欄橋泵站中施工導(dǎo)流與降水方案結(jié)合應(yīng)用

孫空軍

近年來，水利工程施工中的施工導(dǎo)流和降水技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。但是在泵站拆除重建工程中，由于工期短、跨汛期，需盡快發(fā)揮工程效益，對(duì)導(dǎo)流和降水技術(shù)相結(jié)合提出了新的挑戰(zhàn)。本文結(jié)合欄橋泵站工程現(xiàn)場(chǎng)綜合環(huán)境和自然條件，制定出了適合的方案，使各種資源得到最大限度的優(yōu)化配置，為后期施工創(chuàng)造了條件，從而確保了工程工期、質(zhì)量，使工程盡早發(fā)揮了最大效益。

一、工程概況

原欄橋站位于淮河干流蚌埠～浮山段行洪區(qū)調(diào)整和建設(shè)工程臨北段行洪堤HD289處，用于排澇。泵站裝機(jī)3臺(tái)套，總?cè)萘?65kW，原設(shè)計(jì)抽排流量2.60m3/s，承擔(dān)排水面積10.40km2。排水區(qū)一般地面高程15.50～17.20m。因老站拆除，欄橋站在原址建設(shè)，施工期間需開挖渠道進(jìn)行導(dǎo)流。新建泵站采用700ZLB-70B立式軸流泵機(jī)組3臺(tái)，每臺(tái)機(jī)組配套功率155kW，總功率465kW。臨北段堤防退建后，欄橋站擔(dān)負(fù)的排澇面積為8.85km2，相應(yīng)自排流8.32m3/s，抽排流量4.43m3/s。由于欄橋站上游3個(gè)排泥場(chǎng)的退水從明渠經(jīng)過進(jìn)入淮河，導(dǎo)流流量增大為15m3/s，根據(jù)該工程地質(zhì)特性需要對(duì)明渠硬化加固處理。

二、水文、地質(zhì)情況

臨北段行洪區(qū)位于蚌埠市五河縣，地處我國南北氣候過渡地帶，氣候特點(diǎn)為夏熱多雨、秋旱少雨、冬寒晴燥，氣溫自北向南遞增。暴雨天氣系統(tǒng)主要是渦切變和臺(tái)風(fēng)，大多出現(xiàn)在6～9月，期間降水量占全年降水量的60%～80%，降水量年際變化和地區(qū)差異很大，自南向北遞減。該區(qū)域年平均氣溫14.7℃～15.2℃，極端最高氣溫超過40℃，極端最低氣溫低于-20℃。無霜期在210天左右。受季風(fēng)影響，該區(qū)風(fēng)向多變。冬季多偏北風(fēng)，夏季多偏南風(fēng)，春秋季多東風(fēng)、東北風(fēng)，年平均風(fēng)速2.5～3.4m/s。

據(jù)統(tǒng)計(jì)資料分析，蚌埠、五河年平均降水量分別為943.1mm、937.5mm。降水量年內(nèi)和年際變化都很大，汛期6～9月雨量占全年降雨量的60%以上，汛期降水又多集中在7、8月份，并且降水的豐枯變化頻繁。年最大降水量是最小降水量的3～4倍。

淮河流域洪水都是由暴雨產(chǎn)生的，大致可分為三類：（1）由連續(xù)的大面積暴雨形成的全流域性洪水，如1931年、1954年洪水，量大且集中，對(duì)淮河干流中下游威脅最大。（2）由1～2次大暴雨形成的局部地區(qū)洪水，如1968年淮干上游洪水和1975年洪汝河、沙潁河洪水，暴雨中心雨量大，但全流域洪水總量不是很大。（3）由連續(xù)2個(gè)月以上長期降水形成的洪水，如1921年、1991年洪水，降雨歷時(shí)長、汛期的洪水量大，局部地區(qū)洪澇災(zāi)害嚴(yán)重。

1.欄橋站工程地質(zhì)

欄橋站工程地質(zhì)見表1。

表1 水泵模型裝置的主要性能參數(shù)表

2.水文地質(zhì)

勘探期間，測(cè)得潛水水位為13.5～14.5m。承壓水水位和潛水水位基本相同，承壓水頭高約6～12m。潛水主要接受大氣降水、農(nóng)田灌溉及淮河、溝渠等側(cè)滲補(bǔ)給，排泄以自然蒸發(fā)及向淮河、溝渠側(cè)排泄為主，上部孔隙潛水與地表水和河水聯(lián)系密切。

勘探區(qū)為行洪區(qū)，地勢(shì)平坦且高程低，易形成內(nèi)澇。據(jù)調(diào)查，豐水期地下水可升至地表，枯水期地下水降至地表下3.2m左右。

3.地質(zhì)評(píng)價(jià)

工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅶ度。場(chǎng)區(qū)②、③、④層土飽和少粘性土層在Ⅶ度地震情況下為可液化地層。欄橋站設(shè)計(jì)底高程約為9.9m。建筑物基礎(chǔ)位于③層輕粉質(zhì)壤土夾砂壤土層中，基礎(chǔ)下該土層厚8.2～10.2m，允許承載力100～110kPa，下伏④、⑥-1層土承載力低，場(chǎng)區(qū)地基存在承載力低、地震液化問題，地基需進(jìn)行處理。開挖基坑需注意地下水對(duì)邊坡和持力層滲透穩(wěn)定的不利影響，應(yīng)采取降水措施?；炷僚c③層土摩擦系數(shù)采用0.22。

三、施工導(dǎo)流結(jié)合降水方案

欄橋排澇站施工時(shí)在基坑上下游筑圍堰擋水，澇水通過導(dǎo)流渠排入淮河。導(dǎo)流渠由上游進(jìn)水渠道北側(cè)（距上游圍堰西側(cè)10m）處距泵站中軸線北側(cè)70m開挖至下游出水渠道北側(cè)（距下游圍堰東側(cè)10m）處。導(dǎo)流渠總長約289m，底寬2m，上口寬10m，深度2m，坡比1∶2。

為方便施工交通，經(jīng)主要交通道路時(shí)，預(yù)埋涵管進(jìn)行導(dǎo)流；為節(jié)約成本，其他灘地位置進(jìn)行明渠導(dǎo)流接入淮河，渠口兩側(cè)使用鋼管護(hù)欄進(jìn)行安全圍護(hù)。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，欄橋站上下游渠道溝底平局高程分別為13.50m、12.50m，開挖上游灘地至下游灘地渠道底高程為13.50m，下游灘地至出水渠道開挖底高程由13.50m漸變?yōu)?3.00m。涵管埋設(shè)共兩處，場(chǎng)內(nèi)交通主干道和場(chǎng)外下游北側(cè)順圍堰方向穿導(dǎo)流渠的位置（為其他標(biāo)段提供交通條件），過路涵管采用內(nèi)直徑2m、長2m帶筋混凝土管，場(chǎng)內(nèi)交通埋設(shè)6節(jié)總長12m，場(chǎng)外交通埋設(shè)4節(jié)總長8m，各涵管接頭底部做混凝土管托，用油氈及鋼絲網(wǎng)片包裹一圈并用2cm厚水泥砂漿粉飾。涵管兩頭砌筑50cm磚砌擋土墻，擋土墻內(nèi)填土壓實(shí)，并鋪筑20cm厚混凝土路面。考慮上游排泥場(chǎng)來水較大，明渠底部澆筑10cm厚C15混凝土，以防止沖刷。明渠護(hù)坡拐彎處水流量較大，采用預(yù)制塊護(hù)坡施工；水流平緩處為節(jié)約成本，采用土工布全面覆蓋。對(duì)明渠進(jìn)出口部位，采用拋石處理。

如遇秋汛、冬汛，為防止淮河水位上漲造成水流倒灌，采用封堵法，在下游導(dǎo)流渠兩側(cè)儲(chǔ)備部分土方，以備填筑封堵導(dǎo)流渠之用，淮河5年一遇11月～次年4月洪水位為15.89m，下游灘地高程為17～18m左右，水位不超過下游灘地高程，因此能確保施工及上游的安全。

為方便降水，在北側(cè)降水井與導(dǎo)流涵管相對(duì)應(yīng)位置，使北側(cè)降水井水管連接導(dǎo)流渠進(jìn)行降排水疏導(dǎo)，南側(cè)降水使用同樣方法，使降排水流匯入集水井通過明渠疏導(dǎo)至上游圍堰外側(cè)，匯同上游水流經(jīng)導(dǎo)流渠排入淮河。

合理規(guī)劃能有效杜絕降水井排水管亂拉、亂放現(xiàn)象，解決排水管阻礙場(chǎng)內(nèi)交通問題，同時(shí)借助導(dǎo)流涵管為堤內(nèi)側(cè)降排水創(chuàng)造合理的排水通道。堤外側(cè)降排水通過降水明渠直接排入圍堰外側(cè)出水渠道。

四、結(jié)語

總之，對(duì)于泵站施工，導(dǎo)流和降水方案必不可少，是水利工程后續(xù)施工得以順利開展的前提和保證。在選擇導(dǎo)流和降水方案中，不僅要從工程造價(jià)來衡量，還需要從施工總進(jìn)度、施工交通與布置、主體工程布置、工程的特點(diǎn)、當(dāng)?shù)氐匦?、水位等出發(fā)，選用較為適合的方案。此方案在施工期間內(nèi)取得了最佳的施工質(zhì)量和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益■