地質(zhì)災(zāi)害治理排洪導(dǎo)槽工程施工組織探討

周童禎

（江西銅業(yè)建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司，江西南昌 330069）

1 引言

泥石流災(zāi)害是地質(zhì)災(zāi)害中比較常見頻發(fā)的一種，是在山區(qū)溝谷中，由于暴雨、大量水雪融水或江湖、水庫潰決后的急速地表徑流激發(fā)的含有大量泥沙、石塊等固體碎屑物質(zhì)并具有強(qiáng)大沖擊力和破壞力作用形成的災(zāi)害，具有突發(fā)性、極大破壞性特點(diǎn)［1］。

泥石流災(zāi)害對于正常的生產(chǎn)生活造成了極大威脅，在經(jīng)過多年對泥石流發(fā)生原因、特點(diǎn)等因素進(jìn)行分析，制定出了一系列的治理措施來有效降低泥石流發(fā)生的概率，極大地減輕泥石流造成的危害。采用排洪導(dǎo)槽排洪是治理泥石流災(zāi)害的一項(xiàng)重要措施。排洪導(dǎo)槽主要適用于治理海拔較高、落差大、交通環(huán)境差、地形復(fù)雜不利于采用常規(guī)大規(guī)模平鋪式施工的山區(qū)地區(qū)泥石流災(zāi)害治理［2］。

2 工程概況

二道河地質(zhì)災(zāi)害治理工程排洪導(dǎo)槽工程位于四川省涼山州冕寧縣牦牛坪二道河，該地區(qū)屬于地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)地帶，主要存在地震、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。同時(shí)，該地又是一個(gè)礦產(chǎn)資源非常豐富的地區(qū)，主要有稀土、鐵、銅、鉛、鋅、鉬、錫等30 余種礦物資源，附近有一大型的礦山企業(yè)。由于該企業(yè)處在的特殊高海拔地理位置，滑坡、泥石流極易發(fā)生，且雨季降雨量較大持續(xù)時(shí)間長，對采礦生產(chǎn)安全及下游村落安全造成極大隱患，為此，采用排洪導(dǎo)槽對二道河地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行治理。該工程總投資3000 萬元，主要工程內(nèi)容包括攔石壩、消力池、排洪導(dǎo)槽（內(nèi)坎）、擋水壩，攔石壩、排洪導(dǎo)槽、擋水壩結(jié)構(gòu)形式均為毛石混凝土，消力池結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土，混凝土總量27493.65m3，其中攔石壩2112.85m3，消力池2208m3，排洪導(dǎo)槽22604.8m3，擋水壩568m3，排洪導(dǎo)槽總長度1612m，高差183m，詳見圖1。

圖1 排洪導(dǎo)槽工程定位圖

3 施工安排

該工程按照攔石壩、消力池、排洪導(dǎo)槽、擋水壩四個(gè)部位同步施工進(jìn)行組織安排，并以排洪導(dǎo)槽施工為主，穿插進(jìn)行攔石壩、消力池和擋水壩施工。排洪導(dǎo)槽采用自上而下施工，施工用模板、腳手架等材料根據(jù)排洪導(dǎo)槽施工進(jìn)度自上向下倒運(yùn)，排洪導(dǎo)槽每20m 為一個(gè)施工段，基礎(chǔ)開挖、模板安裝、混凝土澆筑采取流水施工推進(jìn)［3］，當(dāng)如遇混凝土集中攪拌站維修、毛石供應(yīng)不及時(shí)、混凝土澆筑進(jìn)度滯后等情況時(shí)，組織施工機(jī)械進(jìn)行攔石壩、消力池基礎(chǔ)開挖和模板安裝作業(yè)。采取該方案能最大效率利用現(xiàn)場施工機(jī)械（如挖掘機(jī)、鏟車）減少機(jī)械閑置損失，又可最小限度由于前部進(jìn)度滯后導(dǎo)致木工窩工，同時(shí)進(jìn)度能夠滿足要求。

4 技術(shù)方案

4.1 集中攪拌站設(shè)立位置選擇

該工程合同約定工期僅為244 天，要求在次年汛期來臨前完成，工期緊任務(wù)重，其工程量最大的是混凝土，混凝土總量為27493.65m3，進(jìn)場前對集中攪拌站的位置選擇顯得尤為重要。要結(jié)合現(xiàn)場道路實(shí)際情況、材料堆放場地、運(yùn)輸?shù)谋憷踩纫蛩乜茖W(xué)合理確定集中攪拌站位置做到科學(xué)合理。

4.1.1 集中攪拌站設(shè)置在底端

線路底端有一塊平坦空地，有足夠場地堆放材料，不存在重車下陡坡安全風(fēng)險(xiǎn)，但本地區(qū)為山區(qū)氣候易發(fā)生強(qiáng)降雨，底端空地為低洼地勢，如出現(xiàn)強(qiáng)降雨威脅集中攪拌站安全，方案不可行。

4.1.2 集中攪拌站設(shè)置在中端

中端區(qū)域?yàn)榱值兀淠据^少），且無平坦區(qū)域需進(jìn)行場平作業(yè)人工平整出區(qū)域以供設(shè)置集中攪拌站，需花費(fèi)成本，設(shè)置中端仍存在中端至上端區(qū)域道路重車下陡坡的安全風(fēng)險(xiǎn)不滿足要求，且存在供應(yīng)水泥為身長12m 運(yùn)輸半掛車，無法進(jìn)入場地內(nèi)，現(xiàn)場自然條件要求無法滿足，方案不可行。

4.1.3 集中攪拌站設(shè)置在上端

該工程上端靠近交通主干道，但存在砂、石子堆場面積不足問題，需使用機(jī)械進(jìn)行平整增加堆場面積方能滿足要求，該方案可利用主干道便利的交通條件，僅需機(jī)械將材料堆場面積進(jìn)行擴(kuò)充即可滿足要求，且有利于澆筑位于工程上端的攔石壩及消力池。在安全上，集中攪拌站設(shè)置在上端存在重車下坡安全隱患，但可通過控制砼罐車裝載量規(guī)避重車下陡坡安全隱患，因此設(shè)置在上端為唯一可行方案。

4.2 混凝土澆筑方案

4.2.1 輸送方式選擇

常用混凝土輸送方案有二個(gè)：采用鏟車轉(zhuǎn)運(yùn)混凝土和拖式混凝土泵-管道輸送。鏟車轉(zhuǎn)運(yùn)方案為現(xiàn)場使用二臺(tái)ZL50 系列斗容量3m3從混凝土罐車轉(zhuǎn)運(yùn)到澆筑模板內(nèi)，鏟車轉(zhuǎn)運(yùn)混凝土綜合效率為斗容量的90%。經(jīng)測算，鏟車轉(zhuǎn)運(yùn)混凝土效率為27m3/h，鏟車轉(zhuǎn)運(yùn)混凝土方案單日效率約216m3/d ～270m3/d，滿足計(jì)劃澆筑混凝土量200m3/d 要求。混凝土輸送采取拖式混凝土泵-管道輸送方式，管道設(shè)置按照100m 設(shè)置，完成20m 混凝土澆筑后管道拆除20m 并向上接長20m，以此類推。拖式混凝土泵型號選擇HBT60 型系列拖式混凝土泵，理論泵送排量達(dá)到40 ～60m3/h，最大輸送距離水平1km，其技術(shù)參數(shù)滿足計(jì)劃混凝土澆筑量200m3/d 要求［4］。

從施工進(jìn)度方面比較：

排洪導(dǎo)槽工程總混凝土量為22604.8m3，鏟車方案計(jì)算工期為105 天，拖式泵方案為94 天。

從施工成本方面比較見表1。

表1 鏟車方案與拖式泵成本對比分析

從施工總成本比較：

鏟車方案總成本為89.25 萬元，拖式泵方案為70.5 萬元，拖式泵方案比鏟車方案節(jié)約成本約21%。

綜上所述，拖式泵澆筑方案比鏟車澆筑方案施工工期短，施工成本低，因此選擇拖式泵方案更經(jīng)濟(jì)更合理。

4.3 模板方案選擇

常用的模板材料為組合鋼模板和木膠合模板，組合鋼模板具有剛度大、周轉(zhuǎn)次數(shù)多、自重大特點(diǎn)，木膠合模板具有輕便、拆裝方便特點(diǎn)，工程主要為同一形狀且規(guī)則的毛石混凝土重力式擋墻（見圖2），組合鋼模板及木膠合模板均可適用，但在經(jīng)濟(jì)性上組合鋼模板成本低于木膠合模板［5］。

圖2 重力式毛石擋土墻

4.3.1 組合鋼模板分析

組合鋼模板施工工序?yàn)椋菏┕?zhǔn)備→涂刷脫模劑→模板拼裝→安裝對拉螺桿→模板固定→澆筑混凝土→拆除模板。組合鋼模板自重大因此安裝時(shí)需有起吊設(shè)備配合安裝，且模板安裝前必須事先涂刷脫模劑，模板拆除后由起吊機(jī)械轉(zhuǎn)運(yùn)至下個(gè)施工段，安裝進(jìn)度相對于木膠合模板更加緩慢。

組合鋼模板拼縫少，剛度大變形小。擋墻截面為梯形截面，墻身最高為5.2m，擋墻墻趾最厚為3.2m。墻趾厚度大易造成混凝土澆筑時(shí)沖力對側(cè)面模板造成極大的側(cè)向壓力導(dǎo)致模板變形甚至爆模，使用組合鋼模板可發(fā)揮鋼模板剛度大變形小特點(diǎn)，保證變形在可控范圍內(nèi)。

4.3.2 木膠合模板分析

木膠合模板施工工序?yàn)椋菏┕?zhǔn)備→模板制作→模板拼裝→模板鉆孔安裝對拉螺桿→模板固定→澆筑混凝土→拆除模板。木膠合模板重量輕，易于安裝、拆卸、搬運(yùn)，但木膠合模板剛度小易變形，工程擋墻厚度大對拉螺桿必須加密設(shè)置以控制變形，造成成本增加以及進(jìn)度延后。

木膠合模板可適用各種形狀構(gòu)件模板支設(shè)，該工程二側(cè)混凝土擋墻為較規(guī)則構(gòu)件，木膠合板適用于工程，但木膠合板拼縫多易造成混凝土漏漿，易造成混凝土外觀質(zhì)量缺陷。

綜上所述，組合鋼模板和木膠合模板在技術(shù)上均可用于該工程，但組合鋼模板施工質(zhì)量更佳，施工工期短，成本更低，因此選擇組合鋼模板更合理。

5 總結(jié)

工程在施工前編制了專項(xiàng)施工方案，方案計(jì)劃采用集中攪拌站設(shè)立位置選擇在上端，混凝土澆筑輸送方式選用鏟車方案，模板方案選用木膠合模板方案組織施工。該方案報(bào)至監(jiān)理后監(jiān)理結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙、現(xiàn)場實(shí)際情況認(rèn)為混凝土澆筑方案選擇拖式泵方案可縮短施工工期、節(jié)約成本，模板方案選擇組合鋼模板方案質(zhì)量更優(yōu)、工期更短、成本更低，建議采用集中攪拌站設(shè)立位置選擇在上端，混凝土澆筑輸送方式選用拖式泵方案，模板方案選用組合鋼模板方案組織施工。

地質(zhì)災(zāi)害治理排洪導(dǎo)槽工程在地理環(huán)境上、工程線路長、混凝土量大等方面具有其鮮明特點(diǎn)，在實(shí)際運(yùn)用中基于以上方面從工程安全、質(zhì)量、進(jìn)度、成本角度綜合考慮制定符合工程的施工組織方案［6］，達(dá)到最大效益。