水利工程堤防水闸深基坑抢险方案探讨_梁伟权.pdf

在全面建设社会主义现代化国家新征程的背景下，水利工程作为基础设施建设中不可或缺的关键项目，必须坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，贯彻落实全国水旱灾害防御工作视频会议精神，深入学习掌握习近平总书记关于水库安全的重要指示批示精神，全面做好水利工程堤防水闸安全度汛及深基坑抢险工作，以促进水利工程运行管理的标准化、规范化和信息化发展。基于此，本文以某水利堤防水闸重建工程为例展开研究，详细分析水利工程堤防水闸深基坑施工期间的具体险情，并以此为依据综合探讨水利工程堤防水闸深基坑抢险方案，希望能为相关单位后续开展同类工程提供一些具有参考价值的建设性意见。关键词：水利工程；堤防水闸；深基坑；抢险方案DOI:10.19569/119313/tu.202318072现阶段，水利部及流域管理组织机构愈加重视水利工程管理标准化工作，并陆续出台了一系列的政策规定，要求各地区认真践行新时代治水思路和水利改革发展总基调，持续推进当地水利工程管理的标准化建设。其中，堤防水闸深基坑抢险问题是各地水利工程单位必须高度重视的重要内容，只有根据水利工程施工现场的实际情况采取行之有效的支护抢险措施，才能充分发挥堤防水闸的最大功能，切实保障水利工程的安全、稳定运行。然而就目前的情况来看，由于种种因素的存在，一些水利工程堤防水闸深基坑抢险工作中仍存在管理目标不定、管理界限不明、管理效能不高等问题。因此，加强对水利工程堤防水闸深基坑抢险方案的综合探讨极具现实意义1。1 某水利堤防水闸深基坑抢险工程的概况分析以某地区的水利堤防水闸深基坑抢险工程为例，该工程属于本区域内的重点堤防加固工程项目。为提高堤防排水闸的稳定性与可靠性，工程建设单位拟建3级建筑物的新排水闸，整体结构中要包含出口消力池、进口护砌段、闸室、穿堤箱涵等部分。其中，排水闸结构是穿堤箱涵式排水闸，排水闸的闸孔高度约为4.5m，闸板底部流速可达65m3/s，水闸长度130m，宽度为5.0m。与此同时，应用于该水利堤防水闸深基坑抢险工程的消力池结构主要以混凝土扶壁挡土墙为主，综合相关参数数据，利用粉喷桩技术认真做好该部位与水闸基础部位的处理，保证混凝土结构与深基坑基土结构的摩擦系数事中控制在0.25左右，用于承载闸基的中粗砂层最大荷载能力需保持在300kPa，临近排水闸新建工程的4号箱涵区域设置一处塔底高程为26.54m的高压电线路，并将其与原有排水闸渠道坡顶之间的间隔距离控制在2.69m以内，最大限度地保障水利工程堤防水闸深基坑施工的有效性及整体质量，从根源上规避因深基坑结构塌陷、不规则沉降等因素而诱发的安全质量问题。2 水利工程堤防水闸深基坑施工期间的具体险情现阶段，各种类型的深基坑施工技术在水利工程堤防水闸新建工程中虽取得了十分广泛的实践运用，但在具体应用过程中也面临着诸多亟待解决的现实问题和突发性险情。若不提前对其进行及时有效的防治控制，不仅会影响水利工程堤防水闸深基坑施工质量，还可能会严重威胁一线作业人员的人身财产安全，进而造成不可预估的经济损失。具体来讲，上述工程堤防水闸深基坑施工期间仍面临着以下险情：第一，未严格按照分段分区方式拆除旧排水闸的渠道底板，也没有根据实际拆除进度同步开展与之对应的支护回填工作，这就直接影响了堤防水闸周边深基坑的稳定性。与此同时，组织人员缺乏对水利工程堤防水闸深基坑关键部位的动态监管，直接导致高压电线塔与堤防水闸周边墙体遭受不同程度的干扰。第二，水利工程堤防水闸深基坑支护施工与土方开挖的进度并不统一，其中土方挖掘的施工速度相对较快，加之水利工程堤防水闸深基坑的土层处于不断变化的动态趋势，这就在无形中增加了新建工程的施工难度，需要工程单位结合具体情况制定行之有效的深基坑抢险方案。第三，混凝土喷射厚度不达标2。在上述水利工程堤防水闸深基坑施工过程中，主要采用粉喷桩技术来落实工程项目深基坑边坡结构施工作业，虽能起到一定的边坡加固作用，但由于受到施工人员专业技能水平、施工材料、浇筑振捣时间、不可控因素等方面的影响，导致水利工程堤防水闸深基坑边坡在实际施工过程中仍面临着混凝土喷射厚度不达标的显著问题，从而严重影响了水利工程堤防水闸深基坑支护的施工效果。第四，通过后续对关键点位监测数据结果的研究发现（详情如表1所示），旧排水闸整体建设过程中的渠道挡墙并无失稳问题，后续建设高压电线塔时新填土产生的荷载也基本由两岸挡墙、排水闸渠道底板共同分摊，整体结构依然处于相对稳定的安全状态，但与水利工程堤防水闸初始设计阶段的预期工况存在较大偏差，加之在水利工程堤防水闸深基坑支护施工中因现场地质差异常常会出现出渣不尽、残渣沉积等问题，很可能会诱发成孔注浆不到位、注浆孔孔洞坍塌以及孔洞无法及时完成注浆作业等现象，继而对水利工程堤防水闸深基坑支护施工埋下诸多安全隐患。水利工程2153 水利工程堤防水闸深基坑抢险处置方案3.1 合理设计一期临时性应急抢险方案现阶段，要想有效预防和控制水利工程堤防水阀重建期间可能引发的深基坑位移险情，工程单位必须指派专业技术人员深入水利工程施工现场，全面勘查现场的地理位置、水文条件、气候条件、地下水位变化等关键因素，并以此为依据合理设计一期临时性应急抢险方案，依靠钢结构支护作为临时处置措施，进而为后续设计二期永久性抢险改造方案创造有利的先决条件。以上述提到的某水利堤防水闸重建工程为例，在具体的实践活动中，工程单位必须根据工程项目建设的实际情况和设计要求，使用深度为4m的深槽钢处理妥善处理现有的渠道底板，由此来确保渠道底板的可靠性与严密性3。在此基础上，施工人员应根据水利工程堤防水闸深基坑施工方案与现场具体情况，有针对性地开展横向深基坑支护作业，并以每间隔5m的布局安装相应的D300mm钢管，并将钢管其中一端与挡墙底板连接，另一端与底板槽钢焊接，然后再将钢板锚固于间隔渠道底板2m的旧挡墙部位，只有这样才能保证钢管布置的科学性，确保水利工程堤防水闸深基坑的强度、压实度等相关参数符合标准。除此之外，工程单位还应借助现代科学技术实时观测临时抢险处理后的深基坑位移情况，以便及时识别和处理深基坑位移问题，从而为后续落实永久抢险方案创造有利的先决条件。3.2 结合工程需要拟定二期永久抢险方案在水利工程堤防水闸运行期间，要想有效解决堤防水闸深基坑墙体的位移问题，除了需要设计一期临时抢险方案以外，还应结合水利工程运行需要拟定科学、有效的二期永久性抢险方案，有效处理存在于堤防水闸渠道底板、粉喷桩施工节点等方面的施工质量问题，进一步提高水利工程堤防水闸深基坑结构的稳定性与可靠性，避免汛期来临时发生较为严重的安全事故。具体来讲，相关单位可以从地下连续墙、预填土逐节施工、锚索支护等方面入手，科学制定行之有效的二期永久抢险方案，切实规避各种突发性堤防水闸风险的发生。其中，对于地下连续墙施工方案的设计，一方面，工程单位在高压电线塔与深基坑墙体顶部之间合理布置一排地下连续墙，永久解决水利工程堤防水闸深基坑支护结构失稳问题，但由于该施工工序对作业空间的要求相对较高，加之受到周边高压电线塔的严重干扰，因此该方案并不适用于上述所提到的水利堤防水闸重建工程；对于锚索支护施工方案，必须在现有的挡墙部位合理设置2道预应力锚索，但由于底部基岩埋深较大，这就在无形中增加了锚索施工难度，稍有不慎就会致使水利工程堤防水阀深基坑部位发生不同等级的突发性险情；而通过运用预填土逐节施工方案，工程单位可以基于水利工程设计要求和施工现场的实际情况，通过在底板拆除位置开展粉喷桩施工作业的方式，不断提高深基坑结构的基础抗剪能力，最大限度地保障水利工程堤防水闸深基坑部位的支护效果以及堤防水闸的正常运转4。3.3 积极落实水利工程管理基础性工作随着我国水利工程管理体制机制的不断深化，要想切实保障水利工程堤防水闸深基坑抢险方案的有效性，工程单位应根据水利工程现场的具体情况，全面了解堤防水闸运行期间可能发生的各类险情，明确一期临时抢险方案和二期永久抢险方案实施的具体工况，并以此为依据积极落实水利工程各项基础设施建设管理工作。具体来讲，可从以下的几个方面入手：第一，各级水行政主管部门和流域管理机构应高度重视堤防水闸的安全度汛工作，坚持以习近平总书记关于水库安全的重要指示批示精神，积极践行新时代治水思路和水利改革发展总基调，坚决克服麻痹思想与侥幸心理，以堤防水闸深基坑常见险情为导向，提前做好水利工程堤防水闸各项度汛准备及超前部署工作，从根源上规避地方水闸深基坑险情的发生。第二，规范落实水利基础设施空间布局规划工作，如工程确权划界、拐点界址点测量、埋设界桩、图纸标准等工作内容，不断提高水利工程布局规划的科学性。在此基础上，还应借助现代化表1 观测位移变化速率统计情况 mmh-1位置二期方案实施后位移一期方案实施后位移险情前后位移观测点号HYXHYXHYX10.0190.0730.002-0.0190.1080.008-0.656-0.256-0.1222墙体-0.0310.0830-0.0270.1150.077-0.511-0.6-0.1333顶部-0.010.0440.0040.0080.1770.019-0.356-0.744-0.0674-0.0210.04-0.0120.0540.1310.085-0.378-1.178-0.1441-0.0310.027-0.05-0.389-0.222-0.1672墙体-0.0650.023-0.092-0.233-0.633-0.0223底部-0.211-0.767-0.2224-0.0040.015-0.085-0.178-0.8440.3水利工程216信息技术和网络化办公设备，积极构建覆盖水利工程堤防水闸运行全过程的动态监管平台和水利工程基础信息数据库，实时采集和整理水利工程的相关参数、管理情况、管理责任人、防汛责任人等关键信息，尽可能避免因信息沟通不及时而产生的突发险情。第三，相关工作人员应理清水利工程各流域河段取水总量、沿河排污口数量、取水口数量、排污总量、流域河段生态水量、节点工程年引水排水量、生态最小流量、岸线利用情况等关键参数，进而为开展水利工程管理标准化工作提供强有力的数据支撑5。3.4 层层落实安全度汛监督检查工作为了进一步提高水利工程堤防水闸深基坑抢险方案的实用性及科学性，仅靠组织开展水利工程基础设施标准化管理工作显然是不够的，还应基于水利工程的具体情况与服役性能要求，层层落实堤防水闸安全管理责任及安全度汛监督检查工作。首先，各级流域管理机构应通过构建相对完善的堤防水闸安全管理责任机制，明确各个职能部门或岗位的监管职责和防汛行政责任，特别是一些建设规模相对较小的小型水利工程，更应成立专门的施工现场安全监管责任机构或安全度汛监督检查小组，由专职安全人员全面负责水利工程堤防水闸深基坑施工现场各项管理事宜，持续强化对堤防险工险段、重点工程以及病险水闸安全度汛工作的指导监督，由此来确保水利工程安全度汛管理责任落实到员工个人。其次，根据水利工程堤防险工险段排查复核结果，拟定行之有效的应急处置预案，有效防范堤防水闸深基坑险情事件的发生。此外，还应充分利用大数据、人工智能、远程监控技术、红外线扫描技术等现代化技术手段和智能设备，积极构建覆盖水利工程堤防水闸深基坑施工全过程的动态监管平台，进一步强化对施工现场的全方位动态管控，以确保水利工程度汛安全。最后，各级水行政主管部门应督促工程管理单位建立相对完善的汛情险情通报机制、应急处理体系、汛期值班值守制度、沟通联络机制等配套机制体系，及时共享当地水利工程的实际情况，以便及时识别和解决水利工程堤防水闸深基坑部位的潜在隐患，进一步降低各类险情或事故的发生概率，确保水利工程始终处于稳定、安全的运行状态。4 结语 综上所述，水利工程堤防水闸深基坑抢险方案的分析探究极具现实意义，是现阶段提高堤防水闸服役性能、确保水利工程运行安全的关键所在。因此，在今后的水利工程建设过程中，要想稳定发挥水利工程堤防水闸的特有功能，必须明确堤防水闸深基坑部位可能发生的突发险情，并通过合理设计一期临时性应急抢险方案、积极落实水利工程管理基础性工作、结合工程需要拟定二期永久性抢险方案、压紧压实堤防水闸安全管理责任等措施，不断提高堤防水闸深基坑施工作业质量和风险防控水平，尽可能实现对水利工程堤防水闸深基坑险情事件的快速抢险及治理，进一步优化水利工程服役性能，延长工程项目使用年限，从而为推动我国水利工程行业的高质量发展积蓄动力。参考文献：1 韩小萍.水利工程堤防水闸深基坑抢险方案研究J.水利科学与寒区工程，2022,5(12):115-117.2 王如路.轨道交通地下车站深基坑施工承压水突涌预控对策与应急策略J.隧道与轨道交通，2019,3:5-10+58.3 吴翼锴，陈斯祺.基于北线引水工程（安全隐患整改）项目浅析BIM技术在水务工程项目管理中的应用J.珠江水运，2021,23:87-89.4 水利部关于切实做好水利工程管理与保护范围划定工作的通知J.中华人民共和国水利部公报，2021,2:11-12.5 张弛.软土地区超大深基坑开挖中的地下水控制技术及工程案例J.工程与建设，2021,35(6):1238-1239+1244.作者简介：梁伟权，本科，恩平市恩城水闸工程管理处，主任，水利技术管理工程师，研究方向：水利工程技术管理。水利工程