梁文深

(東莞市謝崗鎮(zhèn)水務工程運營中心，廣東 東莞 523000)

1 工程概況

1.1 工程現(xiàn)狀

謝崗鎮(zhèn)隸屬于廣東東莞，位于東莞市東部，其地勢高低不平。地貌類型主要為丘陵臺地、沖積平原。勘察區(qū)地勢低洼，大部分為易于積水的埔田及魚塘溝渠，鎮(zhèn)域整個形成一個身北的漏斗狀集雨區(qū)。周邊地表水系發(fā)育，現(xiàn)境內(nèi)主要河流有5條截洪渠，過境主要河流有潼湖水謝崗涌和石鼓水。截洪渠之間的區(qū)域為澇區(qū)，通過支渠與謝崗涌、截洪渠相連，通過泵站強排解決區(qū)域內(nèi)澇。謝崗鎮(zhèn)降雨主要集中在4—9月份，暴雨類型主要有鋒面雨和臺風雨。從降水量及過程特征分析，造成局部地區(qū)洪澇災害的降水主要為短歷時暴雨，其特點是暴雨歷時短、強度大。流域洪水由暴雨形成，洪水出現(xiàn)時間與暴雨出現(xiàn)時間相一致，本區(qū)屬于南方濕潤地區(qū)，一般為蓄滿產(chǎn)流，且產(chǎn)流量較大，洪水快漲緩落，洪水歷時大多在1 d左右。為構建便捷高效交通運輸體系、循環(huán)利用現(xiàn)代水務體系和安全可靠防災減災體系，東莞粵海銀瓶合作創(chuàng)新區(qū)進行排水系統(tǒng)改造，解決粵海銀瓶創(chuàng)新區(qū)雨水排澇主要渠系及主干管網(wǎng)問題，是謝崗鎮(zhèn)總體規(guī)劃實施的需要，也是區(qū)域地塊整合利用的需要。

1.2 主要問題分析

(1)現(xiàn)狀防洪能力不足。根據(jù)地形圖，防洪岸堤與現(xiàn)狀地面標高基本一致，堤防將園區(qū)核心地區(qū)分為四個澇區(qū)。根據(jù)水動力數(shù)學模型計算結果可知，在遭遇潼湖流域 10 a一遇洪水，同時園區(qū)內(nèi)發(fā)生50 a一遇洪水時，趙林截洪渠、謝崗截洪渠、大厚湖截洪渠、黎村截洪渠洪水位均達到 11.0～11.5 m，已超過現(xiàn)狀河堤高程，均不能滿足防洪需求。

(2)河道淤積較嚴重。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人口的劇增，建設用地需求增大，對河道進行縮窄、侵占、堵塞，廢棄堰壩及岸邊建筑物等造成過流斷面縮窄，底泥的嚴重淤積，導致河道過流斷面萎縮，嚴重影響河道的過流能力及可調(diào)蓄能力，尤其對于各截洪渠受謝崗涌洪水頂托后渠內(nèi)水位較高，淤積后的河道斷面必然增加防洪壓力，因此針對防洪現(xiàn)狀實施相應清淤、清障工程顯得尤為必要。

(3)防洪排澇安全性較低。周邊地塊原本多為魚塘，工業(yè)園的開發(fā)和建設使下墊面發(fā)生變化，調(diào)洪能力降低，使得片區(qū)洪澇災害加重。另外，工業(yè)園建成后，片區(qū)地塊的重要性將大大提高。因此，工業(yè)園的開發(fā)建設，需首先解決片區(qū)的排澇問題。項目區(qū)現(xiàn)有的排水系統(tǒng)也隨著項目工程的實施被打亂，局部排渠將被填埋，洪水威脅加劇。因此，為滿足片區(qū)防洪要求，建立完善的防災減災體系，落實水利發(fā)展規(guī)劃，建設防洪排澇工程，保障片區(qū)社會經(jīng)濟防洪排澇安全，實施本項目是必要的。

2 排水系統(tǒng)改造升級措施

2.1 排水渠布置

工程采用1∶2邊坡開挖，根據(jù)水力計算結果確定斷面尺寸，邊坡迎水面常水位以上采用草皮護坡，符合目前環(huán)保及土地利用規(guī)劃要求，且每米排渠單價最小。缺點為同等排水規(guī)模下工程占地較大，在社會經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)受用地條件限制，較難征地。本工程綜合考慮在規(guī)劃用地滿足要求的情況下優(yōu)先推薦采用土渠梯形斷面以節(jié)省造價，在用地范圍較小的區(qū)段采用階梯式生態(tài)擋墻斷面，在無法征地修建明渠位置采用箱涵斷面。

2.2 新建泵站布置

2.2.1 泵站設計

泵站廠房為正面進水，廠房長軸平行于堤軸線布置，總裝機容量1120 kW，裝機臺數(shù)4臺，水泵采用立式軸流泵，單機設計排澇流量為4.1 m3/s，總排澇流量16.4 m3/s，滿足設計流量、揚程要求，需占地更小，且泵站在運行時，運行更方便。采用濕室型泵房，順水流方向長22.5 m，寬29.7 m。泵房分主廠房、副廠房、檢修間、自排閘。泵房共有6跨，第一跨(順水流方向由左往右)設閘門庫及循環(huán)水池，第二至五跨設4臺機組流道，第6跨為自排閘流道。自排閘凈寬4 m。

根據(jù)水泵設計選型手冊，兩泵機組中心距最少需3.5 m，結合電氣設備及樓梯、衛(wèi)生間布置需要，最終確定泵房跨度均為4.8 m。泵站為濕室型泵房，主要特點是下部為濕室，即一個與前池相通的進水池。濕室不僅起著進水池的作用，同時濕室中的水重可以平衡部分水的浮托力，增加泵房的整體穩(wěn)定性。泵房的結構形式為箱式濕室型，泵房三面擋土、每臺水泵之間設隔墩。

泵站廠房垂直于堤線布置，廠房輪廓線距原堤內(nèi)側堤腳最近約2.7 m，廠房順水流總長度為22.5 m。泵房按照進水方向依次分為二道攔污柵兼檢修門槽、副廠房、主廠房、防洪閘。副廠房上游側設置2.7 m長二道攔污柵兼檢修門槽段。經(jīng)機組間距要求計算，擬定主廠房長29.7 m，寬7.5 m，機組間距4.8 m，主廠房上部框架安裝吊車梁及橋式桁車，吊車最大起重量初估160 kN。出水側設置檢修孔及防洪閘，檢修孔尺寸1.2 m×1.8 m，共設4個檢修孔，頂面高程11.9 m，機組水泵出口自由側翻式拍門設于檢修井內(nèi)。另利用開挖棄土整平場區(qū)地面高程到9.8 m。

2.2.2 穩(wěn)定性分析

根據(jù)《泵站設計標準》(GB 50265—2022)，利用泵站基底應力和泵站抗滑計算公式可計算各工況下泵房的整體穩(wěn)定。在各種工況下，泵房抗滑穩(wěn)定計算結果見表1。

表1 泵房抗滑穩(wěn)定計算成果

從表1可見，泵房的抗滑穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。

3 主體工程管控措施

3.1 水泥攪拌樁施工控制要點

水泥攪拌樁開鉆之前，首先用水清洗整個管道并檢驗管道中有無堵塞現(xiàn)象，待水排盡后方可下鉆。為保證水泥攪拌樁樁體垂直度滿足規(guī)范要求[1-3]。在主機上懸掛一吊錘，通過控制吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等來進行控制[4]。對每根成型的攪拌樁質(zhì)量檢查重點為水泥用量、水泥漿拌制的罐數(shù)、壓漿過程中是否有斷漿現(xiàn)象、噴漿攪拌提升時間以及復攪次數(shù)。

為確保樁體每米摻合量以及水泥漿用量達到設計要求，每臺機械均應配備電腦記錄儀。同時現(xiàn)場配備水泥漿比重測定儀，以備監(jiān)理工程師和項目經(jīng)理部質(zhì)檢人員隨時抽查，檢驗水泥漿水灰比是否滿足設計要求。水泥攪拌樁施工采用二噴四攪工藝。第一次下鉆時為避免堵管可帶漿下鉆，噴漿量應小于總量。水泥攪拌樁施工完成后，根據(jù)相關規(guī)范要求進行樁身質(zhì)量和承載能力的檢測，檢測合格后方能進行上部結構工程施工。

3.2 機電設備安裝控制要點

及時調(diào)整泵基礎層、電機基礎層與流道進口基礎層三者相互之間的垂直高差及2個支座相對于基礎的對稱情況[5]。調(diào)整斜墊鐵，校正支座水平度在0.05 mm/m以下，并使支座下表面與斜墊鐵完全接觸，對好中心線，然后灌漿固定地腳螺栓。

在進口密封組件上放置枕木或槽鋼、工字鋼及其他支撐物，不得損壞密封壓蓋結合面，將組裝好的轉(zhuǎn)子體組件安放在上面。用天車的主鉤和副鉤同時吊起組裝好的主軸部件，用套筒螺母將泵軸拉桿與下拉桿聯(lián)結好，并點焊以防松脫，然后將主軸與轉(zhuǎn)子體聯(lián)結緊固[5]。同時在泵支座上放置好支撐物，吊起導葉體穿過主軸放在上面。安裝橡膠軸承，以定位銷定位并連接好，與導葉體固定。再裝好導水錐。

吊起中間接管與導葉體連接牢固，結合面涂密封膠。再吊起該組合件，撤去支撐物，放在支座上。檢查中間接管精加工面的水平度，確認水平度在0.05 mm/m以內(nèi)[6]。如不能滿足此要求，調(diào)整斜墊鐵，直至達到要求。待地腳螺栓孔內(nèi)的第一次混凝土徹底硬化后，擰緊地腳螺栓的螺母，將泵支座固定[7-8]。

3.3 生態(tài)保護措施

施工期間，禁止施工人員亂砍濫伐、隨意開挖。本工程破壞的植被是本地的常見物種，采取適地適樹的生態(tài)學原則恢復植被。生態(tài)恢復工作在施工臨時用地完工后立即進行。依據(jù)項目水土保持方案，嚴格落實項目水土保持措施。

施工過程中，采用先進的施工工藝及作業(yè)設備；合理控制施工強度，并盡量縮短水下作業(yè)時間，以降低水下作業(yè)對水生生態(tài)環(huán)境的影響。加強施工設備的管理和維護，杜絕泄露石油類物質(zhì)以及所運送的建筑材料等，減少對水生態(tài)環(huán)境污染的可能性。

4 經(jīng)濟評價

4.1 經(jīng)濟效益評價

本工程屬于社會公益性建設項目，沒有直接財務收入，經(jīng)濟評價以國民經(jīng)濟評價為主，不進行財務評價，僅從正常運行的角度進行財務分析，提出維護工程正常運行的年運行管理費用來源，其計算結果見表2。

表2 國民經(jīng)濟評價成果

由表2可見，在折現(xiàn)率8%情況下，該工程的經(jīng)濟內(nèi)部收益率均大于規(guī)定的社會折現(xiàn)率，經(jīng)濟凈現(xiàn)值大于零，經(jīng)濟效益費用比>1.0。本工程在經(jīng)濟上是合理的。

4.2 敏感性分析

影響項目經(jīng)濟評價指標的主要因素是項目的費用與效益，考慮到計算期內(nèi)各種投入物，產(chǎn)生物價格可能發(fā)生變動，預測的各種指標可能會出現(xiàn)誤差，為此對項目費用與效益計入浮動指標，估算項目可能承擔的風險，進行敏感性分析。本項目在費用和效益單項浮動10%時，各項經(jīng)濟指標仍能滿足《建設項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)》及《水利建設項目經(jīng)濟評價規(guī)范》(SL 72—2013)要求，說明該項目具有一定的抗風險能力。

工程的效益主要是防洪排澇的效益，考慮到工程計算期內(nèi)預測的效益可能偏小或偏大，因此按效益減少10%分析對評價指標的影響。投資變化按增加10%分析對國民經(jīng)濟評價指標的影響程度。在折現(xiàn)率8%情況下，分析成果見表3。

表3 敏感性分析成果

工程的實施解決了粵海銀瓶創(chuàng)新區(qū)雨水排澇主要渠系及主干管網(wǎng)問題，促進與域內(nèi)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，改善居民的生活質(zhì)量，工程在經(jīng)濟上合理，社會效益顯著。

5 結 語

工程實施以后，東莞粵海銀瓶合作創(chuàng)新區(qū)排水速度加快，在同等強度面雨量情況下，減少或免除地區(qū)積水以及由此引起的經(jīng)濟損失和不良的社會影響，提高了粵海銀瓶合作創(chuàng)新區(qū)防澇抗災能力。工程建設有利于規(guī)劃區(qū)行洪排澇，減少積水阻斷交通的不利影響，減輕汛期淹沒損失，本次整治工程的實施，對促進謝崗經(jīng)濟的穩(wěn)定、持續(xù)和高速發(fā)展，保護人民生命財產(chǎn)安全將發(fā)揮巨大作用，社會經(jīng)濟效益顯著。