盐城胜利河东闸站围堰施工及降排水.pdf

盐城胜利河东闸站围堰施工及降排水 章 勇 ， 严小兵 ( 1 ．江苏淮源工程建设监理有限公司，江苏 淮安2 2 3 0 0 1 ； 2 ．江苏省洪泽县水利局，江苏 洪泽县2 2 3 1 0 0) 【 摘要】 结合盐城胜利河东闸站的工程概况， 确定其围堰施工及降排水方式。在结合实际状况的围堰稳定计算 基础上采取 围堰施 工， 进而针对不 同施 工 区域 进行 降排水处理 ， 从 而为胜利 河东闸的修建与运行奠定 了基础。 【 关键词】 胜利河东闸；围堰；降排水； 设计 中图分类号：T V5 5 1 文献标志码：B 文章编号 ： 1 0 0 5 47 7 4 ( 2 0 1 4 ) 1 1 - 0 0 1 9 - 0 3 Ya n c h e n g S h e n g l i Ri v e r Ea s t W a t e r Ga t e S t a t i o n Co f f e r d a m Co n s t r u c t i o n a n d De wa t e r i n g Dr a i n a g e ZHANG Yo n g 。YAN Xi a o ． b i n g ( 1 ． J i a n g s u H u a i y u a n E n g i n e e r i n g C o n s t r u c t i o n S u p e r v i s i o n C o ． ， L t d ． ， H u a i a n 2 2 3 0 0 1 ， C h i n a； 2 ． J i a n g s u H o n g z e Wa t e r C o n s e rv a n c y B u r e a u ， H o n g z e 2 2 3 1 0 0 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ：En g i n e e r i n g s i t u a t i o n o f Y a n c h e n g S h e n g l i Ri v e r E a s t W a t e r Ga t e S t a t i o n i s c o mb i n e d f o r d e t e r mi n i n g c o f f e r d a m c o n s t r u c t i o n a n d d e w a t e r i n g d r a i n a g e mo d e ．C o f f e r d a m c o n s t r u c t i o n i s a d o p t e d o n t h e b a s i s o f c o f f e r d a m s t a b l e c a l c u l a t i o n b y c o mb i n i n g w i t h a c t u a l s i t u a t i o n ． De wa t e r i n g d r a i n a g e t r e a t me n t i s c o n d u c t e d a i mi n g a t d i f f e r e n t c o n s t r u c t i o n a r e a s ， t h e r e b y l a y i n g f o u n d a t i o n f o r c o n s t r u c t i n g a n d o p e r a t i n g S h e n g l i Ri v e r Ea s t Wa t e r G a t e S t a t i o n ． Ke ywor ds：S h e ng l i Ri v e r Ea s t W a t e r Ga t e；c o f f e r d a m ；d e wa t e r i n g d r a i na g e；d e s i g n l 工程概况 胜利河东 闸站位 于盐城市亭湖 区新 民河与胜 利河 交界处 的胜利河上 ， 是盐城市 重点工 程建设项 目之一 。 闸站为堤身式结 构 ， 共 5孔 ， 中孔 为 自排孔 ， 净 宽 6 m， 胸墙式结构 ； 两侧为抽排孔 ， 各布置两台套 1 7 5 0 Z G B l O ． 2 竖井贯流泵 ， 配 YK S 5 0 0 — 8卧式异步 电动机 ， 共 四台套 ， 上下平行轴齿轮箱传动 。水泵 叶轮 直径 1 7 5 0 m m， 单 机 容量 4 0 0 k W， 总装机容量 1 6 0 0 k W。机组采用竖井进水 流道 、 虹吸 出水 流道 、 电磁式 真空破 坏 阀断 流 ； 站身 翼 墙为钢筋混凝 土灌注桩基础 。 根据勘探 资料 ， 勘 区 内地层 为第 四纪 滨海 相 和河 流相沉积所形成 。根 据土层 的工程性 质差 异 ， 分 为 1 3 个工程地质层 ， 依次为 ： 素填 土层 、 轻 粉质壤 土层 、 轻粉 质壤土夹杂淤泥质粉质黏土层 、 层轻粉质砂壤 土层 、 轻 粉质 ( 砂 ) 壤土夹淤泥 质粉质 黏土层 、 粉砂 夹轻粉 质砂 壤土层 、 粉质 黏 土层 、 轻 粉质 砂 壤土 夹 杂轻 粉 质壤 土 层 、 粉砂层 、 轻粉质砂壤土层 、 粉质黏土层 、 轻 粉质砂壤 土层 、 粉质黏土层 。 2围堰设计与施工 2 ． 1 围堰设计 2 ． 1 ． 1 进水侧 围堰 断面 围堰处原 为河 道 ， 农 田顶 高程 约 +2 ． 3 m， 设计 围 堰顶高程 + 2 ． 0 m， 顶宽为 5 m， 迎 水坡坡 比为 1 ： 4， 背水 坡坡 比为 1 ： 4 。为确保 围堰 安 全 ， 工 程 实施 期 间须对 围堰顶进行加 固， 用 6 0 c m厚袋装土压实护坡 。具体见 下 页 图 1 。 1 9 一水利建设与管理 2 0 1 4 年 第1 1 期 图l 进水侧施工坝断面 单位 ： m 2 ． 1 ． 2出水侧 围堰断面 围堰打 在新 民河 上 ， 设计 围堰顶 高 程 +2 ． O m， 顶 宽为 5 m， 迎水坡坡 比 l ： 4， 背水坡坡 比 t ： 4 。为 确保 围 堰安全 ， 迎水 面用 6 0 c m厚 袋 装土 压 实护 坡。具 体见 图 2 图2 出水侧施工坝断面 单位 ： m 2 ． 1 ． 3围堰稳定计算 根据《 水 利水电工程 围堰设计 导则》 ⋯ ， 综 合分析 盐城河 东 闸地形 及地质特 征 ， 综合 考虑底 部防渗与 围 堰 内侧基坑 等因素 ， 假定该工程 施工 围堰堰体 为匀质 土体 ， 按堰顶 高程 4 ． 0 m， 底 高程 一I ． 5 m， 边坡 1 ： 4， 设 计 围堰外水位按该 地区多年平均高水位 1 ． 6 m， 采用圆 弧滑 动法对该 围堰进行稳定验算 。根据达西 定律求 出 坝体的浸润线 方 程 ， 试 算 堰体 的安全 系 数 ， 计 算 方法 如 下 ： a ．按 比例绘出该 土坡 的断面 图(见图 3 ) ， 假 定滑 动圆弧圆心及相应 的滑动 圆弧 ， 根 据 坡 比 1 ： 4 ， 作 M0 的延长线 ， 在 MO延长线上再取一点 Ot作 为第一 次试 算 的滑动圆弧 中心 ， 通过坡脚 作相 应 的滑动 圆弧 A c， 根据浸润线方程画 出浸润线位置。 b ． 将滑动土体 A B C分成若干土条 ， 并对土条进行 编号 ， 为了计算方便 ， 土条宽 度可取 滑弧半 径 的 1 ／ 1 0， 土条编号从滑动圆弧 圆心的铅垂线 下开 始作 为 0点 ， 逆滑动方 向依 次 为 1 、 2、 3 ⋯ 等 ， 沿 滑 动方 向依 次 为 一 l、一2、一j．．．。 c ．量出各土条中心高度 h 并列 表计 算 ， 根据太 沙 基公式试算 出第一次 的安全系数 为 F t =1 ． 6 2 。在 M0 上任取 0 2 、 0 3作 为第 二 、 三 次 试计 算 的 滑动 圆 弧 中 心 ， 通过坡脚作相 应 的滑 动 圆弧 A C， 重 复上述 计算 工 作 ， 得 出第二 、 三次试算 的安全系数分别为 ： ： l 7 6 ， F 3： 1 ． 8 6。 2 O 根 据 以上计算结 果 ， 绘 制 F 的曲线 ， 由 曲线 上找 出最小 稳定 安全 系数 F =1 ． 8 2， 大 于规范 允 许的安 全 系数 1 ． 0 5， 大坝稳定安全性符合要求 。 Y c 、／ ／ ＼ ＼ ＼ B C 、 ＼ ＼ ＼ ／ ／ =士 十 午 =f= 二f= T ＼ 、～ j 一 上 上 上 j ／ ／ 7 1 一旦 I 2 3 l 4 5 ／ J 、 上 ， 4 ： —— M △ 图 3 土坡断面 2 ． 2围 堰 施 工 围堰填筑土料选用取土 区开挖土方 。采用 挖掘机 开挖 、 自卸汽 车运输 、 推土机推平碾压等 围堰填 筑施1 - 方法 ] 。围堰的填筑必须按设 计要求 ， 采用逐层碾 压 密实 ， 及时检测 ， 同时在施 工过 程 中， 严 格控制 堰 的 设计 断面尺寸 ， 确保 堰体 的整体 受 力和稳定 。在 施 I 时 ， 首先对围堰位置进行清基工作 ， 并对原有坡面 进行 拉毛处理 ， 以达 到 围堰 防渗 的 口的。围堰施 工水 下部 分采用进 占法 ， 推 土机 向前推 土碾压 ， 出水 后水平分层 铺土碾压 ， 逐步加 高到设 计 高程 。围堰拆 除在 工程 水 下 完工验 收后 ， 围堰拆 除的优 质土方 可以结 合站 区进 行 回填。 3 降排水设计与施工 盐 城 市 城 市 防洪 胜 利 河 东 闸站 工 由 于 地 处 黄 海 之滨 ， 海洋 调节 作用 十分 明 显， 凶而 雨水 丰沛 ， 每年 的 8 、 9月常有 台风暴雨 。 该工程泵站基坑开挖底高程为 一 4 ． 0 m， 根据_丁程水 文地质资料 ． 开挖高程以上第 2层土属微透水 一弱透水 土层 ， 第 3层土属微透水 ～中等透水土层 ， 第 4层土属中 等透水土层 ， 正常地表水位在 0 ． 9 m高程处左右 ， 含水层 对整个工程 土方 开挖 、 边坡 稳 定安全影 响很 大 。开 挖 高程 以下存在 四层承压水水层 ( 第 6层 、 9层 、 1 0层 、 1 1 层) ， 其 中第 6层垂 直渗透 系数 为 2 ． 5 91 0 - 4 o n ／ ／ ／ S ， 水 平渗透系数 为 4 ． 2 61 0 4 c m／ s ， 属弱 透水 ～中等透 水 土层 ， 承压水对站身和翼墙灌注桩施工产生影响 。 3 ． 1 施工 区域排水 施工进场后立 即沿 征地 红线 内侧 开挖 一条 l 5 m 深分 界排水 龙沟 ， 排水 龙沟连接 』 二 游 胜利河 及下 游新 民河 ， 施工 影响改 变的原环 境排水 系统均 引入分 界排 章勇／ 盐城胜 利河 东闸站围堰施工及降排水 水龙沟 ， 这样一方面方便工程施工管理 ， 同时又解决 了 场地潜水降排 、 雨水 截排 ， 恢 复 了环 境排 水体 系 ， 而且 为基坑及引河开挖及施工 期排水 解决 了排水 通道 。分 界排水龙沟跨路段埋设直径 6 0 c m混凝 土涵管。 在施工生 产生 活 场 区设 置 5 0 ~ m深 排水 沟 ( 在 道 路两侧 、 料场 、 加工 场 、 预 制场 等 ) ， 生 活 区排 水沟 为砖 砌 、 砂浆粉面 ， 排水 沟引入 分界 ； 基 坑 口外设 置截水沟 ， 排水 引入路边排水 沟中 ； 引河 口( 青坎上) 处设置 3 5 c n l 挡水 子堰 ， 内埋 2 0 e m浅排沟 ， 埋设 直径 1 5 e m塑料排水 管 ， 排水 引入 引河 坡脚 外或河 道排 水有 龙沟 内。如 图 4所示 ， 上下游引河 中间设计排 水主龙 沟 ， 由于引河在 今冬 明春少 雨季 节开挖 ， 土方开 挖施工 排水在土 方开 挖工程 中阐述 ， 河道 成型后 一般不需排水 ， 如遇 明显 降 水 时 ， 临时架设 机泵 抽排入外河 中。 图 4 基坑 口、 河 口截排示 意图 龙沟 3 ． 2 泵站基坑 降排 水 泵站基坑 降排 水分 为 雨水 、 渗 积水 ( 潜 水 )、 承 压 水降排 ， 雨水 、 渗积水 ( 潜水 ) 采用 明排方案 ， 承压水 适 用大 口井 ( 管 井 ) 降排 方 案。基 坑边 坡 降水 采用 两 级 轻型井点降水 。基坑开挖前 明排水 架设 1 5 k W 泥浆 泵 两 台抽排 明水 人新 民河 内 ， 控制 降水速 率 2 4 h内不 大 于 5 0 e m， 同时加 强对 施工 围堰稳 定性 的观测 ， 必要 时 加 固围堰 。 泵站 基坑 进 水 侧开 挖 至 一1 ． 5 m 高程 ， 站身 位 置 一 4 ． 0 m 高 程 ( 局 部 一4 ． 5 m 高 程 ) ， 出 水 侧 开 挖 到 一 1 ． 5 m高程 。根据基底高程 ， 基 坑底 明排 水分 为三个 部分 ： 上游河道 、 站身 基坑 、 下游 河道 。在上下 游 护底 位 置 由下基 坑马 道形成 分隔坝 ， 防止上下 游基坑 内水 流入站 身基坑 内。在上下 游分 隔坝 内开挖深 2 m左右 的积水 坑 ， 各用 一 台 1 5 k W 的泥浆 泵抽 排 。泵站 主基 坑分二期 实施 ： 一 期钻桩 平 台， 高程 一2 ． 0 m； 二期 开挖 到 一 4 ． 0 m高程 ， 施工 站身底 板 。一期 实施 前 ， 在 基坑 四周 距坡 底角线 1 m位 置开 挖 3 0 c m5 0 c m 的环 形垅 沟 ， 在垅沟 的四角 开挖 5 0 c m1 0 0 e ra 的 积水 坑 ， 积水 坑 内配备 3 k W 的 污水泵 ， 待二 期开 挖 到位 时 ， 垅 沟和 积水坑相应下移 。所有基坑积水抽排均排人 下游排水 沟 内， 通过排水 沟 自排人新 民河 中。工程生 产 生活 区 排水根据需要综合考虑布置 ， 设计 以 自排为主 。 3 ． 3基坑边坡降水 基坑边坡拟采 取轻 型井 点降水 ， 一级轻 型 井点施 打高程 为 +0 ． 0 m， 施打 深度 4 m， 二级轻 型井点 施打 高 程为一 2 ． 0 m， 施打深度 4 m， 井 点 间距 1 1T I ， 每 6～8根立 管为一组 ， 一组配备 1 ． 5 k w 自吸泵一 台。施 打前在先 期边坡位置进行试 打 ， 观察施 打吸水效 果 ， 根据施 打效 果调 整施 打高程 、 间距 以及吸 管深度 等 。该工 程拟 施 打轻 型井点 累计 3 8 0 m( 按横管计 ) 。 根据招标 文件 水文 地质 资料及 基坑 开挖 图 ， 该工 程基 坑 降水采 用大 口井 降水 ， 大 口井管径 5 0 e ra， 管 井 底 高程 为 一3 4 m， 开挖层 以下 第 ( 5) 均为极微 或弱 透水 层 ； 其 下( 5 A) 层 、 6层 为弱 透水 ～中等 透水 土层 ， 构 成 场第一层 承压 含水 层 ， 该层 底 高程 一1 8 ． 2 9 m， 平 均 厚 度 2 0 ． 4 7 m； 第 ( 1 2 ) 层层 底高 程 一3 5 ． 8 2 m， 承 压水对 基 础灌 注桩施 工产生影响 ， 应采取相应措施 。 而管井底高 程 为 ～3 4 ． 0 m， 故 按 承 压完 整 井进 行 验算 。经初 步验算 ， 管井井 点数 和布置 距离均 满 足该 工程降水要求 。管井 施工 时先 打一 口试井 ， 验 证 承压 水头及 出水量 ， 并邀请 勘探设计 人员论 证确定 降水管 井数量 、 位置 、 井深 。 4 结语 该工程利用原有建筑物作 为 围堰基 础 ， 对胜 利河 东 闸进行修 建 。首先 探 究其 水 文气 象 及地 形 地 质状 况 ； 进而利用 圆弧滑动法进行该 围堰 的稳 定验算 ， 计算 出最小 稳定安 全 系数 F =1 ． 8 2 ， 大于规 范允许 的安 全 系数 1 ． 0 5 ； 最后 对施 工 区进行 降排 水处 理 ， 为 涵 闸 修建奠定基础 。囹 参 考文献 [ 1 ] D L ／ T 5 0 8 7 — 1 9 9 9水利水电工程围堰设计导则[ s ] ． [ 2 ] 范公俊 ， 贾延权， 王艳红 ． 几种围堰施工技术在连云港滩 涂区的应用 [ J ] ． 水利水电科技进展， 2 0 1 1 ， 3 1 ( 1 ) ： 6 2 - 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