暗渠工程應(yīng)急搶險(xiǎn)實(shí)施方案分析

王繼濤

（山東省調(diào)水工程運(yùn)行維護(hù)中心煙臺(tái)分中心，山東煙臺(tái)264000）

1 工程概況

山東省膠東地區(qū)引黃調(diào)水工程位于山東省膠東半島北部，自濱州市打漁張引黃閘引取黃河水至威海市的米山水庫，輸水線路全長(zhǎng)482km。全線共設(shè)9級(jí)提水泵站、5座輸水隧洞、6座大型渡槽及其它各類建筑物400余座，輸水渠道包括明渠、暗渠、管道等多種形式。該工程是南水北調(diào)膠東輸水干線的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)山東水資源優(yōu)化配置，緩解膠東地區(qū)水資源供需矛盾，改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的重要水利基礎(chǔ)設(shè)施。

該工程自蓬萊村里隧洞出口至福山高疃泵站為暗渠，基本沿清洋河左右岸布置，總長(zhǎng)28.96km，設(shè)計(jì)斷面由1.8m×2.6m（寬×高）和2.6m×2.6m兩種斷面型式，均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2017年受臺(tái)風(fēng)“海棠”影響，8月3日0時(shí)至6日6時(shí)，煙臺(tái)市發(fā)生自2000年以來最大連續(xù)強(qiáng)降水過程。短時(shí)間內(nèi)棲霞洛湯河水位猛漲，洪水對(duì)沿岸河堤沖刷，造成膠東調(diào)水工程5節(jié)混凝土暗渠沖毀（總長(zhǎng)60m），導(dǎo)致供水中斷。該段暗渠寬2.7m，高3.55m，凈寬1.8m，凈高2.6m，軸線轉(zhuǎn)彎半徑為500m，縱比降為1/193.5，暗渠底高程為82.77～82.46m。

險(xiǎn)情發(fā)生后，組織實(shí)施北洛湯暗渠應(yīng)急搶險(xiǎn)修復(fù)任務(wù)，主要包括沖毀暗渠連接及護(hù)坡修復(fù)等。

2 搶修方案

2.1 方案比選

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，本著保障安全、保證時(shí)間的原則，擬定兩個(gè)應(yīng)急搶修方案。

方案一：混凝土箱涵復(fù)位方案

1）施工方案與實(shí)施順序。首先進(jìn)行施工臨時(shí)圍堰填筑，進(jìn)行施工降排水，保障干地施工，利用千斤頂和吊車將箱涵吊離施工作業(yè)面，采用埋石混凝土進(jìn)行基礎(chǔ)處理，其后將箱涵進(jìn)行復(fù)位，鑿除箱涵接縫處部分混凝土后埋設(shè)金屬止水片，澆筑細(xì)石混凝土封閉。

施工順序：施工圍堰→施工降水→箱涵吊離→基礎(chǔ)處理→箱涵復(fù)位→止水處理。

2）優(yōu)缺點(diǎn)分析，優(yōu)點(diǎn)：最大程度地保障原設(shè)計(jì)；缺點(diǎn)：作業(yè)面較窄，箱涵吊離及復(fù)位存在一定困難。

方案二：鋼管替代方案

1）施工方案與實(shí)施順序。施工方案主要包括：方變圓異形件加工、現(xiàn)有水毀暗渠的破碎清理、施工臨時(shí)圍堰填筑，施工降排水，采用埋石混凝土進(jìn)行基礎(chǔ)處理，管道吊裝及焊接、支墩澆筑、回填等。

施工順序：暗渠破碎清理→施工圍堰→施工降水→基礎(chǔ)處理→管道吊裝→止水處理。

2）優(yōu)缺點(diǎn)分析，優(yōu)點(diǎn)：管道安裝進(jìn)度相對(duì)較快；缺點(diǎn)：方變圓異形件加工難度大。

兩個(gè)方案均需要首先做好施工臨時(shí)圍堰、施工降排水和基礎(chǔ)處理工程，為盡快修復(fù)工程，保障調(diào)水任務(wù)順利完成，決定采用方案二，即鋼管替代方案。

2.2 施工導(dǎo)流及排水

由于正值汛期，河內(nèi)水位較高，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水位情況，新建施工圍堰高度約為2.0m，采用梯形編織袋裝砂土的形式填筑，圍堰頂寬約為2.0m，迎水坡坡比為1∶1.5，背水側(cè)坡比為1∶1，在迎水坡處鋪設(shè)復(fù)合土工膜，考慮到現(xiàn)狀水勢(shì)情況，用鋼管等工具將復(fù)合土工膜更好地貼合圍堰邊坡，然后用編織袋裝砂土壓蓋，施工圍堰總長(zhǎng)度約為200.0m。施工區(qū)內(nèi)開挖若干條排水明溝和集水井，加強(qiáng)排水，確保施工場(chǎng)地為干地施工。

2.3 基礎(chǔ)處理

首先將箱涵用破碎錘現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行破碎，將鋼筋及碎塊清理干凈。鋼管基礎(chǔ)采用C20埋石混凝土處理，底寬5.0m，深1.5m，左側(cè)齒墻深1.5m，右側(cè)齒墻深0.5m，埋石混凝土埋石率（按體積計(jì)）不超過25%，塊石粒徑不超過30cm。先將基礎(chǔ)清理干凈，澆筑厚30cm的混凝土，塊石均勻埋放在新澆筑的混凝土層上；塊石與塊石之間的距離（水平的和垂直的）應(yīng)以不影響對(duì)混凝土進(jìn)行充分振搗為宜，空隙不小于10cm。埋石混凝土采用澆筑一層混凝土，埋放一層塊石的方法施工，即鋪筑一層混凝土，在振搗前即鋪埋一層塊石，在塊石間的空隙中插入振動(dòng)器將混凝土振實(shí)，并讓塊石沉入混凝土層中一半、外露一半，然后再鋪筑第二層混凝土。

2.4 鋼管選用及安裝

2.4.1 鋼管選用

水毀段暗渠設(shè)計(jì)流量為11.0m3/s，校核流量為14.3m3/s，按照柔性管最大流速3.0m/s控制，選定DN2600螺旋鋼管，共60m。根據(jù)埋地鋼管結(jié)構(gòu)要求，采用φ2644×22mm螺旋鋼管，剛性焊接連接；為便于連接，DN2600螺旋鋼管管中心高程與水毀段暗渠中心高程一致；為滿足抗浮穩(wěn)定要求，設(shè)置素混凝土支墩，支墩規(guī)格為1.2m（長(zhǎng)）×5.0m（寬）×3.6m（高），結(jié)合鋼管規(guī)格，支墩間距為6.0m。

2.4.2 鋼管與暗渠的銜接

鋼管通過方變圓異形連接件與現(xiàn)狀暗渠連接，異形連接件一端與暗渠柔性承插口連接，另一端與鋼管焊接。異形連接件斷面依次為：矩形斷面1.75m（寬）×2.55m（高），長(zhǎng)度為1.2m；天圓地方，長(zhǎng)度為2.2m，接口圓形斷面φ2644×22mm，長(zhǎng)度為6.0m。

異形連接件插口與暗渠柔性接口長(zhǎng)度為0.6 m，中間填充油麻5cm，內(nèi)、外側(cè)充填石棉膨脹水泥，長(zhǎng)度均為0.275m。異形連接件與暗渠同軸線安裝，中間彎管及湊合節(jié)長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量情況確定。

2.4.3 防腐蝕處理

鋼管及鋼制管件防腐蝕處理，內(nèi)外防腐前均進(jìn)行表面預(yù)處理。除銹前對(duì)管道表面所有可見油污、塵土等污物進(jìn)行擦拭和清洗；鋼材表面無可見的油脂和污垢，并且沒有附著不良的氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著物；底材顯露部分的表面具有金屬光澤，焊接表面光滑無刺、無棱角、焊瘤等；管道內(nèi)部刷食品級(jí)環(huán)氧樹脂防腐，外部采用加強(qiáng)級(jí)環(huán)氧煤瀝青漆防腐補(bǔ)口。

2.5 支墩鋼筋綁扎及混凝土澆筑

管道吊裝前，完成支墩豎向鋼筋預(yù)埋及管座基礎(chǔ)混凝土澆筑工作；管道吊裝完成后，完成上部鋼筋板扎及混凝土澆筑工作。支墩斷面尺寸為5m（寬）×3.6m（高）×1.2m（長(zhǎng)），采用C30商品混凝土進(jìn)行澆筑。

2.6 渠坡恢復(fù)

對(duì)沖毀段暗渠上下游左岸堤防予以恢復(fù)并進(jìn)行護(hù)砌，護(hù)砌范圍為樁號(hào)3+570～3+675，長(zhǎng)105m，護(hù)坡采用M10漿砌塊石重力式擋墻，最大限度恢復(fù)耕植土面積。

3 施工組織

3.1 施工場(chǎng)地及道路

為施工方便，對(duì)進(jìn)村坑洼不平的道路進(jìn)行維修，鋪設(shè)碎石；沿河堤至施工場(chǎng)地修筑一條臨時(shí)土路，以便施工機(jī)械可以下到河內(nèi)進(jìn)行施工。征用沿河測(cè)0.33hm2土地，作為施工場(chǎng)地，堆放物料及大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)操作。

3.2 合理安排施工工序

搶險(xiǎn)工程，工期要求極為苛刻，為確保按期完成搶險(xiǎn)任務(wù)，還組織了兩只專業(yè)隊(duì)伍分別進(jìn)行土建及管道預(yù)制安裝施工，在進(jìn)行土建基礎(chǔ)施工的同時(shí)，對(duì)方變圓異形連接件進(jìn)行預(yù)制，基礎(chǔ)澆筑完成時(shí)，方變圓異形連接件及鋼管已運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，迅速開展管道吊裝及焊接作業(yè)；管道吊裝完成后，繼續(xù)進(jìn)行支墩鋼筋綁扎及混凝土澆筑工作。

3.3 人員、材料及設(shè)備配置

選派精干技術(shù)管理人員及施工隊(duì)伍，投入到該工程施工。人員按照兩班制作業(yè)，每班工作12h，按照人員輪班，設(shè)備不停的原則，晝夜開展搶修作業(yè)。所有建筑材料經(jīng)過檢驗(yàn)合格后，方能進(jìn)場(chǎng)使用。機(jī)械設(shè)備在施工現(xiàn)場(chǎng)允許的條件下，優(yōu)先選用大功率設(shè)備，保證有充足的材料和配件供應(yīng)。

4 結(jié)語

歷經(jīng)20d的晝夜奮戰(zhàn)，北洛湯暗渠搶險(xiǎn)工程主體完工，為膠東調(diào)水正常運(yùn)行提供了保障。經(jīng)過兩年多的調(diào)水運(yùn)行，搶險(xiǎn)段工程運(yùn)行良好，未出現(xiàn)漏水及滑坡等問題?？偨Y(jié)經(jīng)驗(yàn)，此次搶險(xiǎn)修復(fù)任務(wù)的圓滿完成，得益于高效的指揮系統(tǒng)、科學(xué)的搶險(xiǎn)方案、有序的現(xiàn)場(chǎng)管理、高素質(zhì)的搶險(xiǎn)隊(duì)伍及有力的后勤保障。