柳河粉細砂質河床溝槽開挖施工方案

方　亮

(遼寧省水利工程建設質量與安全監督中心站，遼寧 沈陽 110006)

柳河粉細砂質河床溝槽開挖施工方案

方亮

(遼寧省水利工程建設質量與安全監督中心站，遼寧 沈陽 110006)

摘要：本文結合柳河粉細砂質河床開挖工程實際，闡述了在我國北方地區軟質河床開挖過程中施工導流、圍堰填筑、施工期排水和開挖等工序的施工特點。同時系統的對其進行了分析與評價，為類似工程建設提供參考。

關鍵詞：軟質河床；圍堰導流；排水；開挖

1工程概況及地質情況

1.1工程概況

遼寧省某重點輸供水工程位于阜新市彰武縣境內，穿越柳河施工段位于鬧得海水庫下游西六家子鄉常家街村附近，屬于三管同槽施工，控制樁號為D29+840～D31+241全長1401 m，估算溝槽開挖量91萬m3，河道左岸樁號D29+700處設置混凝土拌合站為溝槽內管道基礎墊層及鎮支墩提供混凝土。

1.2工程地質與水文地質情況

根據地質資料顯示，柳河地質條件為粉細砂層，多呈黃褐色、黃色、灰白色，濕-飽和，松散-稍密狀，主要礦物質成分為石英，僅含少量長石。柳河粉細砂層厚度大于17 m，厚度較為穩定。水文情況見表1。

表1　管線穿越河流分期設計洪水表

2施工過程

2.1施工導流與圍堰填筑

穿越柳河PCCP管道安裝為汛后跨年施工，采取分期圍堰導流，管道安裝起點樁號為D31+241，在柳河主河道右岸樁號D31+241～D30+800進行一期圍堰導流，圍堰填筑前在樁號D30+810處預埋過水涵管，根據柳河20 a防洪標準汛后流量為16.8 m3/s，采用φ1500 mm涵管,單排管過流量為1.75 m3/s，安裝15排，涵管上方填土高程與堰頂高程一致，與上游(迎水面)圍堰連接作為施工便道。二期導流在樁號D30+930處填筑二期圍堰進行次年的汛期導流，待穿越柳河段完成施工后，拆除河道左岸混凝土拌合站及過水涵管，恢復原河道。

上游(迎水面)圍堰兼做臨時施工便道，寬度為11 m，分3層填筑，底層、中層分別為500 mm厚開挖料，上層鋪300 mm厚碎石，CA25振動碾壓實，采取1∶1坡比放坡，圍堰底距離開挖邊坡安全控制距離不小于2 m。征地邊線處碼砌高1300 mm、寬500 mm的編織袋，防止水土流失。受水流沖刷側圍堰在迎水面采用無紡布進行防滲、防沖。下游主要采用開挖料堆積處兼做擋水圍堰，距開挖邊坡預留5 m設備通行路，征地邊線處碼砌編織袋進行防護，防止土流失[1]。

2.2施工降排水

本段施工排水主要為管線穿越河流時施工圍堰內的初期排水和經常性排水。將基坑內積水通過下游圍堰(堆土區)預埋的φ150 mm厚壁鋼管排至柳河下游。圍堰截流閉氣后，開始進行基坑初期排水，地下水主要補給來源是大氣降水及河流側滲補給，粉細砂土質含水層導水性較差，地下水豐富，施工過程中根據實際情況調整排水井深度[2]，為保證干地施工需將地下水位降至基坑設計高程以下0.5～1.0 m，基坑深度約為15 m，選擇流量Q=65 m3/h、揚程H=25 m、功率W=7.5 kW的80WQ65-25-7.5型無堵塞潛水排污泵，每小時排水60 m3，共6臺進行初期排水，配備120 kW、50 kW、30 kW柴油發電機各一臺進行排水供電。同時，施工單位根據排水需要,現場自制承插式混凝土排水管，管長1 m，內徑400 mm，日產量100余根，保證了排水要求。

2.3安全度汛措施

雖然主汛期已過，但柳河河水流量仍較大，為保證工程的順利實施，采取的主要防洪度汛措施有：

(1)成立防洪度汛領導小組，組織抗洪搶險小分隊。

(2)與當地氣象局、水文站、上游水庫管理局保持密切聯系，加強水情預報和水文資料分析工作，及時掌握堰前水位變化情況。

(3)水庫放水量較大時，不能滿足過水要求，將臨時管涵挖開泄洪，并在施工基坑與水流接觸面采用無紡布等進行加固，保證洪水不倒灌基坑內。

(4)備足防洪度汛設備材料，在超標洪水來臨時，以備加固加高擋水圍堰使用，并暫停基坑內施工，保證人員設備安全度汛[3]。

2.4土方開挖

穿越柳河施工首先進行河床表皮土清理，其次分層進行土方開挖，第一層開挖采用反鏟挖掘機進行開挖，開挖深度2～2.5 m，投入PC300挖掘機10臺。穿越柳河施工段粉細砂土質松軟，與水攪拌迅速泥化，且該段水源充分，施工單位經監理機構批復同意租用一臺(套)YSCSD-250型絞吸式挖泥船進行第二層土方開挖，該型挖泥船長18 m，開挖深度7～10 m，最佳工作效率為45°角，有效工作深度5～7 m，開挖效率1400 m3/h，池水工作深度為1.8 m。挖泥船24 h施工，開挖施工前主要工作包括挖泥船的組裝，儀器(表)安裝。為滿足工作池水深度，第一層開挖完成后將河道內水引至基坑，水深1.5 m時挖泥船下水，1.8 m時開始作業，根據開挖情況隨時將河道內水引到基坑內，挖泥船由基坑中心向兩側進行臺階式開挖，開挖深度5 m(馬道以上)，兩側邊坡附近預留1.5 m安全穩定距離，經試驗證明挖泥船的效率不能滿足施工強度，所以又同時投入20臺PC300反鏟挖掘機進行開挖，5臺一組將開挖料倒運至堆土區。第三層開挖方式與第二層相同，開挖深度5 m，基礎面預留20 cm保護層。挖泥船施工部位預留1.2 m邊坡安全穩定距離，采用PC360長臂反鏟挖掘機進行削坡，基面20 cm采用人工配合挖掘機開挖，挖泥船開挖料經反鏟挖掘機2臺、推土機2臺將土方倒運到指定堆土區。管溝開挖斷面如圖1。

圖1　開挖段面示意圖

開挖完成后進行馬道修整，15 m馬道鋪30 mm碎石，并鋪履帶板保證400 t履帶吊車行走順暢不塌陷，5 m馬道直接鋪30 mm碎石，滿足挖掘機、混凝土罐車等行走。

3結論

穿越柳河分期圍堰導流明渠配合管涵可以在保證導流、度汛的情況下實現施工通行，既為河道左岸混凝土拌合站運輸原材料提供了通行條件，又縮短了混凝土拌合物的運輸距離，該導流方案適用于流量較小的河流或汛后施工組織設計。施工期間建設方應加強與上游水庫和當地氣象、水文部門的聯系，協調汛期洪水流量調度，預報降雨和河道流量，避免造成工程損失、工期延誤。粉質粘土河床開挖應主要依靠輕型井點降排水，施工單位在現場自制混凝土排水管，有利于節約施工成本，縮短工期。絞吸式挖泥船在本段工程開挖作業中施工效率低，開挖料利用率低，在北方地區無法進行冬季施工，且仍需水泵機組、挖掘機、自卸車配合作業，費效比過大，因此不建議在類似工程中采用。

參考文獻：

[1]何玉.大管徑PCCP管道穿越大型河流的施工技術[J].水利水電技術,2015,46(9):66-68.

[2]王立明.井點降水方法在配水站施工中的應用[J].東北水利水電,2013,31(6):10-11.

[3]陳鳳蘭,王長新.施工導流風險分析與計算[J].八一農學院學報,1994,7(4):361-366.

作者簡介：方亮(1983-)，男，工程師，主要從事水利工程建設質量與安全監督工作。

中圖分類號：TV85

文獻標志碼：B

文章編號：2096-0506(2016)06-0064-02