引黄济津倒虹吸工程施工降排水实例与思考.pdf

海河水利 41 引黄济津倒虹吸工程施工降排水实例与思考 聂立忠， 郑 宁， 李树平， 王朝娜 ( 华北水利水电工程集团有限公司， 天津3 0 0 1 7 0 ) 摘 要： 倒虹吸工程工期紧迫， 施工降水需压缩工期。经采取明水抽排和管井降水相结合的办法， 有效缩短 了降水时 间， 但也发现其中的不足 ， 对此降水方法进行了总结与思考。 关键词： 减河主河槽； 土方开挖； 降水；引黄济津 中图分类号 ： T V 6 8 2 + 5 文献标识码 ： B 文章编号 ：1 0 0 4 7 3 2 8 ( 2 0 1 2 ) 0 3 0 0 4 1 0 3 1前 言 2 0 1 0年海河流域降水量总体偏少 ， 潘家 口水库 上游来水量不足。经初步估算天津市供水缺 口达到 3 3 7亿 m 。鉴于此种情况 ， 国务院决定实施引黄济 津潘庄线路应急调水。漳卫新河倒虹吸工程是引黄 济津潘庄线路的重要组成部分 ，是整个输水线路 的 控制性节点工程。 2 施工背景 倒虹吸工程于 2 0 1 0年 7月 1日正式动工 总体 工程必须在 2 0 1 0年 1 0月 2 1日具备通水条件 ， 工期 紧迫。 2 0 1 0年 8月漳卫南运河流域降雨量超出常年 ， 水量颇 丰 。南运河下游 因工程施 工无法泄 流 ， 同时岔 河也不具备导流条件。减河 自7月 2 0日起一直作为 主要行洪河道泄流 ，高峰期经过减河闸下泄的流量 达到 1 0 0 m 3 s 。同时卫河流域降水量也偏大 ， 直接导 致泄流时间一再延长， 2 0 1 0年 8月 2 9日才关闭减河 闸。 减河闸关闭时间晚不仅使减河段箱涵混凝土施 工工期大大压缩 也使河槽土壤含水量居高不下导 致 施工 条件严 重恶 化 。 3 降排水方案 针对减河段施工条件 、 土质状况 以及工期要求 ， 减河主河槽段采取明水抽排和管井降水相结合的降 水方 案 。 3 1 基 坑 明水抽 排 减河闸关 闭后 ， 首先抢修上下游 围堰 ， 利用上 、 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 1 2 2 作者简介 ： 聂立忠 ( 1 9 8 0 一) ， 男 ， 工程 师 ， 主要 从事水 利工程施 工管 理工作。 下游围堰封闭施工区域。下游围堰修筑的目的是拦 截河道水流回灌入施工区域。根据围堰内封存的河 水量 ， 布置抽水设施尽快将河道明水抽走 ， 及早开辟 施工作业面。 3 2 基坑降水实例 常规 的管井降水方案通过水力计算得出具体管 井布置数量、 间距及井深 。降水井布设完毕后通过 一 定时间的抽水( 已施工 的滩地段降水时间为 1 4 d ) 使降水 曲线顶点低于开挖基础面以下 0 5 m 然后 进行土方开挖施工 。 但是由于工期异常紧迫 ， 只有在 2 0 1 0年 1 0月 5日前完成 主河槽段全部 1 2节混凝 土箱涵施工 ， 才能满足工程通水 目标 。 有效工作时间 只有 3 8 d ， 故采取常规 的降水方案( 如图 1所示 ) 已 不能满足工期要求 。 为确 保 工期 目标 的顺 利 实现 同时 必须 保 证 主 体混凝土的施工质量 ， 只能压缩降水及土方 开挖的 工作时间 ， 降水方案如图 2 3所示 。经过认真的比 选 ， 对有利方面和不利风险的评估和权衡 ， 最终确 定 了管井 降水 与土方开挖 明排水相结合 的施工方 案 。 即围堰内存水抽排完毕后 ， 进行管井打设 。 在原 计算方案上加密管井数量。 原计算方案管井间距为 2 0 m， 加密后 间距为 1 0 m。管井打设及降水的同时 分步进行土方开挖施工。 首先在开挖面中央挖设排 水明渠进行土体渗水抽排， 排水明渠底宽为 2 m。 深度 为 2 m。经过渗水抽排后 ， 排水明渠两侧一定厚度 的土体具备 了开挖条件 。随即进行开挖 ， 同时加深 排水明渠 ， 满足下部土体渗水 。待下部土体具备条 件后继续开挖 ， 如此反复 ， 直至设计基底高程为止。 实际上 ，该方案就是利用排水明渠和管井 同时 2 0 1 2 N o 3 海河水利 4 5 位填充注浆， 使用的浆液是水泥浆 ， 其水灰 比为 1 ： 1 。 注浆孑 L 选用原来减阻泥浆 15。 采用置换注浆方法， 当 附近的注浆孔开始溢浆时 ， 关闭当前注浆孔 ， 再溢浆 时开始注浆， 依次推进 。 4 箱涵顶进注意事项与应急预案 4 1 注意事项 ( 1 ) 每次开镐前及交接班 时都应检查油泵等液 压系统有无故障， 挖土是否符合要求 ， 顶铁安装是否 合格及后背变形情况。 ( 2 ) 刃脚 一 旦 全部 插 入 土体 ， 应 暂 停 顶进 ， 组织 机械和人员加快挖土和出土的速度 。 实行连续作业 ， 以保持箱身不断顶进。 ( 3 ) 如因某种原因而使顶进 中断时 ， 也应间歇性 地 顶进箱 涵 ， 以防止 箱涵 在重新 顶进 时阻力 增 大 。 ( 4 ) 顶进 时 ， 顶 铁 和后 背 处 严禁 站 人 ， 以防 止顶 铁弓起蹦出或后背产生意外安全事故 。 ( 5 ) 挖土顶进与观察要紧密配合 ， 侧刃脚切土及 底板前清土要 随时与轴线竖向偏差校正相配合 ， 及 时调整首节箱涵吃土高度及侧刃脚切土宽度。 ( 6 ) 顶进时在箱涵外侧土体内注浆 ， 减少摩阻力。 ( 7 ) 每一顶程都应观测前 、 后端高程 ， 如出现偏 差应 及时处 理 ( 8 ) 顶进中需做好记录。 4 2 应 急预 案 ( 1 ) 塌 方 ： 当掌 子 面发 生 塌 方 时不 能停 止 顶 进 ， 而应立即强行将箱体 向前顶进 ， 顶进越多越安全 ， 并 立 即 向掌 子面 堆土稳 住 掌子 面。 ( 2 ) 后 背损 坏 ： 后 背 损坏 有 2种 情 况 ， 一 是 后 背 土体完整性损坏 。 土体沿 4 5 。 剪切面破裂 ， 最简单的 方法是在后背上堆载， 可 以有效提高后背承载力 ； 也 可以注浆加固。 二是后背桩断裂 ， 此时应在后背桩后 打人一排加固桩 ， 将后背压力传给后背土体。 5结语 采用该方法施工， 有效减少了地层扰动 ， 控制了 路面沉 降， 箱涵顶进施工顺利 ， 其位置 、 高程均达到 设计要求， 保证 了施工质量和施工安全。 ( 上接第 4 2页)体颗粒很细 。当抽水时水流会携带 大量土壤颗粒进入井内并淤塞在井底 ，同时 因井壁 外侧的土壤颗粒被带走 ， 造成井壁坍塌 ， 井点遭到破 坏。 在施工中， 并没有根据施工条件变化进行施工工 艺的调整 ， 仍然采用常规的井管外侧包裹纱网 、 回填 粗砂 反滤 的工艺 ， 造 成 在排 水 过程 中有将 近 2 0 的 井点被破坏 。 因此 ， 在管井施工前应根据实际情况优 化施工工艺 ， 做好管井保护工作。 如 ， 在井点管底 、 管 壁 均包 裹 土工布 ，井 点管与孑 L 壁之 间分 级配 填灌 砂 石滤层等。 4 3 施工费用大幅增加 减 河 施工 段总 长为 1 4 0 m， 原 计 划 打设 1 4个 井 点 ， 井距 为 2 0 m。 后 因施工 状况 发生 改变 ， 实 际打设 2 8个 井点 ， 井 距 为 1 0 m。仅 井 点 打设 一 项 ， 施 工成 本就增加一倍 ， 同时后期降水费 、 维护费也相应增加 一 倍 。 施工降水与土方开挖同步进行 ，由于土壤含水 量超高 ， 造成开挖过程中边坡不断坍塌。 原设计坡比 为 1 ： 2 ， 到最终开挖成型后坡 比变为 1 ： 3左右 ， 土方 开挖工程量增加 ， 施工费用增加。 基坑开挖完毕后 ， 排水明渠回填碎石 ， 增加了相 应 的施 工费 用 。 减 河 主河槽 段降水 和 土方开 挖项 目总 计增 加 费 用 约 1 0 0万元 5 结语 减 河 主河 槽 的 降排 水 施 工方 案 取得 了成 功 ， 为 工程整体工期 目标 的实现起到 了重要 的推动作用。 相对于经济利益上的损失 ， 本工程能够按时通水 ， 及 时满足天津市的供水需求 ，其社会效益和政治意义 是 重大 的 在今后 的工作中，对于类似的工程要吸取本工 程实例 的经验和教训 ，根据不同的施工条件调整和 优化施 工工 艺 ， 以达 到更好 的施 工效果 。