施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用

摘要：在進(jìn)行水利工程施工過程中，為了保證施工質(zhì)量，施工單位要針對現(xiàn)場實(shí)際情況，做好施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)的管理，提升施工效率，不斷縮短工期，掌握施工的關(guān)鍵技術(shù)，從根本上保證水利工程施工質(zhì)量。因此，本文主要針對施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)在水利工程的應(yīng)用展開論述，結(jié)合具體施工現(xiàn)狀，提出合理化建議。

Abstract： In the process of water conservancy construction， in order to ensure the construction quality， the construction unit should do a good job in the construction diversion and cofferdam technology management， improve the construction efficiency， shorten the construction period， and master the key technologies of construction， to fundamentally ensure the quality of construction of water conservancy projects. Therefore， this paper mainly discusses the application of construction diversion and cofferdam technology in water conservancy projects， and puts forward reasonable suggestions based on the specific construction status.

關(guān)鍵詞：施工導(dǎo)流;圍堰技術(shù);水利工程;施工;應(yīng)用

Key words： construction diversion;cofferdam technology;hydraulic engineering;construction;application

中圖分類號：TV551.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）17-0168-04

1? 工程概況

本工程施工區(qū)分別位于徐州市豐縣、沛縣、睢寧縣、銅山區(qū)、開發(fā)區(qū)境內(nèi)。本次治理工程內(nèi)容包括：38.8km河道開挖和建筑物配套等;范樓站增容17m3/s;鄒莊站電氣設(shè)備更新改造等。

1.1 導(dǎo)截流標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)規(guī)定，工程的臨時建筑物為5級。根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》以及綜合考慮，選定導(dǎo)截流標(biāo)準(zhǔn)為非汛期5年一遇。按照工程施工組織設(shè)計要求及進(jìn)度安排，施工期安排在非汛期，具體時段為12月～5月。

1.2 導(dǎo)截流方式

本工程施工期選在非汛期，河道施工、建筑物施工均需要導(dǎo)截流。由于項(xiàng)目區(qū)非汛期降雨較少，本次設(shè)計工程施工期利用施工區(qū)附近河道及溝渠進(jìn)行導(dǎo)流。

施工期鄭集南支河孫寨閘站上游來水2.5m3/s，可通過孫寨中溝、二號溝導(dǎo)流至大沙河?xùn)|截滲溝;梁后河流域區(qū)間匯水3.1m3/s，可通過梁后河及其支溝導(dǎo)流至鄭集北支河;范西河流域區(qū)間匯水6.2m3/s，可通過范西河導(dǎo)流至躍進(jìn)河、鄭集北支河。鄭集南支河流域剩余59.0km2區(qū)間匯水無法導(dǎo)流，當(dāng)發(fā)生非汛期5年一遇暴雨，利用豐銅界處臨時泵站抽排，一次暴雨抽排水量93.22萬m3，鄭集南支河施工期考慮4個月，按2個月發(fā)生一次非汛期5年一遇暴雨考慮，共抽排水量186.44萬m3。

施工期梁西河上游無來水，無需導(dǎo)流;梁西河右岸鄭集北支河流域區(qū)間匯水1.9m3/s，可通過毛樓中溝、二號溝導(dǎo)流至大沙河?xùn)|截滲溝;梁西河左岸區(qū)間匯水可通過新莊大溝、豐新大溝、鄭集北支河導(dǎo)流至鄭集北支河下游。梁西河沿線非汛期5年一遇坡面徑流較小，臨時泵站抽排水量不予計列。

施工期王山站出水渠上游無來水，無需導(dǎo)流。王山站出水渠沿線非汛期5年一遇坡面徑流較小，臨時泵站抽排水量不予計列。

施工期魏工分洪道陳莊上游來水0.4m3/s，無法導(dǎo)流，可通過陳莊以上段河道、坑塘調(diào)蓄;魏工分洪道流域剩余14.6km2區(qū)間匯水無法導(dǎo)流，當(dāng)發(fā)生非汛期5年一遇暴雨，利用入徐洪河河口處臨時泵站抽排，一次暴雨抽排水量16.35萬m3，魏工分洪道施工期考慮2個月，按2個月發(fā)生一次非汛期5年一遇暴雨考慮，共抽排水量16.35萬m3。

綜上所述，當(dāng)發(fā)生非汛期5年一遇暴雨，臨時泵站共抽排水量202.8萬m3。

本工程考慮在鄭集南支河孫寨閘站處、豐銅界處，梁西河李口涵洞處，王山站出水渠入故黃河處，魏工分洪道魏工分洪閘處、陳莊處、入徐洪河處，共修筑7道施工圍堰，各支河口一并修筑施工圍堰封閉。

1.3 施工導(dǎo)截流

1.3.1 河道工程

圍堰型式為均質(zhì)土圍堰，圍堰標(biāo)準(zhǔn)為：水上坡度為1：3，水下坡度為1：5，根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》（SL303-2004），施工圍堰安全超高取1.0m，考慮到施工期兩側(cè)交通需求，河道內(nèi)主體圍堰兼做交通便道，堰頂高程和兩側(cè)地面高程相一致，堰頂寬5.0m，圍堰土方施工采用1m3挖掘機(jī)和74kW推土機(jī)在河道灘地取土填筑，拖拉機(jī)壓實(shí);拆除圍堰施工方式同上。

1.3.2 建筑物工程

1.3.2.1 范樓南站

范樓南站施工時在河道上下游分別打筑土方圍堰，其中范樓南站站上圍堰斷面為：圍堰頂高程39.00m，頂寬5m，迎水側(cè)邊坡1：5，背水側(cè)邊坡1：4;樓南站站下圍堰斷面為：圍堰頂高程34.60m，頂寬5m，迎水側(cè)邊坡1：5，背水側(cè)邊坡1：4。范樓南站上游來水可通過范西河導(dǎo)入鄭集北支河，下游不需導(dǎo)流。

1.3.2.2 沿線小型涵閘、溝口防護(hù)及橋梁工程

沿線小型涵閘、溝口防護(hù)及橋梁工程為干河施工，與河道施工同步進(jìn)行，工期較短，施工時，在涵閘、溝口防護(hù)的支河上打筑施工圍堰，在干河內(nèi)筑小型圍堰防止施工期雨水進(jìn)入基坑;橋梁工程施工時，在河道內(nèi)修筑工作平臺，另外設(shè)臨時便道，圍堰及便道土方施工采用74kW推土機(jī)在附近取土填筑，拖拉機(jī)壓實(shí)。沿線小型涵閘、溝口防護(hù)及橋梁工程施工不需要導(dǎo)流。

1.3.2.3 官莊引河閘及周莊滾水壩

施工時在官莊引河閘的上下游打筑土方圍堰，頂寬4m，邊坡1：3，頂高程31.5m。施工期，澇水分別排向閘的南側(cè)、北側(cè)，因此不需進(jìn)行導(dǎo)流。

周莊滾水壩施工時在壩的上下游打筑土方圍堰，頂寬4m，邊坡1：4，頂高程20.5m。上游有魏工分洪閘控制，澇時可架泵抽排入壩下徐洪河。

1.3.2.4 李口涵洞、洪大廟涵洞及魏工分洪閘

李口涵洞施工時在支溝及大沙河側(cè)打筑土方圍堰，圍堰頂寬4m，邊坡1：4，頂高程40.5m。支溝內(nèi)澇水可通過大沙河?xùn)|側(cè)截滲溝排除，大沙河側(cè)為月牙形圍堰，不影響大沙河行洪，不需要導(dǎo)流。

洪大廟涵洞施工時，在支溝及黃河故道側(cè)打筑土方圍堰，圍堰頂寬4m，邊坡1：4，頂高程30.5m。支溝內(nèi)澇水可向外排除，黃河故道側(cè)為月牙形圍堰，不影響黃河故道行洪，不需要導(dǎo)流。

魏工分洪閘為上部結(jié)構(gòu)維修，不需要導(dǎo)截流。

河道工程圍堰工程量見表1。

1.4? 施工期降排水

1.4.1 河道工程

1.4.1.1 初期排水

經(jīng)初期排水后，鄭集南支河（豐銅界-范樓閘站）河道內(nèi)剩余底水水深大概在1.5m左右，鄭集南支河（范樓閘站-梁寨閘站）河道內(nèi)剩余底水水深大概在1.0m左右，鄭集南支河（梁寨閘站-孫寨閘站）河道內(nèi)剩余底水水深大概在0.5m左右，梁西河河道內(nèi)剩余底水水深大概在0.5m左右，王山站出水渠河道內(nèi)剩余底水水深大概在2.0m左右，魏工分洪道河道內(nèi)剩余底水水深大概在1.0m左右，河道底水總量53.4萬m3，填筑施工圍堰后，在施工圍堰處架設(shè)臨時泵站抽排至外河。考慮初期排水，河道兩側(cè)會有部分滲水，參照以往工程，本次按照1.2倍擴(kuò)大系數(shù)概算初期排水總量為64.1萬m3。

1.4.1.2 經(jīng)常性排水

根據(jù)地下水埋深情況，河道內(nèi)滲水可通過開挖超深壟溝以及架設(shè)臨時泵站進(jìn)行抽排。

①經(jīng)常性排水量。

工程區(qū)位于南四湖平原地下水系統(tǒng)豐、沛平原區(qū)內(nèi)，場地內(nèi)地下水埋深1.0～3.0m，受季節(jié)性降水影響，地下水位年變幅2～3m。施工期內(nèi)經(jīng)常性排水主要是河道滲水，經(jīng)概算，施工期鄭集南支河、梁西河河道滲水量為0.16m3/天/m、王山站出水渠河道滲水量為0.1m3/天/m、魏工分洪道河道滲水量為0.1m3/天/m，根據(jù)工程建設(shè)內(nèi)容概算施工時間鄭集南支河120天、梁西河120天、王山站出水渠30天、魏工分洪道60天，由此概算經(jīng)常性排水總量約61.3萬m3（不計入概算）。

②壟溝。

在河道中心處開挖壟溝，壟溝設(shè)設(shè)計為梯形斷面，底寬1m，溝底低于設(shè)計河底1.0m，邊坡1：1，壟溝土方開挖量8.1萬m3（不計入概算）。

1.4.2 建筑物工程

由于建筑物工程規(guī)模均不大，施工降排水問題不是特別突出，施工期根據(jù)各自具體情況做好降排水準(zhǔn)備。建筑物基坑內(nèi)初期排水選用離心泵抽排，初期排水應(yīng)控制基坑內(nèi)水位下降速度，以防止圍堰或基坑邊坡因排水速度過大而產(chǎn)生塌坡。建筑物施工經(jīng)常性排水主要為基坑滲水、施工廢水和大氣降水等，為保證建筑物基面部產(chǎn)生積水，擬在各建筑物基坑底部四周布置排水溝，設(shè)集水井，通過潛水泵抽排至基坑外。

范樓南站基坑四周布設(shè)排水井16眼，井深20m;井間距20m，管徑0.5m。降水歷時90天，每天抽水24個小時。

以范樓南站為例進(jìn)行降水設(shè)計根據(jù)地質(zhì)報告，站室底換填高程26.60m，已至含砂礓壤土層，為確保基坑開挖旱地作業(yè)，施工時采取管井法降地下水。

基坑開挖最低標(biāo)高：根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》的“設(shè)計降水深度不宜小于基坑底面以下0.5m”的原則，將地下水疏干至基坑底板以下1.0m，即高程25.60m。

根據(jù)《巖土工程治理手冊》（林宗元主編），降深水力坡度i在井點(diǎn)封閉圈內(nèi)一般取1/10～1/15，此處i取1/10。

井的埋設(shè)深度：

依據(jù)《水利水電工程地質(zhì)手冊》，當(dāng)降水井較深時，其影響半徑的計算結(jié)果一般較大，對于粉砂：其影響半徑一般為20m～50m。計算時取R=20m。

分析地質(zhì)資料及地下水埋藏形式，設(shè)計降水井選用管井，為潛水完整井。因此：

而根據(jù)降水施工經(jīng)驗(yàn)，井點(diǎn)間距一般為10～20m，遠(yuǎn)小于計算值。因此，結(jié)合基坑等級和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，取井間距20m，井點(diǎn)沿基坑周邊對稱布置，可布井16眼，井深20m，井間距20m，管徑0.5m。降水歷時90天，每天抽水24個小時。

2? 施工總進(jìn)度及主要技術(shù)供應(yīng)

工程建設(shè)工期為2018年1月～2018年12月全部結(jié)束，總工期為12個月。計劃2018年1月開工。大體上分四個階段：工程籌建期、工程準(zhǔn)備期、主體工程施工期、工程完建期。

工程籌建期具體內(nèi)容為：招標(biāo)、評標(biāo)、簽約等涉外及對外協(xié)作的籌建工作，為施工創(chuàng)造條件，由建設(shè)單位負(fù)責(zé)，計劃在2018年1月完成。

工程準(zhǔn)備期具體內(nèi)容為：定位放樣、施工場地布置，包括進(jìn)場道路及場地清理、供電及通訊設(shè)備、臨時生活設(shè)施、施工導(dǎo)截流工程等由施工單位負(fù)責(zé)，要求于2018年2月完成。

主體工程施工期具體內(nèi)容為：土方開挖、建筑物施工、土方回填及機(jī)電設(shè)備安裝等，由施工單位負(fù)責(zé)實(shí)施，從2018年2月開始，2018年12月完成，施工單位應(yīng)抓住施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)，采用平行流水作業(yè)或異節(jié)奏流水作業(yè)，做到均衡生產(chǎn)，合理安排工期，使工程盡早竣工投入使用，發(fā)揮效益。

3? 圍堰技術(shù)的內(nèi)容

圍堰技術(shù)工程安全重點(diǎn)部位及環(huán)節(jié)：

①施工圍堰：施工期間，要密切關(guān)注施工期水位變化，要做好施工期水位時加固圍堰預(yù)防措施，加高、圍護(hù)等;需要度汛的施工圍堰，其防汛預(yù)案應(yīng)報市防汛指揮部批準(zhǔn)。

②拆除工程：原建筑物須拆除干凈、徹底。采用爆破、風(fēng)鎬等施工時，要十分注意安全施工。拆除底板時，盡量減少對原狀土的擾動。

拆除的材料不得亂扔，需按指定地點(diǎn)堆放，作業(yè)下方應(yīng)派人監(jiān)護(hù)。

③防雷接地：澆筑底板前，須做好防雷掃地裝置，并將作為接地的鋼筋明顯標(biāo)記，保證與防雷網(wǎng)有效連接。

4? 應(yīng)用技術(shù)評價

通過導(dǎo)流施工技術(shù)的應(yīng)用和圍堰技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用，施工單位整合多方面的資源，進(jìn)一步優(yōu)化施工導(dǎo)流與圍堰技術(shù)，最大限度減少對周圍環(huán)境產(chǎn)生的不利影響。施工導(dǎo)流和圍堰技術(shù)在提升水利工程施工效率和保證施工質(zhì)量方面發(fā)揮了十分重要的作用，為了滿足水利工程建設(shè)施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，施工單位要制定完善的施工組織方案，論證施工的合理性和科學(xué)性，不斷整合內(nèi)部施工資源，最大限度保證工程施工順利進(jìn)行。

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作者簡介：魏恒英（1981-），女，江蘇沛縣人，本科，研究方向?yàn)楣こ處煿こ坦芾怼?/p>