欄橋泵站中施工導流與降水方案結合應用

孫空軍

近年來，水利工程施工中的施工導流和降水技術已經相當成熟。但是在泵站拆除重建工程中，由于工期短、跨汛期，需盡快發揮工程效益，對導流和降水技術相結合提出了新的挑戰。本文結合欄橋泵站工程現場綜合環境和自然條件，制定出了適合的方案，使各種資源得到最大限度的優化配置，為后期施工創造了條件，從而確保了工程工期、質量，使工程盡早發揮了最大效益。

一、工程概況

原欄橋站位于淮河干流蚌埠～浮山段行洪區調整和建設工程臨北段行洪堤HD289處，用于排澇。泵站裝機3臺套，總容量265kW，原設計抽排流量2.60m3/s，承擔排水面積10.40km2。排水區一般地面高程15.50～17.20m。因老站拆除，欄橋站在原址建設，施工期間需開挖渠道進行導流。新建泵站采用700ZLB-70B立式軸流泵機組3臺，每臺機組配套功率155kW，總功率465kW。臨北段堤防退建后，欄橋站擔負的排澇面積為8.85km2，相應自排流8.32m3/s，抽排流量4.43m3/s。由于欄橋站上游3個排泥場的退水從明渠經過進入淮河，導流流量增大為15m3/s，根據該工程地質特性需要對明渠硬化加固處理。

二、水文、地質情況

臨北段行洪區位于蚌埠市五河縣，地處我國南北氣候過渡地帶，氣候特點為夏熱多雨、秋旱少雨、冬寒晴燥，氣溫自北向南遞增。暴雨天氣系統主要是渦切變和臺風，大多出現在6～9月，期間降水量占全年降水量的60%～80%，降水量年際變化和地區差異很大，自南向北遞減。該區域年平均氣溫14.7℃～15.2℃，極端最高氣溫超過40℃，極端最低氣溫低于-20℃。無霜期在210天左右。受季風影響，該區風向多變。冬季多偏北風，夏季多偏南風，春秋季多東風、東北風，年平均風速2.5～3.4m/s。

據統計資料分析，蚌埠、五河年平均降水量分別為943.1mm、937.5mm。降水量年內和年際變化都很大，汛期6～9月雨量占全年降雨量的60%以上，汛期降水又多集中在7、8月份，并且降水的豐枯變化頻繁。年最大降水量是最小降水量的3～4倍。

淮河流域洪水都是由暴雨產生的，大致可分為三類：（1）由連續的大面積暴雨形成的全流域性洪水，如1931年、1954年洪水，量大且集中，對淮河干流中下游威脅最大。（2）由1～2次大暴雨形成的局部地區洪水，如1968年淮干上游洪水和1975年洪汝河、沙潁河洪水，暴雨中心雨量大，但全流域洪水總量不是很大。（3）由連續2個月以上長期降水形成的洪水，如1921年、1991年洪水，降雨歷時長、汛期的洪水量大，局部地區洪澇災害嚴重。

1.欄橋站工程地質

欄橋站工程地質見表1。

表1 水泵模型裝置的主要性能參數表

2.水文地質

勘探期間，測得潛水水位為13.5～14.5m。承壓水水位和潛水水位基本相同，承壓水頭高約6～12m。潛水主要接受大氣降水、農田灌溉及淮河、溝渠等側滲補給，排泄以自然蒸發及向淮河、溝渠側排泄為主，上部孔隙潛水與地表水和河水聯系密切。

勘探區為行洪區，地勢平坦且高程低，易形成內澇。據調查，豐水期地下水可升至地表，枯水期地下水降至地表下3.2m左右。

3.地質評價

工程區地震動峰值加速度為0.10g，相應地震基本烈度為Ⅶ度。場區②、③、④層土飽和少粘性土層在Ⅶ度地震情況下為可液化地層。欄橋站設計底高程約為9.9m。建筑物基礎位于③層輕粉質壤土夾砂壤土層中，基礎下該土層厚8.2～10.2m，允許承載力100～110kPa，下伏④、⑥-1層土承載力低，場區地基存在承載力低、地震液化問題，地基需進行處理。開挖基坑需注意地下水對邊坡和持力層滲透穩定的不利影響，應采取降水措施。混凝土與③層土摩擦系數采用0.22。

三、施工導流結合降水方案

欄橋排澇站施工時在基坑上下游筑圍堰擋水，澇水通過導流渠排入淮河。導流渠由上游進水渠道北側（距上游圍堰西側10m）處距泵站中軸線北側70m開挖至下游出水渠道北側（距下游圍堰東側10m）處。導流渠總長約289m，底寬2m，上口寬10m，深度2m，坡比1∶2。

為方便施工交通，經主要交通道路時，預埋涵管進行導流；為節約成本，其他灘地位置進行明渠導流接入淮河，渠口兩側使用鋼管護欄進行安全圍護。

經現場測量，欄橋站上下游渠道溝底平局高程分別為13.50m、12.50m，開挖上游灘地至下游灘地渠道底高程為13.50m，下游灘地至出水渠道開挖底高程由13.50m漸變為13.00m。涵管埋設共兩處，場內交通主干道和場外下游北側順圍堰方向穿導流渠的位置（為其他標段提供交通條件），過路涵管采用內直徑2m、長2m帶筋混凝土管，場內交通埋設6節總長12m，場外交通埋設4節總長8m，各涵管接頭底部做混凝土管托，用油氈及鋼絲網片包裹一圈并用2cm厚水泥砂漿粉飾。涵管兩頭砌筑50cm磚砌擋土墻，擋土墻內填土壓實，并鋪筑20cm厚混凝土路面。考慮上游排泥場來水較大，明渠底部澆筑10cm厚C15混凝土，以防止沖刷。明渠護坡拐彎處水流量較大，采用預制塊護坡施工；水流平緩處為節約成本，采用土工布全面覆蓋。對明渠進出口部位，采用拋石處理。

如遇秋汛、冬汛，為防止淮河水位上漲造成水流倒灌，采用封堵法，在下游導流渠兩側儲備部分土方，以備填筑封堵導流渠之用，淮河5年一遇11月～次年4月洪水位為15.89m，下游灘地高程為17～18m左右，水位不超過下游灘地高程，因此能確保施工及上游的安全。

為方便降水，在北側降水井與導流涵管相對應位置，使北側降水井水管連接導流渠進行降排水疏導，南側降水使用同樣方法，使降排水流匯入集水井通過明渠疏導至上游圍堰外側，匯同上游水流經導流渠排入淮河。

合理規劃能有效杜絕降水井排水管亂拉、亂放現象，解決排水管阻礙場內交通問題，同時借助導流涵管為堤內側降排水創造合理的排水通道。堤外側降排水通過降水明渠直接排入圍堰外側出水渠道。

四、結語

總之，對于泵站施工，導流和降水方案必不可少，是水利工程后續施工得以順利開展的前提和保證。在選擇導流和降水方案中，不僅要從工程造價來衡量，還需要從施工總進度、施工交通與布置、主體工程布置、工程的特點、當地地形、水位等出發，選用較為適合的方案。此方案在施工期間內取得了最佳的施工質量和社會經濟效益■