纳疃?，其間，為有效的防治圍堰滑移，要將土袋把堰體和鋼板之間的部分填充起來(lái)，同時(shí)也保證了圍堰的穩(wěn)定性，促進(jìn)了水利工程圍堰技術(shù)應(yīng)用可靠性的不斷進(jìn)步。

4　施工排水

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑刂沸畔⒉⒔Y(jié)合工地現(xiàn)場(chǎng)開挖探坑情況分析，本標(biāo)段宜采用井點(diǎn)降水和管井降水。井點(diǎn)降水和管井降水主要指將地下水位降低至設(shè)計(jì)管線基礎(chǔ)面以下，使基坑內(nèi)處于相對(duì)干燥狀態(tài)[4]。

4.1井點(diǎn)降水施工方法

4.1.1施工準(zhǔn)備

根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)備好所需的裝置、材料、濾管、集水總管及必要設(shè)施。并將場(chǎng)外排水溝開挖好、場(chǎng)區(qū)臨時(shí)施工道路修筑完成。

4.1.2井點(diǎn)系統(tǒng)的埋設(shè)

埋設(shè)井點(diǎn)管和程序?yàn)椋号欧趴偣堋猎O(shè)井點(diǎn)管→井點(diǎn)管與總管接通→安裝抽水設(shè)備。

為保證在施工時(shí)井點(diǎn)周圍砂濾層的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，沉設(shè)井點(diǎn)管采用套管法施工。

4.1.3井點(diǎn)監(jiān)測(cè)

1)流量觀測(cè)

基坑開挖前，在管道中心位置開挖探坑觀察地下水位情況，根據(jù)滲水量合理選擇排水方式。如開挖后滲水量較小則采用井點(diǎn)排水法，如滲水量較大，則采用井管法進(jìn)行降水。

2)地下水位觀測(cè)

在開始抽水時(shí)，每隔4～8h測(cè)一次，以觀測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的降水機(jī)能。排水3d后可開挖基坑觀察排水效果，待地下水位降到預(yù)定標(biāo)高時(shí)，可進(jìn)行開挖，開挖過(guò)程中應(yīng)繼續(xù)排水，防止地下水位上漲。

3)孔隙水壓力觀測(cè)

孔隙水壓力平常每天觀測(cè)一次。在有可能出現(xiàn)邊坡裂縫、基坑四周沉陷等異常情況時(shí)，必須增加觀測(cè)次數(shù)，每天≥2次。

4)沉降觀測(cè)

沉降觀測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在井點(diǎn)影響范圍之外。沉降觀測(cè)采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行。每天觀測(cè)1次，在異常情況下每天≥2次。

4.1.4井點(diǎn)拆除

井點(diǎn)系統(tǒng)的拆除要在管溝回填之后，拆除中可使用倒鏈或吊車將井點(diǎn)管拔出。拆除后所留下的孔洞要做好填塞工作。

4.2明排施工方法

明排施工主要針對(duì)滲水量較小、開挖深度較淺的部位，施工期間，在開挖溝槽兩側(cè)挖設(shè)排水溝，排水溝每隔一定距離設(shè)置龍頭坑，坑內(nèi)設(shè)置污水泵抽排至管溝兩側(cè)。管溝兩側(cè)排水溝斷面尺寸為0.5×0.6m，龍頭坑尺寸為1m左右。

5　結(jié)　語(yǔ)

當(dāng)前，圍堰技術(shù)在水利工程施工中推廣和應(yīng)用都較為廣泛，但要注意的是，圍堰是可以進(jìn)行組裝、拆除的一項(xiàng)臨時(shí)性擋水建筑物，以施工導(dǎo)流為代表的圍堰技術(shù)其改良和創(chuàng)新空間都非常大，實(shí)踐中我們還要不遺余力的進(jìn)行學(xué)習(xí)和探索。此外，圍堰技術(shù)實(shí)施中，施工人員要注重對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度檢查和滲透測(cè)試，確保圍堰的工程質(zhì)量和有效性。

[1]何麗榮.全段圍堰導(dǎo)流技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用[J].吉林農(nóng)業(yè)，2014(03)：41.

[2]朱文杰.水利施工中全段圍堰導(dǎo)流技術(shù)的應(yīng)用[J].江西建材，2014(24)：139.

[3]姚安軍.水利工程中鋼板樁圍堰施工技術(shù)實(shí)例[J].黑龍江水利科技，2011(06)：46-47.

[4]長(zhǎng)辦技術(shù)情報(bào)科.水利工程施工所用的兩種鋼板樁圍堰[J].人民長(zhǎng)江，1979(04)：40-50.

1007-7596(2016)06-0062-03

2016-04-12

郭凌波(1988-)，女，山西運(yùn)城人，助理工程師。

TV672.2

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