淺談虹橋港外江堤二期工程取水口工程設(shè)計(jì)施工方案

一、工程概況

長江堤防加固工程虹橋港外江堤二期工程位于鎮(zhèn)江市紡織工區(qū)江堤，由于老堤年久失修，斷面狹小，滲漏嚴(yán)重，安全隱患較大，為歷年來防汛重點(diǎn)險(xiǎn)工地段。工程主要內(nèi)容為：江中土方筑堤、漿砌塊石擋墻、混凝土護(hù)坡、新建取水口等。工程地質(zhì)條件差，工程基礎(chǔ)位于江灘上，土質(zhì)為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，灰色，軟塑～流塑，飽和。每年5～9月份汛期，在建工程度汛工作非常重要。

紡織工區(qū)水廠取水口位于江堤堤腳處，該水廠承擔(dān)著紡織工區(qū)幾十家企業(yè)生產(chǎn)、生活用水的供給，老取水口為沉井，井內(nèi)分3孔，3根取水鋼管分別伸入各孔，各取水量相當(dāng)，3根鋼管功用為2常用、1備用，由于老堤向江中加厚增高，老取水口需拆除，新建取水口將引水鋼管管道向江中延伸。老堤堤腳高程4.5m（吳淞高程，下同），取水口引水鋼管管道高程在5.4m，取水口進(jìn)水口底高程-1.0m，取水口前引水渠后經(jīng)水下聲納測量發(fā)現(xiàn)其地形成喇叭口斗狀一直伸入江中以便引水，引水渠底高程低于1.0m。老取水口立面示意圖見圖1。

二、原設(shè)計(jì)方案簡介

圖1 老取水口立面示意圖

原設(shè)計(jì)意圖由老取水口處順取水管道方向向江中延伸15m新建取水口，施工方案：趁長江冬季低水位在新建取水口四周位置填筑圍堰實(shí)施新建工程，為保證取水正常供給，在圍堰上架設(shè)引水管道，高程低于常水位。新取水口無樁基，平面尺寸7.8m×3.4m，井內(nèi)分3孔各自單獨(dú)引水，進(jìn)水口高程-1.0m（同井底高程），建成后引水渠清淤（拆除進(jìn)水口側(cè)圍堰），拆除老取水口，鋼管加長接入新取水井中，施工過程中需停水1周左右。

三、原設(shè)計(jì)方案可行性

1.圍堰填筑的施工

根據(jù)原方案，圍堰平面布置上需將新老取水口范圍圍筑并在新老取水口之間填筑一道子堰，圍堰頂高程在3.0m以上并要做好加高的準(zhǔn)備，圍堰底高程最低在-2.0m（引水渠渠底高程），圍堰填筑在淤泥質(zhì)江灘上，擠淤深度較大，筑堤施工中擠淤平均深度達(dá)1m，新老取水口間距僅15m。

從方案工程量方面看，包含擠淤在內(nèi)的圍堰斷面將很大，隨之的平面尺寸將較大，初步估算圍堰土方量將達(dá)7000m3；要保證老取水口的正常引水，在圍堰內(nèi)側(cè)因黃土填筑圍堰置換出的淤泥必需挖運(yùn)出基坑，初步估算需挖除淤泥的外運(yùn)量約2000m3。

從可行性方面看，填筑圍堰擠出淤泥十分可能流入進(jìn)水口堵塞引水管道，由此產(chǎn)生紡織工區(qū)停產(chǎn)而造成的損失將難以估算，僅水廠直接經(jīng)濟(jì)損失也將約10萬元/天；受新老取水口間距限制，填筑子堰的安全斷面無法保證，并且子堰老取水口側(cè)水位同長江水位，新建取水口時(shí)，基坑安全會(huì)因子堰而無法保證。

2.臨時(shí)引水鋼管的架設(shè)

根據(jù)原方案，鋼管架設(shè)高程必須低于施工期長江最低水位，即埋入圍堰中，高程控制在2.0m以內(nèi)。

從方案工程量方面看，鋼管長度需60m，重約8t。

從可行性方面看，鋼管架設(shè)在圍堰上，埋設(shè)處滲水難以處理，基坑安全便無法保證；鋼管架設(shè)施工難度將很大，架設(shè)措施費(fèi)將較高。

HCG是由胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞所分泌的一類糖蛋白類激素。它由α及β亞基組成,其中β亞基為特異性鏈,β-HCG對(duì)婦科腫瘤具有較高的特異性診斷價(jià)值[16]。HCG 常用于胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞和生殖細(xì)胞腫瘤的診斷或輔助診斷。另外,也用于乳腺癌的診斷, 乳腺癌患者 HCG升高提示預(yù)后較差。睪丸腫瘤,尤其是非精原細(xì)胞瘤患者HCG也會(huì)不同程度增高。同時(shí)正常妊娠早期也出現(xiàn)HCG升高。

3.取水井建筑物基礎(chǔ)施工

從地質(zhì)報(bào)告及現(xiàn)場便知基坑土質(zhì)為淤泥且較厚，基礎(chǔ)必須進(jìn)行處理。根據(jù)原方案，基礎(chǔ)不作樁基處理，新建取水井將可能滑入江中，可預(yù)見危險(xiǎn)還有圍堰、子堰的塌方，新建取水井基坑出現(xiàn)冒水孔流沙現(xiàn)象。

綜上所述，原設(shè)計(jì)方案不具備可行性。

四、施工方案修改意見及建議

1.施工方案修改意見

（1）受江灘地形限制建議將新取水口位置變更至上游30m處，引水鋼管連接時(shí)單根依次實(shí)施。這樣既不影響老取水口的正常取水，又便于老取水口段江堤的填筑，可使得施工風(fēng)險(xiǎn)及難度大大減低，工程造價(jià)得以有效控制。

（3）考慮到地質(zhì)條件較差，新建取水口基礎(chǔ)建議采用樁機(jī)形式，打灌注摩擦樁承載上部取水井壓力。（后來的施工證明了打樁和提高基礎(chǔ)高程是有必要的，底板底高程設(shè)計(jì)值-0.3m，在破樁頭開挖接近-0.2m高程時(shí)，地面出現(xiàn)大小不等的5個(gè)流沙冒水孔并呈持續(xù)擴(kuò)大現(xiàn)象，10cm的高差使得底板基礎(chǔ)難以實(shí)施，后經(jīng)設(shè)計(jì)現(xiàn)場計(jì)算論證，將底板厚度縮小10cm，底高程設(shè)計(jì)值提高至-0.2m。）

（4）由于江中淤泥上筑新堤加固老堤，新堤沉降量較大，老堤沉降已趨穩(wěn)定，鑒于新老堤結(jié)合，沉降量不均，防止引水鋼管因不均勻沉降導(dǎo)致斷裂進(jìn)而影響堤防安全，建議取水口管道工程在汛后實(shí)施，即待新堤土方沉降趨于穩(wěn)定再行實(shí)施鋼管連接。

2.施工方案建議

（1）取水機(jī)泵功率在理論演算中是滿足的，但考慮到泵房機(jī)組年代較久，設(shè)備陳陋，為保證取水安全應(yīng)盡量加大兩個(gè)彎度（設(shè)計(jì)值為108°）。管道連接施工時(shí)，應(yīng)破除一個(gè)、連接一個(gè)、調(diào)試一個(gè)、成功一個(gè)，對(duì)此要做好與水廠的聯(lián)系交流及解釋工作，取得水廠的信任與配合。

五、方案對(duì)比分析

在對(duì)原設(shè)計(jì)方案提出修改后，對(duì)兩方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比分析。

1、造價(jià)控制方面對(duì)比

兩方案工程量有較大變化項(xiàng)目的造價(jià)對(duì)比詳見表1、表2。從新舊兩方案工程量有變化項(xiàng)目的造價(jià)對(duì)比，可以認(rèn)為兩方案直接工程造價(jià)相當(dāng)，但是原方案對(duì)紡織工區(qū)供水存在較大的隱患，由此造成的經(jīng)濟(jì)損失將十分巨大。所以宜采用修改后方案。

2.工程質(zhì)量對(duì)比

原方案易導(dǎo)致新建取水井基坑坍塌、淹水；基坑高程較低、地質(zhì)差，易出現(xiàn)基坑冒水泛沙，取水井基礎(chǔ)將難以處理；受淤泥地質(zhì)影響，建成后取水井極易發(fā)生傾斜、位移現(xiàn)象，甚至滑入江中。修改后方案增加了樁基處理，能克服原方案的不足。

3.施工難度對(duì)比

方案修改后的取水口工程的實(shí)施將不會(huì)受老取水口正常取水的影響，且可以先行筑堤到長江常水位以上后，再向江中實(shí)施取水井工程。這比原方案施工容易的多。

表1 原方案造價(jià)表

4.工期要求對(duì)比

方案修改后將鋼管接長放在汛后實(shí)施，雖比原方案滯后一個(gè)汛期，但可以較大的降低新老堤沉降不均對(duì)鋼管道的影響，且不影響整個(gè)工程的工期，又不從時(shí)間上對(duì)水廠造成任何經(jīng)濟(jì)上的影響。從質(zhì)量角度出發(fā)，修改后的方案比原方案更可取。

表2 方案修改后造價(jià)表

六、結(jié)語

從上述方案對(duì)比分析，原方案施工難度大、工程質(zhì)量難以保證、風(fēng)險(xiǎn)大、造價(jià)難以控制，修改后方案克服了原方案的不足，是可取的。新建取水口工程按修改后方案進(jìn)行了施工，工程結(jié)束未發(fā)現(xiàn)某個(gè)引水機(jī)泵因功率不足而導(dǎo)致更換；目前該工程運(yùn)行良好，未出現(xiàn)任何險(xiǎn)情■