石津干渠石家莊市東北二環(huán)交叉處應(yīng)急搶險(xiǎn)工程的設(shè)計(jì)與施工

2016年11月底，石家莊市東北二環(huán)交叉處，穿石津干渠市政排水管道崩裂，造成渠道襯砌板損毀。工程技術(shù)人員對(duì)突發(fā)的應(yīng)急搶險(xiǎn)工程設(shè)計(jì)及施工進(jìn)行探索，最終得出一套高效設(shè)計(jì)方案及施工工藝，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保質(zhì)保量完成搶險(xiǎn)任務(wù)。

應(yīng)急搶險(xiǎn)；工程設(shè)計(jì)；工程施工

石津干渠石家莊市東北二環(huán)交叉處應(yīng)急搶險(xiǎn)工程的設(shè)計(jì)與施工

□孫文科 劉志偉

2017-11-16

孫文科，男，漢族，河北省石津灌區(qū)管理局，工程師。

劉志偉，男，漢族，河北省石津灌區(qū)管理局，工程師。

2016年11月底，石家莊市東北二環(huán)交叉處，穿石津干渠市政排水管道崩裂，急需搶險(xiǎn)施工。當(dāng)時(shí)石津干渠正向衡水市、滄州市大浪淀水庫供水，必須在不影響正常輸水的情況下進(jìn)行搶險(xiǎn)施工，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保質(zhì)保量完成搶險(xiǎn)任務(wù)。

1.工程概況

石津干渠渠道路面出現(xiàn)較大坑洞，洞深2.5m，坑洞處外露雨水管道。石津干渠渠坡混凝土襯砌多處明顯折斷，渠底混凝土襯砌隆起毀壞。

2.設(shè)計(jì)方案

2.1 現(xiàn)場(chǎng)勘查和資料匯總

搶險(xiǎn)工程的首要環(huán)節(jié)是對(duì)搶險(xiǎn)工程的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘查測(cè)量和渠道、二環(huán)道路技術(shù)數(shù)據(jù)的搜集以及對(duì)工程周邊電信線路、穿渠道管線、現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地、交通情況、水電供應(yīng)、施工原材料供應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2.2 渠道工程搶修設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)原則：不影響石津干渠正常供水，保證渠道輸水流量為8.5m3/s，過水?dāng)嗝娴讓?m。

具體方案：一是搭建施工圍堰，進(jìn)行施工導(dǎo)流，在渠底中間襯砌板上搭設(shè)1.6m高，100m長(zhǎng)的施工圍堰作為搶修渠坡和右側(cè)護(hù)底的臨時(shí)性圍護(hù)結(jié)構(gòu)。二是待渠道供水流量減少后，在左側(cè)護(hù)底上搭設(shè)1m高，120m長(zhǎng)的施工圍堰，并拆除渠底中間圍堰，對(duì)中間護(hù)底損毀襯砌板進(jìn)行搶修。渠底全部施工完成后拆除左側(cè)圍堰。三是拆除損毀的渠坡襯砌板并清理干凈，待開挖基面整理平整后，進(jìn)行碾壓，碾壓遍數(shù)6～8遍，土基30cm深范圍內(nèi)壓實(shí)度不小于0.94，并視實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整襯砌板厚度；對(duì)于低于原設(shè)計(jì)建基面的部位采用壤土回填，壓實(shí)度不低于0.98。

襯砌高度：考慮上游土賢莊水電站尾水影響，渠坡襯砌高度為6.3m。

襯砌材料及型式：根據(jù)南水北調(diào)配套工程特點(diǎn)及沿線自然條件，對(duì)各類襯砌材料進(jìn)行分析比較，確定本次襯砌材料為混凝土，渠段渠道為壤土、砂土地基，采用現(xiàn)澆襯砌型式。

襯砌設(shè)計(jì)：一是襯砌混凝土等級(jí)設(shè)計(jì)。根據(jù)《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范》，因本段渠道最冷月平均氣溫為-7.5℃～-9.3℃,屬寒冷氣侯區(qū)，襯砌板冬季運(yùn)行的水力坡度 10＜i＜30,因此渠道襯砌混凝土采用強(qiáng)度等級(jí)C25，抗凍等級(jí)F150，抗?jié)B等級(jí)W6。二是襯砌結(jié)構(gòu)尺寸。為減少造價(jià)和施工方便，相同部位的渠道采用等厚矩形混凝土板襯砌，混凝土板的厚度及尺寸，與基礎(chǔ)、氣溫、施工條件等有關(guān)，根據(jù)規(guī)范選用。板厚，采用加厚的鋼筋混凝土板襯砌，板厚20cm，迎水面設(shè)置一層間距為20cm的ф12鋼筋網(wǎng)。襯砌分縫，混凝土襯砌板設(shè)縱橫向分縫，以滿足沉降變形和溫脹要求，渠坡現(xiàn)澆混凝土縱縫間距7m、橫縫間距為5m，封頂板。渠道在襯砌頂部設(shè)置封頂板,厚60cm、寬40cm。坡腳齒墻，渠道襯砌在坡腳均設(shè)齒墻,現(xiàn)澆混凝土齒墻根據(jù)對(duì)各段渠道的齒墻穩(wěn)定計(jì)算，確定齒墻斷面：齒墻寬50cm、高80cm。三是渠道防凍脹設(shè)計(jì)。根據(jù)計(jì)算成果，渠道設(shè)計(jì)凍脹量大于1cm，已超過混凝土襯砌板允許位移值，應(yīng)采取抗凍脹措施，采用聚苯乙烯泡沫板作為保溫材料，陰坡保溫板厚6cm，保溫板選用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料，其參數(shù)指標(biāo)：表觀密度不低于35kg/m3；壓縮強(qiáng)度不低于250kPa(相對(duì)變形10%)；吸水率不大于1%（浸水96h）,導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.030W/(m·K)，尺寸穩(wěn)定性不大于1.5%。

3.渠底恢復(fù)方案

一是首先做好基坑排水工作，將現(xiàn)狀渠底泥水排凈，應(yīng)保證基面無積水或流水。將泥狀土全部挖除，將5～10cm厚碎石均勻壓入土中形成干硬性基面再澆筑混凝土，要求碾壓密實(shí)，壓實(shí)度不低于0.98，施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制質(zhì)量，滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。二是采用全斷面加厚鋼筋混凝土板進(jìn)行恢復(fù)，襯砌板混凝土等級(jí)為C25W6F150。為加快搶險(xiǎn)工程進(jìn)度，直接在碎石墊層基面上澆筑混凝土，襯砌板厚不小于20cm，迎水面設(shè)置一層間距為20cm的Ф12鋼筋網(wǎng)，保護(hù)層厚5cm。

4.施工工藝

4.1 搭建施工圍堰

施工圍堰分為兩期，一期在渠底中間襯砌板上搭設(shè)1.6m高，100m長(zhǎng)的施工圍堰；二期減水后在左側(cè)護(hù)底上搭設(shè)1m高、120m長(zhǎng)的施工圍堰，并拆除渠底中間圍堰；圍堰的搭建由人工為主，機(jī)械為輔，組織人員進(jìn)行填裝沙袋，鉤機(jī)配合吊車運(yùn)送沙袋至渠底，然后進(jìn)行人工搭建。

4.2 工程測(cè)量

工程技術(shù)人員對(duì)渠道原裝斷面進(jìn)行原始斷面測(cè)量，建立高程及坐標(biāo)控制網(wǎng)。

4.3 挖除損毀混凝土襯砌板

將損毀混凝土板進(jìn)行破碎作業(yè)，由挖掘機(jī)帶破碎頭進(jìn)行逐一破碎，吊車將廢渣吊到渣土運(yùn)輸車，并運(yùn)送至指定地點(diǎn)。

4.4 土方工程

將土面廢渣進(jìn)行人工清理，對(duì)受污染土層進(jìn)行換填，換填后，用氣夯夯平，壓實(shí)，土層壓實(shí)度及平整度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4.5 混凝土工程

結(jié)合應(yīng)急搶險(xiǎn)工程實(shí)際情況，混凝土采用正規(guī)廠家提供的商品混凝土。選用泵車配合攪拌車進(jìn)行澆筑，由泵車將混凝土泵送至指定位置。澆筑分3次進(jìn)行，第1次澆筑：1期圍堰搭建完成進(jìn)行渠坡及渠底混凝土跳倉澆筑，完成渠坡及渠底澆筑量的一半；第2次澆筑：2期圍堰搭建完成進(jìn)行填倉澆筑，將渠坡及渠底混凝土澆筑完成；第3次澆筑，完成剩余擋墻及與二環(huán)道路連接段混凝土澆筑。

5.結(jié)語

事故發(fā)生后，工程技術(shù)人員快速組織、準(zhǔn)確定位，摸索出一套高效處理搶險(xiǎn)工程的設(shè)計(jì)方案和施工工藝，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保質(zhì)保量完成搶險(xiǎn)任務(wù)，確保石津干渠輸水任務(wù)不受影響?！?/p>