引黃濟(jì)津潘莊線路應(yīng)急調(diào)水漳衛(wèi)河下游減河閘方案研究

引黃濟(jì)津潘莊線路應(yīng)急調(diào)水漳衛(wèi)河下游減河閘方案研究

1黃濟(jì)津潘莊線路應(yīng)急水泵開發(fā)決定2010年，海河流域整體降水量較低，潘家口上游供水量不足。據(jù)初步估計，天津供水儲水池達(dá)到37億3米。鑒于此種情況,國務(wù)院決定實施引黃濟(jì)津潘莊線路應(yīng)急調(diào)水。漳衛(wèi)新河倒虹吸工程是引黃濟(jì)津潘莊線路的重要組成部分,是整個輸水線路的控制性節(jié)點工程。2降水超期化泄流倒虹吸工程于2010年7月1日正式動工,總體工程必須在2010年10月21日具備通水條件,工期緊迫。2010年8月漳衛(wèi)南運河流域降雨量超出常年,水量頗豐。南運河下游因工程施工無法泄流,同時岔河也不具備導(dǎo)流條件。減河自7月20日起一直作為主要行洪河道泄流,高峰期經(jīng)過減河閘下泄的流量達(dá)到100m3/s。同時衛(wèi)河流域降水量也偏大,直接導(dǎo)致泄流時間一再延長,2010年8月29日才關(guān)閉減河閘。減河閘關(guān)閉時間晚不僅使減河段箱涵混凝土施工工期大大壓縮,也使河槽土壤含水量居高不下導(dǎo)致施工條件嚴(yán)重惡化。3排水方案針對減河段施工條件、土質(zhì)狀況以及工期要求,減河主河槽段采取明水抽排和管井降水相結(jié)合的降水方案。3.1下游圍堰施工減河閘關(guān)閉后,首先搶修上下游圍堰,利用上、下游圍堰封閉施工區(qū)域。下游圍堰修筑的目的是攔截河道水流回灌入施工區(qū)域。根據(jù)圍堰內(nèi)封存的河水量,布置抽水設(shè)施盡快將河道明水抽走,及早開辟施工作業(yè)面。3.2管井降水與土方開挖明排水相結(jié)合的降水方案常規(guī)的管井降水方案通過水力計算得出具體管井布置數(shù)量、間距及井深。降水井布設(shè)完畢后通過一定時間的抽水(已施工的灘地段降水時間為14d)使降水曲線頂點低于開挖基礎(chǔ)面以下0.5m,然后進(jìn)行土方開挖施工。但是由于工期異常緊迫,只有在2010年10月5日前完成主河槽段全部12節(jié)混凝土箱涵施工,才能滿足工程通水目標(biāo)。有效工作時間只有38d,故采取常規(guī)的降水方案(如圖1所示)已不能滿足工期要求。為確保工期目標(biāo)的順利實現(xiàn),同時必須保證主體混凝土的施工質(zhì)量,只能壓縮降水及土方開挖的工作時間,降水方案如圖2-3所示。經(jīng)過認(rèn)真的比選,對有利方面和不利風(fēng)險的評估和權(quán)衡,最終確定了管井降水與土方開挖明排水相結(jié)合的施工方案,即圍堰內(nèi)存水抽排完畢后,進(jìn)行管井打設(shè)。在原計算方案上加密管井?dāng)?shù)量。原計算方案管井間距為20m,加密后間距為10m。管井打設(shè)及降水的同時分步進(jìn)行土方開挖施工。首先在開挖面中央挖設(shè)排水明渠進(jìn)行土體滲水抽排,排水明渠底寬為2m,深度為2m。經(jīng)過滲水抽排后,排水明渠兩側(cè)一定厚度的土體具備了開挖條件。隨即進(jìn)行開挖,同時加深排水明渠,滿足下部土體滲水。待下部土體具備條件后繼續(xù)開挖,如此反復(fù),直至設(shè)計基底高程為止。實際上,該方案就是利用排水明渠和管井同時抽排地下水,開挖與排水同時進(jìn)行。開挖面保持與降水曲線同步下降,地下水降低到什么位置,開挖面高程就挖到什么位置。地下水降至基底滿足設(shè)計要求后,土方開挖也基本完成。最后用碎石回填排水明渠。這樣有效縮短了降水與土方開挖的施工時間,為主體混凝土施工爭取了時間,順利實現(xiàn)了工程按期通水的目標(biāo)。4壓縮施工作業(yè)工期工期緊迫是倒虹吸工程減河段施工最顯著的特點。該段采用明水抽排和管井降水相結(jié)合的方式有效壓縮了施工工期,為下道工序施工創(chuàng)造了有利條件,工期目標(biāo)得以順利實現(xiàn)。方案是成功的,但在個別環(huán)節(jié)也存在著缺陷,值得思考。4.1管井降水效果差減河河道土質(zhì)多為砂壤土、砂土。由于降水和土方開挖同步進(jìn)行,大型土方設(shè)備施工對下部土體產(chǎn)生擾動,土體中自然形成的滲水通道受到破壞。原本砂土與砂壤土的滲水效果應(yīng)該非常好,但是50%的管井在投入使用3d后出水量就變得很小。這說明土體與管井之間的滲水通道被堵塞,管井的降水效果大打折扣。施工后期就主要以排水明渠作為排水途徑。4.2管井施工工藝調(diào)整不到位,井點業(yè)點被破壞減河河道土質(zhì)多為砂性土,土體顆粒很細(xì)。當(dāng)抽水時水流會攜帶大量土壤顆粒進(jìn)入井內(nèi)并淤塞在井底,同時因井壁外側(cè)的土壤顆粒被帶走,造成井壁坍塌,井點遭到破壞。在施工中,并沒有根據(jù)施工條件變化進(jìn)行施工工藝的調(diào)整,仍然采用常規(guī)的井管外側(cè)包裹紗網(wǎng)、回填粗砂反濾的工藝,造成在排水過程中有將近20%的井點被破壞。因此,在管井施工前應(yīng)根據(jù)實際情況優(yōu)化施工工藝,做好管井保護(hù)工作。如,在井點管底、管壁均包裹土工布,井點管與孔壁之間分級配填灌砂石濾層等。4.3施工降水與土方開挖同步進(jìn)行減河施工段總長為140m,原計劃打設(shè)14個井點,井距為20m。后因施工狀況發(fā)生改變,實際打設(shè)28個井點,井距為10m。僅井點打設(shè)一項,施工成本就增加一倍,同時后期降水費、維護(hù)費也相應(yīng)增加一倍。施工降水與土方開挖同步進(jìn)行,由于土壤含水量超高,造成開挖過程中邊坡不斷坍塌。原設(shè)計坡比為1∶2,到最終開挖成型后坡比變?yōu)?∶3左右,土方開挖工程量增加,施工費用增加?；娱_挖完畢后,排水明渠回填碎石,增加了相應(yīng)的施工費用。減河主河槽段降水和土方開挖項目總計增加費用約100萬元。5天津市某工程的社會效益減河主河槽的降排水施工方案取得了成功,為工程整體工期目標(biāo)的實現(xiàn)起到了重要的推動作用。相對