柳河粉細(xì)砂質(zhì)河床溝槽開挖施工方案

方　亮

(遼寧省水利工程建設(shè)質(zhì)量與安全監(jiān)督中心站，遼寧 沈陽 110006)

柳河粉細(xì)砂質(zhì)河床溝槽開挖施工方案

方亮

(遼寧省水利工程建設(shè)質(zhì)量與安全監(jiān)督中心站，遼寧 沈陽 110006)

摘要：本文結(jié)合柳河粉細(xì)砂質(zhì)河床開挖工程實(shí)際，闡述了在我國北方地區(qū)軟質(zhì)河床開挖過程中施工導(dǎo)流、圍堰填筑、施工期排水和開挖等工序的施工特點(diǎn)。同時(shí)系統(tǒng)的對其進(jìn)行了分析與評價(jià)，為類似工程建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：軟質(zhì)河床；圍堰導(dǎo)流；排水；開挖

1工程概況及地質(zhì)情況

1.1工程概況

遼寧省某重點(diǎn)輸供水工程位于阜新市彰武縣境內(nèi)，穿越柳河施工段位于鬧得海水庫下游西六家子鄉(xiāng)常家街村附近，屬于三管同槽施工，控制樁號為D29+840～D31+241全長1401 m，估算溝槽開挖量91萬m3，河道左岸樁號D29+700處設(shè)置混凝土拌合站為溝槽內(nèi)管道基礎(chǔ)墊層及鎮(zhèn)支墩提供混凝土。

1.2工程地質(zhì)與水文地質(zhì)情況

根據(jù)地質(zhì)資料顯示，柳河地質(zhì)條件為粉細(xì)砂層，多呈黃褐色、黃色、灰白色，濕-飽和，松散-稍密狀，主要礦物質(zhì)成分為石英，僅含少量長石。柳河粉細(xì)砂層厚度大于17 m，厚度較為穩(wěn)定。水文情況見表1。

表1　管線穿越河流分期設(shè)計(jì)洪水表

2施工過程

2.1施工導(dǎo)流與圍堰填筑

穿越柳河PCCP管道安裝為汛后跨年施工，采取分期圍堰導(dǎo)流，管道安裝起點(diǎn)樁號為D31+241，在柳河主河道右岸樁號D31+241～D30+800進(jìn)行一期圍堰導(dǎo)流，圍堰填筑前在樁號D30+810處預(yù)埋過水涵管，根據(jù)柳河20 a防洪標(biāo)準(zhǔn)汛后流量為16.8 m3/s，采用φ1500 mm涵管,單排管過流量為1.75 m3/s，安裝15排，涵管上方填土高程與堰頂高程一致，與上游(迎水面)圍堰連接作為施工便道。二期導(dǎo)流在樁號D30+930處填筑二期圍堰進(jìn)行次年的汛期導(dǎo)流，待穿越柳河段完成施工后，拆除河道左岸混凝土拌合站及過水涵管，恢復(fù)原河道。

上游(迎水面)圍堰兼做臨時(shí)施工便道，寬度為11 m，分3層填筑，底層、中層分別為500 mm厚開挖料，上層鋪300 mm厚碎石，CA25振動碾壓實(shí)，采取1∶1坡比放坡，圍堰底距離開挖邊坡安全控制距離不小于2 m。征地邊線處碼砌高1300 mm、寬500 mm的編織袋，防止水土流失。受水流沖刷側(cè)圍堰在迎水面采用無紡布進(jìn)行防滲、防沖。下游主要采用開挖料堆積處兼做擋水圍堰，距開挖邊坡預(yù)留5 m設(shè)備通行路，征地邊線處碼砌編織袋進(jìn)行防護(hù)，防止土流失[1]。

2.2施工降排水

本段施工排水主要為管線穿越河流時(shí)施工圍堰內(nèi)的初期排水和經(jīng)常性排水。將基坑內(nèi)積水通過下游圍堰(堆土區(qū))預(yù)埋的φ150 mm厚壁鋼管排至柳河下游。圍堰截流閉氣后，開始進(jìn)行基坑初期排水，地下水主要補(bǔ)給來源是大氣降水及河流側(cè)滲補(bǔ)給，粉細(xì)砂土質(zhì)含水層導(dǎo)水性較差，地下水豐富，施工過程中根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整排水井深度[2]，為保證干地施工需將地下水位降至基坑設(shè)計(jì)高程以下0.5～1.0 m，基坑深度約為15 m，選擇流量Q=65 m3/h、揚(yáng)程H=25 m、功率W=7.5 kW的80WQ65-25-7.5型無堵塞潛水排污泵，每小時(shí)排水60 m3，共6臺進(jìn)行初期排水，配備120 kW、50 kW、30 kW柴油發(fā)電機(jī)各一臺進(jìn)行排水供電。同時(shí)，施工單位根據(jù)排水需要,現(xiàn)場自制承插式混凝土排水管，管長1 m，內(nèi)徑400 mm，日產(chǎn)量100余根，保證了排水要求。

2.3安全度汛措施

雖然主汛期已過，但柳河河水流量仍較大，為保證工程的順利實(shí)施，采取的主要防洪度汛措施有：

(1)成立防洪度汛領(lǐng)導(dǎo)小組，組織抗洪搶險(xiǎn)小分隊(duì)。

(2)與當(dāng)?shù)貧庀缶帧⑺恼?、上游水庫管理局保持密切?lián)系，加強(qiáng)水情預(yù)報(bào)和水文資料分析工作，及時(shí)掌握堰前水位變化情況。

(3)水庫放水量較大時(shí)，不能滿足過水要求，將臨時(shí)管涵挖開泄洪，并在施工基坑與水流接觸面采用無紡布等進(jìn)行加固，保證洪水不倒灌基坑內(nèi)。

(4)備足防洪度汛設(shè)備材料，在超標(biāo)洪水來臨時(shí)，以備加固加高擋水圍堰使用，并暫?；觾?nèi)施工，保證人員設(shè)備安全度汛[3]。

2.4土方開挖

穿越柳河施工首先進(jìn)行河床表皮土清理，其次分層進(jìn)行土方開挖，第一層開挖采用反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行開挖，開挖深度2～2.5 m，投入PC300挖掘機(jī)10臺。穿越柳河施工段粉細(xì)砂土質(zhì)松軟，與水?dāng)嚢柩杆倌嗷?，且該段水源充分，施工單位?jīng)監(jiān)理機(jī)構(gòu)批復(fù)同意租用一臺(套)YSCSD-250型絞吸式挖泥船進(jìn)行第二層土方開挖，該型挖泥船長18 m，開挖深度7～10 m，最佳工作效率為45°角，有效工作深度5～7 m，開挖效率1400 m3/h，池水工作深度為1.8 m。挖泥船24 h施工，開挖施工前主要工作包括挖泥船的組裝，儀器(表)安裝。為滿足工作池水深度，第一層開挖完成后將河道內(nèi)水引至基坑，水深1.5 m時(shí)挖泥船下水，1.8 m時(shí)開始作業(yè)，根據(jù)開挖情況隨時(shí)將河道內(nèi)水引到基坑內(nèi)，挖泥船由基坑中心向兩側(cè)進(jìn)行臺階式開挖，開挖深度5 m(馬道以上)，兩側(cè)邊坡附近預(yù)留1.5 m安全穩(wěn)定距離，經(jīng)試驗(yàn)證明挖泥船的效率不能滿足施工強(qiáng)度，所以又同時(shí)投入20臺PC300反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行開挖，5臺一組將開挖料倒運(yùn)至堆土區(qū)。第三層開挖方式與第二層相同，開挖深度5 m，基礎(chǔ)面預(yù)留20 cm保護(hù)層。挖泥船施工部位預(yù)留1.2 m邊坡安全穩(wěn)定距離，采用PC360長臂反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行削坡，基面20 cm采用人工配合挖掘機(jī)開挖，挖泥船開挖料經(jīng)反鏟挖掘機(jī)2臺、推土機(jī)2臺將土方倒運(yùn)到指定堆土區(qū)。管溝開挖斷面如圖1。

圖1　開挖段面示意圖

開挖完成后進(jìn)行馬道修整，15 m馬道鋪30 mm碎石，并鋪履帶板保證400 t履帶吊車行走順暢不塌陷，5 m馬道直接鋪30 mm碎石，滿足挖掘機(jī)、混凝土罐車等行走。

3結(jié)論

穿越柳河分期圍堰導(dǎo)流明渠配合管涵可以在保證導(dǎo)流、度汛的情況下實(shí)現(xiàn)施工通行，既為河道左岸混凝土拌合站運(yùn)輸原材料提供了通行條件，又縮短了混凝土拌合物的運(yùn)輸距離，該導(dǎo)流方案適用于流量較小的河流或汛后施工組織設(shè)計(jì)。施工期間建設(shè)方應(yīng)加強(qiáng)與上游水庫和當(dāng)?shù)貧庀?、水文部門的聯(lián)系，協(xié)調(diào)汛期洪水流量調(diào)度，預(yù)報(bào)降雨和河道流量，避免造成工程損失、工期延誤。粉質(zhì)粘土河床開挖應(yīng)主要依靠輕型井點(diǎn)降排水，施工單位在現(xiàn)場自制混凝土排水管，有利于節(jié)約施工成本，縮短工期。絞吸式挖泥船在本段工程開挖作業(yè)中施工效率低，開挖料利用率低，在北方地區(qū)無法進(jìn)行冬季施工，且仍需水泵機(jī)組、挖掘機(jī)、自卸車配合作業(yè)，費(fèi)效比過大，因此不建議在類似工程中采用。

參考文獻(xiàn)：

[1]何玉.大管徑PCCP管道穿越大型河流的施工技術(shù)[J].水利水電技術(shù),2015,46(9):66-68.

[2]王立明.井點(diǎn)降水方法在配水站施工中的應(yīng)用[J].東北水利水電,2013,31(6):10-11.

[3]陳鳳蘭,王長新.施工導(dǎo)流風(fēng)險(xiǎn)分析與計(jì)算[J].八一農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),1994,7(4):361-366.

作者簡介：方亮(1983-)，男，工程師，主要從事水利工程建設(shè)質(zhì)量與安全監(jiān)督工作。

中圖分類號：TV85

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：2096-0506(2016)06-0064-02