龍門供水工程施工組織設(shè)計簡述

張 震

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院，山西 太原 030024）

1 工程概況

龍門供水工程是柏葉口水庫向交城縣供水的配套工程，以城市生活和工業(yè)供水為主，兼顧農(nóng)業(yè)灌溉。工程規(guī)模屬中型，工程等別為Ⅲ等，年取水規(guī)模為1 800萬m3。該工程從文峪河中游龍門口筑壩取水，由取水樞紐、輸水箱涵、輸水倒虹吸、輸水隧洞、輸水管線及附屬建筑物組成，線路全長32.434 km。

本工程共劃分10個施工區(qū)，其中取水樞紐工程、箱涵、倒虹段各1個，隧洞段4個，輸水管線段3個。每個施工區(qū)分別布置生產(chǎn)和生活設(shè)施。生活設(shè)施依據(jù)地形條件在施工區(qū)就近布置，生活區(qū)與生產(chǎn)區(qū)相分離，設(shè)置辦公用房、宿舍、食堂及生活設(shè)施。各生產(chǎn)系統(tǒng)以混凝土拌合站為主，設(shè)置攪拌機(jī)、成品料場、材料倉庫、各類加工廠、小型修配廠、壓縮空氣系統(tǒng)等。

2 施工導(dǎo)流設(shè)計

2.1 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

取水樞紐為Ⅲ級建筑物，根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，臨時導(dǎo)流建筑物標(biāo)準(zhǔn)為Ⅴ級，導(dǎo)流設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為5～10年一遇洪水。取水樞紐工程量不大，在非汛期即可完成施工，因此，導(dǎo)流建筑物設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)采用非汛期5年一遇，相應(yīng)洪峰流量20.6 m3/s。輸水線路工程隧洞進(jìn)出口及支洞進(jìn)口導(dǎo)流設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)采用5年一遇洪水。隧洞進(jìn)口西冶河相應(yīng)洪峰流量為498 m3/s；1號施工支洞進(jìn)口加子溝的相應(yīng)洪峰流量為52 m3/s；2號施工支洞只溝的相應(yīng)洪峰流量為47 m3/s；1號洞出口石樹溝的相應(yīng)洪峰流量為 37 m3/s。

2.2 導(dǎo)流方式

取水樞紐施工導(dǎo)流采用分期導(dǎo)流方式。一期在河道右岸開挖1條導(dǎo)流明渠泄水，取水樞紐上下游修建土圍堰擋水，完成閘室下部工程，具備過水條件，同時完成大部分溢流壩段施工；二期填筑圍堰，沖沙閘泄水，完成剩余工程施工。基坑排水采用水泵抽排。隧洞進(jìn)出口及施工支洞進(jìn)口采用在洞口全斷面圍封、原河床泄流的施工導(dǎo)流方式。

2.3 導(dǎo)流建筑物

取水樞紐工程：根據(jù)明渠水力學(xué)公式計算，導(dǎo)流明渠底寬 6.0 m，邊坡 1∶1.5，明渠深 2.0 m，長 250 m。上游圍堰高2.0 m，下游圍堰高1.0 m，圍堰頂寬5.0 m，迎水坡 1∶2.5，背水坡 1∶2.0。上游圍堰迎水面采用50 cm厚的草袋土護(hù)坡。

隧洞口、倒虹及管線穿河段：根據(jù)河道寬度及洪水計算，確定圍堰高2.5～3 m，圍堰頂寬4.0 m，邊坡比1∶2.0，迎水面采用50 cm厚的草袋土護(hù)坡。

2.4 施工排水

取水樞紐：依據(jù)地質(zhì)資料，覆蓋層滲透系數(shù)0.05～0.13 cm/s，根據(jù)基坑面積和深度，計算得出基坑涌水量約為1 295 m3/d（54 m3/h），選擇3臺30 m3/h的離心水泵抽排至下游河道（1臺備用）。

倒虹及管線穿河段：基坑面積、深度及排水量均小，各選擇2臺20 m3/h的離心水泵抽排（1臺備用）。

3 主體工程施工

3.1 取水樞紐工程

土方開挖：采用2 m3挖掘機(jī)挖運(yùn)，一部分就近堆放，用于土方回填，其余部分采用15 t自卸汽車運(yùn)到附近棄渣場。

石方開挖：采用潛孔鉆和手持式手風(fēng)鉆相結(jié)合鑿孔，梯段爆破，周邊孔采用預(yù)裂等控制爆破措施。石渣用2 m3挖掘機(jī)挖裝15 t自卸汽車運(yùn)至棄渣場。

混凝土施工：混凝土拌合采用0.8 m3攪拌機(jī)，水平運(yùn)輸采用1 t機(jī)動翻斗車運(yùn)輸，垂直運(yùn)輸采用8 t汽車起重機(jī)吊運(yùn)入倉，施工采用吊罐和溜槽相結(jié)合的入倉方式。溢流面混凝土采用滑模施工，閘室混凝土采用組合鋼模板施工。

漿砌石工程施工：采用人工施工，砂漿采用0.4 m3砂漿攪拌機(jī)拌制。

3.2 輸水工程

3.2.1 倒虹工程施工

倒虹工程施工包括土石方開挖、基礎(chǔ)處理、鋪設(shè)墊層、PCCP管道安裝和土方回填等工序。

土方開挖：倒虹最大挖深4 m，采用分層開挖，上層用1 m3反鏟挖掘機(jī)挖土，機(jī)后卸土，用74 kW推土機(jī)推土至臨時堆料處，以備回填用；下層開挖采用1 m3反鏟挖掘機(jī)挖土，裝8 t自卸汽車運(yùn)輸，運(yùn)至臨時堆料處。

石方開挖：采用風(fēng)鉆鉆孔，自上而下開挖，預(yù)裂、松動爆破相結(jié)合分層開挖。石渣裝運(yùn)采用74 kW推土機(jī)集料，1 m3裝載機(jī)裝8 t自卸汽車運(yùn)輸至棄渣場。

管道工程施工：PCCP管每節(jié)管長6 m，采用40 t平板車運(yùn)輸，水平或坡度較緩段用40 t汽車起重機(jī)吊裝就位，管坡較陡段用卷揚(yáng)機(jī)牽引就位。

土方回填：為防止管道側(cè)向位移，管道兩側(cè)要對稱回填夯實(shí)，小型壓實(shí)機(jī)械配合人工分層夯實(shí)；其余采用推土機(jī)推土回填、碾壓。余土就地推平，并將開挖時的地表熟土重新覆蓋在回填土表層，恢復(fù)耕種。

3.2.2 箱涵工程施工

箱涵段長1.285 km，施工包括土石方開挖、基礎(chǔ)處理、鋪設(shè)墊層、混凝土箱涵澆筑和回填等工序。土石方開挖及回填施工方法同倒虹工程施工，混凝土澆筑采用人工立模，0.8 m3移動式攪拌機(jī)拌合，1 t自動翻斗車運(yùn)輸溜槽輔助入倉。

3.2.3 隧洞施工

洞口布置：主要設(shè)施有絞車房（支洞口）、空壓機(jī)站、工具間、值班室、混凝土拌合站、材料堆場、調(diào)車場、轉(zhuǎn)渣場、排水站等。

洞內(nèi)風(fēng)、水、電布置：選擇BKJ66-11型礦井軸流通風(fēng)機(jī)，采用吸出式通風(fēng)，風(fēng)筒選擇直徑500 mm的橡膠筒。在洞口處設(shè)排水溝，防止洞臉處地表水流入洞內(nèi)。洞內(nèi)每40 m設(shè)一排水坑，將上游水引至排水坑，用潛水泵排出洞外，泵管用3寸鋼管。根據(jù)洞內(nèi)照明、排水、通風(fēng)、出渣等需要，利用洞口所設(shè)配電盤向洞內(nèi)分別布設(shè)220 V照明線路和380 V排水通風(fēng)用電線路。

石方開挖：采用手風(fēng)鉆鉆孔爆破，出渣采用小型裝渣機(jī)或人工裝渣，平洞段采用電瓶機(jī)車牽引1 m3斗車軌道運(yùn)輸，斜井段絞車牽引斗車出渣。

混凝土澆筑：采用0.8～1.0 m3混凝土拌合站拌制，洞外100 m以內(nèi)采用0.5 m3機(jī)動翻斗車，500 m以內(nèi)采用8 t以上自卸汽車運(yùn)輸混凝土，溜槽或人工輔助入倉，高頻振搗器振搗；洞內(nèi)由斗車軌道運(yùn)輸混凝土，泵送混凝土或人工輔助入倉。

噴錨支護(hù)：隧洞噴混凝土根據(jù)具體情況采用濕式和干式相結(jié)合噴射混凝土。

3.2.4 支洞施工

隧洞總長9.393 km，斷面凈寬4.0 m，凈高3.0 m，為加快施工進(jìn)度、縮短工期，沿線設(shè)2條施工支洞，分別位于主洞樁號6+392.72和9+460.80處，支洞軸線均與主洞軸線垂直。支洞總長366.0 m，均為斜井，斜井底部設(shè)平車場。斜井起坡點(diǎn)距主洞中線按25 m考慮。主支洞交叉點(diǎn)采用雙聯(lián)正交形式，支洞內(nèi)設(shè)雙軌車道，斷面寬4.0 m，斷面高3.0 m，為城門洞形。

支洞施工期作為施工通道，運(yùn)行期作為檢修通道，支護(hù)結(jié)構(gòu)按永久工程設(shè)計。Ⅲ類圍巖采用噴錨支護(hù)；Ⅳ類圍巖采用噴錨一次支護(hù)，現(xiàn)澆30 cm厚混凝土襯砌；Ⅴ類圍巖采用噴錨加鋼支撐一次支護(hù)，現(xiàn)澆40 cm厚混凝土襯砌。各類圍巖均噴15 cm厚混凝土，直徑25 mm、長2～2.5 m錨桿加固。

3.2.5 管線工程施工

溝槽開挖采用1.0 m3反鏟挖掘機(jī)開挖，配合推土機(jī)推運(yùn)到溝槽側(cè)臨時堆放，以備回填用。基礎(chǔ)重夯施工采用3～8 t夯錘進(jìn)行作業(yè)，配30 t履帶式起重機(jī)配合龍門架及88 kW推土機(jī)。土方回填及管道鋪設(shè)同倒虹施工方法。

4 結(jié)語

龍門供水工程實(shí)施后，可解決未來平川地區(qū)居民生活用水及開發(fā)區(qū)工業(yè)、生活用水的需求及交城縣200萬hm2優(yōu)質(zhì)玉米的灌溉，為促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展提供有力支撐。