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設(shè)計研究院，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設(shè)計研究院，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)實意義，它將工程施工期間河道上游的來水按照既定的設(shè)計方式向下游導(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)合工作實踐對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工作，它是指在河床中修筑圍堰維護基坑，并將工程施工期間河道上游的來水按照既定的設(shè)計方式向下游導(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)對于保障施工工程和水利建筑的安全、在既定的時間內(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入晉陽湖，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38.2km，采用預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)，供水能力12 032 萬 m3/a，其中小店5264萬m3/a、晉源518萬m3/a、清徐6250萬m3/a；首部設(shè)進水加壓泵站，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個分水口、44個排氣閥井、8個排水閥井、6個流量計井、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晉陽湖加壓泵站，主線至小牛線后(樁號19+075)總長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)段施工時需要進行施工導(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降水、明排、管井降水等降水措施進行施工。

本標(biāo)段穿河(溝)段管線計劃在非汛期施工。

穿越風(fēng)峪溝時采用全斷面導(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個施工圍堰在汾河中心線附近相互連接，形成封閉區(qū)域進行管線施工；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，然后進行引水建筑物施工，圍堰頂高與晉陽湖北堤一致。

2　導(dǎo)流明渠及圍堰設(shè)計

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)置問題。平面設(shè)置問題要將多種相關(guān)的要素考慮進去，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、交通運輸通道以及材料堆放平臺是否合理，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，對于圍堰施工中的坑基開挖過程要注意，邊坡大小的確定必須要根據(jù)工程施工地點具體的地質(zhì)條件來確定，綜合考慮個方面因素，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)計斷面見圖1。渠道邊坡坡度為1∶1.5，長度約100m[3]。導(dǎo)流明渠設(shè)計斷面見圖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

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個關(guān)鍵的指標(biāo)對于圍堰技術(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踐中的應(yīng)用成效。此外，在防滲漏、防沖擊過程中，水利工程專業(yè)技術(shù)人員必須嚴(yán)格遵循事前、事中、事后主動控制和預(yù)防的原則，從一開始進行圍堰施工起，就要認真細致的做好防滲防漏的同步檢測工作。當(dāng)然，圍堰的布置和設(shè)置要經(jīng)過專家的驗證確定，充分體現(xiàn)部署的科學(xué)性和合理性，努力推進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

圍堰施工中，始終離不開圍堰的支護。圍堰支護也是圍堰技術(shù)的核心工作。支護施工過程中，黃土運至施工現(xiàn)場后組織人工裝袋，在進行支護工作的過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，同時也保證了圍堰的穩(wěn)定性，促進了水利工程圍堰技術(shù)應(yīng)用可靠性的不斷進步。

4　施工排水

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

4.1井點降水施工方法

4.1.1施工準(zhǔn)備

根據(jù)設(shè)計計算結(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。并將場外排水溝開挖好、場區(qū)臨時施工道路修筑完成。

4.1.2井點系統(tǒng)的埋設(shè)

埋設(shè)井點管和程序為：排放總管→沉設(shè)井點管→井點管與總管接通→安裝抽水設(shè)備。

為保證在施工時井點周圍砂濾層的質(zhì)量達到設(shè)計要求，沉設(shè)井點管采用套管法施工。

4.1.3井點監(jiān)測

1)流量觀測

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排水法，如滲水量較大，則采用井管法進行降水。

2)地下水位觀測

在開始抽水時，每隔4～8h測一次，以觀測整個系統(tǒng)的降水機能。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，可進行開挖，開挖過程中應(yīng)繼續(xù)排水，防止地下水位上漲。

3)孔隙水壓力觀測

孔隙水壓力平常每天觀測一次。在有可能出現(xiàn)邊坡裂縫、基坑四周沉陷等異常情況時，必須增加觀測次數(shù)，每天≥2次。

4)沉降觀測

沉降觀測的基準(zhǔn)點應(yīng)設(shè)置在井點影響范圍之外。沉降觀測采用水準(zhǔn)儀進行。每天觀測1次，在異常情況下每天≥2次。

4.1.4井點拆除

井點系統(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

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，圍堰是可以進行組裝、拆除的一項臨時性擋水建筑物，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，實踐中我們還要不遺余力的進行學(xué)習(xí)和探索。此外，圍堰技術(shù)實施中，施工人員要注重對其進行強度檢查和滲透測試，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)實例[J].黑龍江水利科技，2011(06)：46-47.

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

1007-7596(2016)06-0062-03

2016-04-12

郭凌波(1988-)，女，山西運城人，助理工程師。

TV672.2

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