府谷城鎮(zhèn)飲水管線改建工程度汛方案探析

張海軍，白云飛

（1.府谷縣應急救援保障中心,陜西 榆林 719499；2.府谷縣水土保持中心,陜西 榆林 719499）

府谷縣城鎮(zhèn)飲水管線緊靠黃河邊，2022—2023年施工跨越黃河汛期和凌汛期，為了確保工程安全順利建設，需對工程度汛方案進行探討。

1 概況

府谷縣城鎮(zhèn)飲水管線改建工程起點為天橋水源地，位于黃河天橋水電站大壩下游400 m 右岸。出起點后，管道由東北向西南方向鋪設，順沿黃公路臨河側，途經府谷水文站，至終點黃河二號橋檢修閥室井。黃河二號橋檢修閥室井，位于孤山川入黃口附近。工程線路長7.72 km，共布置2 根管道；所在河道左岸為山西省保德縣。

2 線路走向

府谷縣城鎮(zhèn)飲水管線改建工程設DN1400 和DN1200 共2 條平行布置的輸水管道，每隔2000～2500 m 設置1 個聯通管，保證1 條管道出事時供水正常運行，DN1400 管道與DN1200 管道管中心線間距2.0 m。管道起點中心高程812.75 m，終點中心高程807.87 m，線路最高點高程818.48 m。綜合考慮管道安全、洪水沖刷影響與后期檢修維護等因素，全線采用灌注樁+承臺梁支承管道結構地埋布置，管道樁號T0+000.00—T1+470.00 間受地質條件影響，采用由外包配筋混凝土與管道形成的整體多跨連續(xù)梁，樁基支承點間距10 m，管體為防腐鋼管。樁號T1+470.00—T7+723.72 段采用半圓鋼抱箍將管道固定在承臺梁上，不再外包鋼筋混凝土，管體為內外防腐鋼管（樁號T1+470—T5+240）及K8 級球磨鑄鐵管（樁號T5+240—T7+723.72）。根據管道所處河段位置，設計確定樁號T0+000—T5+240段2種直徑的管道均選用Q235B螺旋焊接鋼管，DN1200管道壁厚12 mm，DN1400 管道壁厚14 mm。樁號T1+470 之前管道做內防腐，樁號T1+470—T5+240段做內外防腐處理。

3 施工方案

3.1 管道施工

管道施工主要工序有管床基礎土方開挖、回填及管道安裝[1]。管床地基應置于原狀土上，若遇淤泥、淤砂或疏松土層，則應挖除，再回填黏土或砂礫石，并夯壓密實。

3.2 管線施工

加工好的格柵就位后，先用連接繩把與其相鄰的石籠側面每個橫肋位置連接固定好，再利用裝載機運塊石到石籠側面，人工向格柵內拋石粗擺。為保證石籠穩(wěn)定和耐久，籠內拋石盡量大小塊互相填充，力爭籠內石體密實，無空洞[2]。為保證石籠整體間的順直緊密，石籠側選用塊大且有一平整面的石料，最后用大塊石封頂。

3.3 施工區(qū)布置

沿黃公路緊鄰工程區(qū)，對外交通條件便利。管道施工主要利用沿黃公路，并根據需要修建臨時施工便道。施工區(qū)除設臨時辦公用房及生活用房外，還設綜合加工場、綜合倉庫、堆料場等臨時生產設施。工程施工需辦公生活區(qū)用房3000 m2，加工廠及倉庫500 m2。辦公生活用房可租用附近民房，施工輔助生產企業(yè)沿護岸背水側擇地布置。

3.4 施工工期

工程施工期分為施工準備期、主體工程施工期、工程完建期3個階段。其中，施工準備期主要安排場地平整和臨建設施、輔助企業(yè)等施工，為主體工程施工做好準備工作，工期1個月，安排在9月；主體工程施工期主要進行輸水管道樁基礎施工及敷設，工期7個月，安排在10月—次年4月；工程完建期主要開展收尾及驗收等工作，工期1個月，安排在次年5月。

4 度汛標準與措施

4.1 施工導流標準

本工程為中型工程，主要建筑物級別為3 級，次要建筑物級別為4級，臨時性建筑物級別為5級。根據《水利水電工程施工組織設計規(guī)范》（DL/T5397-2007）及《水利水電工程施工導流設計規(guī)范》（SL623-2013）規(guī)定[3]，可采用枯水期導流（11 月—次年4 月）。考慮到本工程所在河段來水受天橋水電站運行控制且工程為多標段線性工程，故本工程按5 a 一遇非汛期洪水標準設計。依據府谷水文站資料，參考府谷縣城鎮(zhèn)飲水管線改建工程實際，本工程分期洪水成果詳見表1。

表1 府谷天橋以下河段分期洪水成果m3/s

本次度汛標準取非汛期5 月5 a 一遇洪水成果1926 m3/s。

4.2 度汛方式

根據本工程標段多、施工場地分散且為線性場地、水毀工程損失較小且易于修復的特點，加之受天橋水電站來水控制、水情相對可測等因素影響，施工期度汛以預警和及時撤場為重點，對半成品工程在考慮度汛成本的基礎上當棄即棄，以保全設備和人員安全為重點。在度汛洪水標準下，一般應堅持施工，只有當預期洪水可能超標的情況下才經決策機構決定下達停工和撤場命令。

4.3 度汛措施

4.3.1 工程措施

府谷縣城鎮(zhèn)飲水管線改建工程位于黃河河道內。由于該河段凌情比較嚴重，流冰及洪水期漂浮物是影響工程施工安全的重要因素。凌汛期流冰和汛期最大漂浮物（如樹木、船只等）將有可能直接撞入施工場地，威脅施工安全和設施結構安全。根據工程設計、施工工序、施工進度安排以及臨時設施的特點等，為確保工程安全，對位于黃河右岸河道內的城鎮(zhèn)飲水管線，根據城鎮(zhèn)飲水管線改建工程總的施工進度計劃，2021年4月1日—2022年3月31日進行泵房、辦公樓、配電室等土建的施工，2022年4月1—30 日進行水泵、電氣、管道等安裝及其他附屬設施的施工。泵房施工的主要防護采用土石方防護，并采用重型機械反復碾壓，最大程度地提高施工中抵御洪水的能力，并盡量減小對行洪的干擾。

施工上游設立觀測水尺，制定觀測計劃，定期觀測黃河水位情況，遇到大洪水時加大觀測頻次[4]，確保及時提供準確水情。當施工場地靠水流時，要加強對施工便道上下游兩側的巡查觀測，發(fā)現險情及時報告并組織搶護；當施工場地斷面坡面發(fā)生滑塌險情時，搶護方法采用拋填大塊石或土袋，根據基礎沖刷程度，水勢過急時采用拋投鉛鐵石籠護根；當施工場地出現漫溢險情時，要堅持“加高止漫、護頂防沖”的基本原則，修筑子堤時可用土袋砌筑或樹枝土石砌筑，防止洪水漫頂；施工場地要加強路面維護，及時排除雨水，進行經常性維修養(yǎng)護，確保頂面高程不低于設計防洪標準。

4.3.2 非工程措施

主要通過接受氣象、水文部門信息，提早進行防范。工程區(qū)的來水與天橋水電站運行直接相關，工程開工后應由業(yè)主單位和施工單位共同組成度汛決策機構與天橋水電站、府谷水文站建立直接、有效的水情（冰情）信息溝通機制。溝通主要內容為電站下泄流量與時段分配。

4.4 險情搶護

施工中要加強工程巡查和監(jiān)測。由于施工標段劃分較多，由業(yè)主牽頭組織施工單位統一進行河床水位觀測；水位觀測點設在各標段起始點，每標段1個；本工程由于水情與天橋水電站運行的直接相關，不再進行險情日報，但應在決策機構與施工單位之間建立水情溝通機制。

工程險情搶護主要對象為管道基礎施工階段的施工機具搶護和管道安裝階段的管道材料搶護。各標段施工單位為搶護的責任主體。險情決策機構可臨時性調派增援隊伍或設備。搶護道路和設備撤離場地由各標段施工企業(yè)在施工人員和設備進場前安排，由工程監(jiān)理單位進行現場驗收。

各標段施工單位為搶護的責任主體。在險情決策機構的指揮下完成沿河設備、器材和人員的撤離。

4.5 應急措施

府谷縣城鎮(zhèn)飲水管線改建工程施工區(qū)段位于天橋水電站下游，洪水受天橋水庫運行與調度控制，其水情、冰情可由天橋水電站運行部門獲知，風險可控。出現惡劣天氣，工程度汛決策機構增加與天橋水電站溝通頻次，正常狀況下每日1次，汛期有惡劣天氣預報時每日2次。要做好防汛搶險人員、物資、機械等準備，確保有險情時能夠及時應對搶險。防汛物資包括編織袋2000條，木樁500根，鐵鍬20把，土鎬10把，蓬布（彩條布）10卷，鍍鋅鉛絲（8#）400 kg，對講機4 部。搶險機械包括自卸車6 輛，挖掘機2輛，裝載機4 輛，貨車2 輛。以上搶險機械設備均在施工現場，聽從搶險領導小組隨時調用。

4.6 汛期警報級別劃分及防護措施

根據設計報告和洪評報告，管線建成后的設防標準為30 a 一遇洪水，設防流量為7230 m3/s。在工程施工過程中，由于施工進度不同，各標段防御洪水的標準也會有所不同。因此，施工項目部要根據主體工程的施工進度和臨時設施搭設高度等情況劃分洪水警報級別，以洪水最高水位值為控制指標，以洪水最大流量值為校核指標。為保證工程安全度汛，2022年3—5 月城鎮(zhèn)飲水管線改建工程施工的防洪度汛分為黃色警報和紅色警報2個級別。

4.6.1 黃色警報

根據黃河義門水文站測報，預估管線工程斷面最高洪水位距防護頂面1.5 m 時，定為黃色警報，按一般防護標準進行設防。加強防汛值班，泵房、配電室、辦公樓等建筑施工區(qū)增加排水設施，對增加的積水要及時抽排，滿足正常施工要求；經常性檢查防洪度汛應急搶險物資，確保黃河流量增大導致工程設施突發(fā)險情時能及時有效地進行搶險救援、疏散；對施工便道要加強觀測，采取必要的防護措施，防止出險或險情擴大。

4.6.2 紅色警戒

當黃河義門水文站最大流量在施工路段范圍內，預估最高洪水位距防護頂面0.5～1.0 m 時，定為紅色警戒，立即啟動應急救援預案。當接到汛情通知時，施工項目部立即啟動應急救援預案，指揮施工現場人員、機械設備有序撤離，關閉工地所有電源，搶險隊進入工地迅速搶救各類貴重物資、設備，確保在洪水漫頂前1 h 內所有人員和機械設備全部撤離黃河河道施工現場。應急搶險三分隊組織10 名混凝土澆筑班人員現場對腳手架等無法撤離的物料機具就地錨固，防止被水沖走。

4.7 防凌預案

府谷縣城鎮(zhèn)飲水管線改建工程防凌的重點為防護設施的安全。按照黃河凌情特征和發(fā)展程度可分為警戒狀態(tài)、防搶狀態(tài)和搶撤狀態(tài)。

4.7.1 警戒狀態(tài)

當黃河義門水文站流量小于800 m3/s，當地氣溫降至-2℃以下，河面出現封凍、局部流凌擱淺或者施工區(qū)域鋼便道上游冰塊大小在2～5 m 時，或黃河上游氣溫回升、有開河跡象，流凌密度明顯增大，河道冰凌排泄不暢時，處于警戒狀態(tài)。此時，值班人員加強值班，及時收集掌握氣象、凌情、工情等信息，嚴密監(jiān)視汛情動態(tài)，迅速無誤地傳遞處理各種防凌信息、指令。施工項目部制定切實可行的施工防凌度汛方案，加強日常凌情監(jiān)測，及時掌握凌情變化，發(fā)現問題及時報告并處理。落實搶險隊伍，調動部分防汛搶險物料于黃河岸邊，加強對施工防護設施的防守，一旦出險立即搶護。當河道出現冰凌排泄不暢、冰塞壅水時，施工項目部應向建設單位、當地防汛指揮部和黃河河務部門通報凌情，并盡快組織專家會商，采用破冰或炸冰等措施導流泄冰，確保河道流凌暢通。

4.7.2 防搶狀態(tài)

當上游氣溫猛升、部分河段解凍開河，河道斷面局部出現壅冰、封堵，水位不斷上漲，低洼地帶漫灘，威脅施工安全時，處于防搶狀態(tài)。此時，落實人員負責冰情、工情監(jiān)測，組織搶險隊伍迅速上堰，分段負責，認真巡護，加強防守。一旦出現冰塞壅水，要堅決執(zhí)行各級防汛指揮部的指令，確保河道流凌行洪暢通。當河道出現流凌堆積、冰塞壅水等情況時，應盡快組織專家會商，采用破冰或炸冰等措施泄流排冰，確保河道暢通，確保人員和工程安全。

4.7.3 搶撤狀態(tài)

當上游河段大面積解凍開河、流凌傾泄而下，河道出現嚴重冰塞壅水，水位急劇上漲[5]，出現大面積漫灘，嚴重危及城鎮(zhèn)飲水管線改建工程施工安全時，或者施工區(qū)域防護上游冰塊大小在8 m 以上時，處于搶撤狀態(tài)。此時，組織搶險隊伍、調運搶險料物和救生器材上堰，加強工程巡查防守，必要時搶修子埝，防止凌洪漫溢施工防護設施和便道，發(fā)現險情及時搶護，及時拆除施工防護設施和施工便道，確保河道流凌行洪暢通。

當施工現場前流凌密度達到80%左右且便道嚴重阻擋冰凌下行，有可能在施工斷面處造成冰塞、冰壩時，施工項目部要按照當地防汛指揮部的要求，堅決拆除岸邊施工防護設施，及時采取“炸、排、疏、堵”等措施，確保人員安全，盡力減輕災害損失。

5 結語

經過分析探討，項目建設單位和施工單位應切實落實黃河水情信息聯絡機制和防汛值班制度，加強與水文和防汛部門的聯系，及早防范應對可能發(fā)生的大洪水。落實好防搶物資準備和人員，堅決服從并執(zhí)行當地防汛指揮部和黃河河務部門的命令，徹底清除河道行洪障礙物，確保河道行洪、流凌暢通。加強安全檢查，固定好相關施工工器機具和機械設備，防止被洪水沖走，影響下游河道橋梁和大壩的安全，為確保工程跨汛期施工提供科學依據。