荷湖水利工程電排站防滲排水布置與施工技術

袁德輝

(江西省贛西土木工程勘測設計院，江西 宜春 336000)

1 工程概況

現狀荷湖電排站位于贛西肖江堤，藥都大橋下游400.0 m處，為閘站結合布置，將堤內澇水排入贛江；荷湖電排站為1臺機組，機組裝機容量為55 kW，設計排澇流量為0.55 m3/s，泵房底板頂高程為24.45 m，水泵層高程為26.05 m，電機層高程為29.05 m，穿堤箱涵出口底板頂高程為24.45 m。現狀荷湖電排站于2006年興建，承擔著荷湖村的排澇任務。由于樟樹市港城一體化項目建設，港區原有的水系基本全部破壞，保護對象發生重大改變，根據華藍設計集團提供的樟樹市規劃院確認的《關于荷湖雨水泵站設計流量的說明》，港城一體化項目建設后，荷湖電排站設計流量為12.30 m3/s，現狀電排站排澇能力遠不滿足排澇要求[1]。

2 荷湖水利工程電排站防滲排水布置

2.1 設計基本資料

2.1.1 主要特征水位

根據水文計算成果，荷湖電排站特征水位詳見表1。

2.1.2 工程地質

工程區主要地貌類型為河流沖積地貌單元，其中漫灘及沖積階地分布于贛江兩岸，地勢較平坦，地形開闊，由全新統沖積層組成，地面標高23.58～33.64 m，最大高差10.06 m，總體地形為南高北低[2]。贛江在區內總體走向為南西～北東，河道順直。區內出露地層主要由第四系全新統覆蓋層及下第三系古新統新余群臨江組砂巖組成。

2.2 工程等別和標準

2.2.1 工程等別及建筑物級別

根據泵站設計標準，設計流量50.00～10.00 m3/s，裝機功率為中型，荷湖電排站設計流量12.30 m3/s，裝機功率1.68 MW，由此明確泵站等別是Ⅲ等，中等規模，其主要、次要建筑等級分別是3級、4級，臨時建筑等級是5級。根據防洪標準，穿堤、排水口建筑防洪標準，不得低于堤防標準。本工程荷湖電排站位于贛西肖江堤，贛西肖江堤為Ⅳ級堤防，防洪水位為20 a一遇設計水位。根據泵站設計要求，其防洪標準30 a一遇，校核標準100 a一遇。電排站項目等別及建筑級別詳見表2。

表2 電排站工程建筑物級別劃分

2.2.2 建筑物合理使用年限及耐久性

根據《水利水電工程合理使用年限及耐久性設計規范》(SL 654—2014)規定，樟樹市荷湖電排站重建工程等別為Ⅲ等，工程使用年限為50年，主要建筑物年限為50年，閘門年限為30年。

工程區位于淡水水位變化區。根據環境水質分析成果表明，地下水在一定程度上能夠腐蝕混凝土；對鋼存在輕微的腐蝕，根據設計標準，環境類別為三類。針對配筋混凝土，其強度不能低于C25，最高水膠比0.5，最大Cl-含量0.2%。素混凝土的強度等級按≥C15考慮。保證結構耐久性的必要的設計、構造等要求，應在施工圖設計階段提出相應要求。

2.3 工程總體布置

2.3.1 電排站軸線選擇

根據工程現狀，現狀電排站年久失修，無法正常使用，排澇能力不足，不能滿足排澇要求，本次設計擬對兩處電排站進行重建。重建后，泵站設計排澇流量12.30 m3/s，設計揚程8.88 m，其流量較高，揚程較高，參考其他相似類型泵站經驗，泵站選用混流泵。

根據現狀地形條件及港區建筑物的布置，現狀電排站電排功能基本喪失，但仍能實現自排，本次考慮施工期導流問題，并結合業主建議，對現狀電排站進行保留，后期由業主自行處理，重建電排站位于老站附近。根據港區建筑物的布置，緊靠老站下游即為規劃路，寬約24.00 m，方向為垂直贛西肖江堤，平行電排站，此處無法布置新站，老站上游為空曠地，綜合各方面因素，本次重建后電排站布置于老站上游35.00 m處。重建后荷湖電排站由進水閘、前池、泵房、連接段、壓力箱涵、自排閘、穿堤箱涵、防洪閘，以及出口消能設施組成，工程呈“一”字排列，軸線垂直于贛西肖江堤。

2.3.2 電排站裝機臺數選擇

在選定立式混流泵泵型的基礎上，對電排站裝機臺數進行方案比選。根據設計流量并參考其他已建類似工程經驗，裝機臺數選擇4臺、6臺、8臺機組方案進行比較。臺數越少時，所需泵房空間越小，相應的土建工程量小，但單機容量大，需要的水力機械以及配套的電氣設備造價更高，單機設計排澇流量大，運行不夠靈活。臺數越多時，所需泵房空間越大，相應的土建工程量加大，雖然單機容量變小了，但由于臺數增加，總的水力機械及電氣設備造價仍然會很高。根據方案比較，本階段選定荷湖電排站安裝6臺機組，基本選定900HLB-9型立式混流泵、配套電機為YL450-10型10 kV高壓異步電機，單機功率為280 kW，總裝機容量1680 kW。

2.3.3 工程總體布置

荷湖電排站站址選定在老站上游35.00 m處，總體布置按堤后式建站。根據工程實際情況，荷湖電排站為閘站結合型式，選擇的泵型為立式混流泵。根據泵型情況、設計揚程以及設計排澇流量，荷湖電排站選擇6臺立式混流泵900HLB-9(-3°)型設計方案，其主要布置的建筑物包括：進水閘、泵房、壓力水箱、防洪閘、消力池，以及出水渠等。泵站采用正向進水正向出水方式。相應的閘基防滲長度計算如式(1)：

L=C×ΔH

(1)

式中：L為防滲長度，m；ΔH為上下游水位差，m；C為徑流系數。

3 電排站防滲排水施工技術

3.1 施工導流

當開展防滲排水作業時，應該采取導流圍堰。泵房位置基坑地層包括粗、細砂層，基于此進入風化殘積土，通過專業分析，透水層深度能夠實現30.00 m[3]。對基坑開展防滲處理期間，一般選擇噴射灌漿和攪拌樁相融合的方法。值得一提的是，防洪閘位置基坑的深度，要適當淺一點，滲透壓力也應該小一點，施工方法和基坑防滲差不多。最后，通過水泥攪拌樁的方法，施工者應該優化防滲效果，想要增加對基坑的滲徑，應該在內河涌施工圍堰修筑，進而銜接渠的首端。

3.2 基坑開挖

在結束施工導流之后，應該開挖基坑，一般可以分成多種基坑開挖，比如泵房及水閘基坑開挖。在基坑開挖期間，應該使用反鏟挖掘機。若作業環境比較復雜，應該事先勘查施工區域，設計合理的開挖方案，保證施工進度與質量高效完成。

3.3 高壓擺噴樁施工

在開展基坑開挖施工之后，要求施工者能對泵房基坑開展四周圍封，通常情況下會采取高壓擺噴樁施工技術。在開展施工前，要求施工者先開展圍井試驗，防止在作業中發生意外。其次，在結束圍井試驗之后，進入正式作業環節時，要求施工者有效清除覆蓋層，保證現場沒有樹根、石頭。若在作業區域上方存在高壓線，則應該精準估計其高度，要確保凈空距離超過20.00 m，方可保證后續作業正常開展。在正式作業期間，在借助回轉鉆鉆孔結束之后，還應該選用泥漿材料來處理護壁。與此同時，在開展鉆孔作業時，應該提高鉆機平穩性，還應該考慮增加鉆具長度及強度。在鉆孔期間，針對鉆桿以及粗徑鉆，應該加以注意二者的垂直角度，要確保偏差低于5%；還應該根據荷湖水利工程特點與要求，嚴控鉆內偏斜率，確保其低于1%。

3.4 鋼筋混凝土施工

(1)混凝土施工。在防滲排水作業中，主要使用商品混凝土，同時借助管道泵來輸送。施工中，還應該對混凝土開展密實振搗操作，直至表面形成泛漿。當開展密實振搗時，應科學控制間距，通常在40 cm左右為宜；建議選擇梅花形振搗法，具體實踐中此種方法的效果更好。此外，還應該加以注意變截面位置的改變，施工中禁止發生施工縫。

(2)模板施工技術。在曲面模板施工作業中，常常會使用木模板。如果斷面是規則平面，那么應該選擇鋼模板。并且，在模板施工期間，應該加固提高其穩定性。在結束澆筑作業之后，還應該嚴控各類結構參數，保證達到設計要求及規定。施工者要能從根本處重視此問題，當選取材料時，優先考慮高性能材料。在開展模板施工期間，還應該注意光潔度，保證縫隙可以充分結合。在具體施工作業中，不能發生漏漿問題[4]。

(3)鋼筋施工技術。在開展鋼筋施工中，應該使用分類法來劃分鋼筋，根據其型號大小來堆放，不得隨意堆放。在運輸與保存鋼筋材料時，應落實好防水，切實防止出現銹蝕情況。若場地不允許，要對其露天堆放時，先于底部設置墊層，并且要通過防雨篷布遮蓋，后續利用時，要先利用這些材料。在鋼筋安裝期間，要全面根據圖紙來安裝，加以注意安裝次序，對于不同層的鋼筋，要充分控制搭接長度，把鋼筋綁扎好。

3.5 土方填筑施工

開展土方填筑作業，涉及多項施工內容，如內外圍堰、廠區回填。

在開展土方填筑施工期間，常常會采取分層回填方法，同時要把其夯實。在此期間，離不開機械的輔助，所使用的土料都要源于土料場，土料主要是亞黏土，其水分含量要接近于最佳含水量。在開展填筑前，應該有效清除土方表面的雜物，比如垃圾、草皮，同時要把淤泥質軟土挖掉，加固底土。正式填筑時，要確保鋪筑厚度低于0.3 m。

4 結 論

荷湖電排站的防滲排水布置和施工技術舉措，確保了項目建設的正常開展，保證了電排站功能的正常使用。區域內排水系統實現優化，地面蓄水、協調能力顯著增強，排洪排澇功效得以保證，工程措施科學，效果突出。