引調(diào)水工程施工技術(shù)的應(yīng)用

張愛(ài)峰

(莆田市供水公司，福建莆田351100)

我國(guó)是全球13個(gè)人均水資源最貧乏的國(guó)家之一。雖然我國(guó)淡水資源總量占全球水資源的6%，達(dá)28 000億m3，居世界第四位，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，但我國(guó)人口眾多，人均只有2 300 m3，在世界上名列121位，僅為世界平均水平的1/4、美國(guó)的1/5。另外，我國(guó)還存在大量難以利用的洪水徑流以及散布在偏遠(yuǎn)地區(qū)的地下水資源等，因此，我國(guó)現(xiàn)實(shí)可利用的淡水資源量則更少，僅為11 000億m3左右，人均則僅有900 m3，并且其分布極不均衡。如此一來(lái)，引調(diào)水工程的重要作用是不言而喻的。這就要求對(duì)有限的水資源進(jìn)行合理調(diào)配，興建部分引調(diào)水工程，使有限的水資源發(fā)揮更大的利用效率和效益，更好地支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

1 國(guó)內(nèi)外重要引調(diào)水工程

1.1 國(guó)外重要引調(diào)水工程

1)美國(guó):加利福尼亞州北水南調(diào)工程是美國(guó)規(guī)模最大的引調(diào)工程。建立了22座泵站，9座水電站以及23座水庫(kù)，每年調(diào)水量達(dá)到51.8億m3。

2)原蘇聯(lián):原蘇聯(lián)80%的地表徑流分布在原蘇聯(lián)東部幾條大河，從20世紀(jì)中葉后開(kāi)始修建引調(diào)水工程，目前已擁有大中型引調(diào)水工程15處。

3)巴基斯坦:1965—1970年，修建了規(guī)模巨大的西水東調(diào)工程，主要修建了括2座大壩、5個(gè)攔河閘和1個(gè)帶有閘門(mén)的虹吸工程，開(kāi)挖8條相互溝通的連接渠道，以及400座附屬建筑物。

4)法國(guó):1964年法國(guó)開(kāi)工修建了普羅旺斯向凡爾頓引水工程，主要是挖了120 km的隧洞和90 km的明渠，并且還包括了300 km的有壓供水管和渠網(wǎng)。

5)日本:第二次世界大戰(zhàn)后，政府修建了利根川引水工程;1981—1990年修建了愛(ài)知引水工程。

1.2 國(guó)內(nèi)重要引水工程

1)都江堰引水:都江堰引水工程是我國(guó)最古老的水利工程。修建于公元前227年，其主要特點(diǎn)是無(wú)壩引水，至20世紀(jì)60年代引水灌溉成都平原面積已達(dá)45.2萬(wàn)hm2，是至今為止全世界年代最久的大型水利工程，被評(píng)為了世界文化遺產(chǎn)。

2)南水北調(diào):南水北調(diào)工程是目前世界上規(guī)模最大的調(diào)水工程，包括東線工程、中線工程和西線工程。

3)引黃入晉:引黃入晉工程，顧名思義，就是將黃河水調(diào)入山西，是目前我國(guó)最大的跨流域大型引調(diào)水工程，包括總桿線、南干線和北干線3部分。

4)引灤入津:引灤入津工程從潘家口水庫(kù)引調(diào)水，解決天津市的用水危機(jī)。

5)大濟(jì)徨引水:大濟(jì)徨引水工程是青海省內(nèi)一項(xiàng)跨流域大型引水工程，主要包括石頭峽水利樞紐、調(diào)水總干渠、黑泉水庫(kù)、涅水北干渠、惶水南岸提灌工程。

2 頂管施工技術(shù)在引調(diào)水工程中的應(yīng)用

隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，城市化進(jìn)程的腳步不斷加快，我國(guó)地下管線的需求逐年增加。加之人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，在水利工程中一種非開(kāi)挖的施工方法——頂管技術(shù)將在我國(guó)地下管線的施工中起到越來(lái)越重要的作用。

2.1 頂管施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

頂管施工技術(shù)是一種不開(kāi)挖或少開(kāi)挖的管道埋設(shè)施工技術(shù)。而所謂頂管其實(shí)就是做工作井及將鋼筋混凝土管逐漸頂入地表，只是工作井必須垂直地面，鋼筋混凝土管宜用高壓液壓千斤頂頂入。

頂管施工技術(shù)在施工時(shí)優(yōu)勢(shì)尤為突出，表現(xiàn)為:①不需開(kāi)挖地面;②占用施工場(chǎng)地小;③地面建筑物不必拆遷且不會(huì)破壞周?chē)h(huán)境;④施工方便，不影響道路交通;⑤施工基本不受氣候等外界條件的影響;⑥施工周期短，但效率高，且安全環(huán)保;⑦工程造價(jià)較低。

2.2 頂管施工沉井過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題

在沉井施工過(guò)程中，應(yīng)注意做好以下4方面:①及時(shí)糾偏，防止沉井偏離設(shè)計(jì)位置;②下沉過(guò)程中，嚴(yán)格控制下沉速度;③沉井封底時(shí)，注意排水，并在適當(dāng)位置預(yù)留盲溝和集水井;④用砂搗實(shí)井筒外壁和基坑之間因不完全吻合而留下的縫隙，并用高壓泵壓入水泥漿，使之牢固。

2.3 頂管施工的要點(diǎn)

總結(jié)以往的施工經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在頂管施工過(guò)程中，應(yīng)注意做好以下3點(diǎn)工作:①頂管掘進(jìn)機(jī)出洞工作，主要包括放置管線、制做后座墻附加層、鋪設(shè)導(dǎo)軌等。②中繼間設(shè)置工作，一般而言，第一套中繼間應(yīng)當(dāng)設(shè)置較大的安全系數(shù)，剩下的中繼間只需適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)即可。③泥漿注射工作，主要是采用觸變泥漿減少管子頂進(jìn)過(guò)程中的阻力。

2.4 頂管施工技術(shù)的應(yīng)用

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，頂管施工無(wú)論在技術(shù)上、頂管設(shè)備，還是施工工藝上均取得了很大的進(jìn)步，在某些方面甚至達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。在我國(guó)頂管施工技術(shù)大量應(yīng)用于實(shí)際工程，如廣州白云湖引水工程、三堡船閘引水工程、西江引水工程等。

3 無(wú)支撐掘進(jìn)施工技術(shù)在引調(diào)水工程中的應(yīng)用

無(wú)支撐掘進(jìn)施工技術(shù)是對(duì)洞口邊、仰坡及正洞洞口等應(yīng)力集中地段應(yīng)用噴錨技術(shù)及特殊預(yù)加固辦法對(duì)其進(jìn)行預(yù)加固，以使隧道掘進(jìn)安全、穩(wěn)定地進(jìn)行的一種施工技術(shù)。

3.1 無(wú)支撐掘進(jìn)施工工作原理

首先利用光面技術(shù)以及錨噴支護(hù)進(jìn)行導(dǎo)洞，然后擴(kuò)洞掘進(jìn)，進(jìn)行有軌運(yùn)輸，最后采用摸板臺(tái)車(chē)襯砌混凝土。

3.2 無(wú)支撐掘進(jìn)施工技術(shù)在隧道洞口段施工的注意事項(xiàng)

隧道施工的關(guān)鍵是無(wú)支撐施工進(jìn)洞時(shí)，洞口段預(yù)加固措施。因此，在隧道洞口段施工時(shí)，要注意以下5方面:①洞口周?chē)潘到y(tǒng)盡早完成，對(duì)邊仰坡的擾動(dòng)盡量減少;②必須先加固再開(kāi)挖;③拱部預(yù)加固時(shí)，邊墻和仰拱等部位要加強(qiáng)支護(hù);④襯砌時(shí)，先墻后拱，但有仰坡拱則必須先做仰拱;⑤隧道洞口20 m范圍必須做到超強(qiáng)支護(hù)，這整個(gè)隧道掘進(jìn)施工安全的關(guān)鍵。

3.3 無(wú)支撐方式洞口段預(yù)加固措施

對(duì)于無(wú)支撐掘進(jìn)隧道施工技術(shù)，在洞口段的預(yù)加固方法主要是采取高壓旋噴樁法。高壓旋噴法是將化學(xué)注漿技術(shù)與高壓水力噴射切割技術(shù)相結(jié)合形成高壓旋噴的一種加固方法。在施工前必須先進(jìn)行試樁確定有關(guān)參數(shù)，如旋噴速度、拔出速度、旋噴壓力等，這是保證施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

3.4 無(wú)支撐掘進(jìn)施工技術(shù)的應(yīng)用

隧道掘進(jìn)機(jī)是一種高智能化，集機(jī)、電、液、光、計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的隧道施工重大技術(shù)裝備。在發(fā)達(dá)國(guó)家，使用隧道掘進(jìn)機(jī)施工已占隧道總量的90%以上。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，隧道掘進(jìn)機(jī)也被不斷引入國(guó)內(nèi)并投入使用。如無(wú)支撐掘進(jìn)施工技術(shù)在慈溪湯浦引水工程中就得到了成功的應(yīng)用。

4 水利工程工程管道防水技術(shù)

對(duì)于水利工程眾多施工技術(shù)而言，防水技術(shù)可謂是重中之重。水下工程防水技術(shù)較其它工程技術(shù)而言，其技術(shù)復(fù)雜、難度大、要求高，因此，長(zhǎng)期以來(lái)人們對(duì)水下工程防水、技術(shù)復(fù)雜性越來(lái)越認(rèn)識(shí)提高?？偨Y(jié)過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)秉著堵防結(jié)合、剛?cè)峤Y(jié)合、因地制宜、綜合處理的原則，采取堵、注、涂、抹的施工方法，使結(jié)構(gòu)滲水部位形成多道防水線，并且密閉的整體得到良好效果。

4.1 滲水的原因

1)大面積滲水?；嫠闹芑咏邓畱?yīng)在墊層以下，達(dá)不到應(yīng)有水平，造成排水不良?；蛘咴诠嘧⒒炷吝^(guò)程中，由于拌合不均、振搗不密實(shí)等。

2)施工縫。因?yàn)槭┕ば枰糁檬┕たp，一直都是防水薄弱環(huán)節(jié)之一。另外，模板支撐不牢、不嚴(yán)密，也很容易造成跑漿，出現(xiàn)蜂窩麻面，引起縫隙滲水。

3)變形縫。止水帶固定不牢，混凝土振搗不密實(shí)等將會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)較大孔洞或者蜂窩麻面。

4)穿墻管。各種管道與主體工程聯(lián)結(jié)時(shí)，止水環(huán)焊接不密實(shí)，或在混凝土澆筑過(guò)程中施工困難處，混凝土振搗不密實(shí)，出現(xiàn)空洞或者蜂窩麻面，就往往出現(xiàn)滲水。

4.2 管道防水措施

管道是用管子、管子聯(lián)接件和閥門(mén)等聯(lián)接成的用于輸送氣體、液體或帶固體顆粒的流體的裝置。在引調(diào)水工程中，管道的應(yīng)用無(wú)處不在，是最主要的裝置設(shè)備之一，因此，其防水措施也尤為重要，進(jìn)行管道防水應(yīng)注意以下3方面:

1)合理選擇防水材料。隨著科技的發(fā)展社會(huì)的進(jìn)步，新型防水材料種類(lèi)繁多，各有各的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，所以對(duì)于不同形式的滲水應(yīng)采用不同類(lèi)型的防水材料。

2)堵防結(jié)合，剛?cè)峤Y(jié)合。防滲的首要目的就是封閉滲水渠道，因此，堵(水)是施工的前提，然后再采用綜合治理的防水措施，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗?jié)B能力。

3)用發(fā)展的觀點(diǎn)處理滲水。水下工程結(jié)構(gòu)，由于受外界因素(如濕度變化，基礎(chǔ)下沉)影響，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生局部裂紋(如水平裂紋、垂直裂紋)。在處理時(shí)，不能只處理裂紋范圍，要用發(fā)展的觀點(diǎn)對(duì)待問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著水資源的不斷匱乏，引調(diào)工程將不斷新建，各項(xiàng)施工技術(shù)也將得到不斷推廣與完善，本文簡(jiǎn)要的介紹了一些引調(diào)工程中常見(jiàn)的施工技術(shù)，并列舉了成功應(yīng)用的案例，可以為其他類(lèi)似工程提供參考。

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