输水管线施工中导流围堰技术的应用探讨

郭凌波

(山西省水利水电勘测设计研究院，太原 030024)



输水管线施工中导流围堰技术的应用探讨

郭凌波

(山西省水利水电勘测设计研究院，太原 030024)

在水利水电工程施工中，施工导流有着重要的现实意义，它将工程施工期间河道上游的来水按照既定的设计方式向下游导流，创造水利工程建设施工的干地条件，从而有利于水利工程施工。文章结合工作实践对某水利工程输水管线施工中导流围堰技术的应用作了简要探讨。

输水管线；导流 ；围堰技术；应用

0　引　言

众所周知，水利工程中的施工导流是是水利水电工程施工中非常重要的一项工作，它是指在河床中修筑围堰维护基坑，并将工程施工期间河道上游的来水按照既定的设计方式向下游导流，从而创造水利工程建设施工的干地条件。施工导流技术对于保障施工工程和水利建筑的安全、在既定的时间内完成水利建筑物内部的水排泄都具有重要的作用。

清徐原水直供工程位于山西省太原市，供水的水源为引黄水。引黄水经由引黄联接段工程，向西干渠分水工程以及汾河一坝西干渠进入晋阳湖，再采用输水管道至受水区，从而解决太原市清徐县、小店区和晋源区三县区的工业和城镇生活用水。该工程输水主管线全长38.2km，采用预应力钢筒混凝土管(PCCP)，供水能力12 032 万 m3/a，其中小店5264万m3/a、晋源518万m3/a、清徐6250万m3/a；首部设进水加压泵站，尾部设事故调蓄池、池后设加压泵站至终端用户[1]。输水主线设有5个分水口、44个排气阀井、8个排水阀井、6个流量计井、8座检修阀室。该标段工程中输水管线建筑安装施工作范围是自输水主线起点晋阳湖加压泵站，主线至小牛线后(桩号19+075)总长21.6km输水主线管道安装及附属建筑物施工。

1　施工导流围堰总体方案

该标段工程中管线穿越风峪沟和汾河，穿河(沟)段施工时需要进行施工导流，施工期导流标准为非汛期5 a一遇，相应的洪水流量分别为1m3/s和383m3/s。

本标段地下水位埋深浅，多在0～13m之间，施工时需要采取降(排)水措施，创造干地施工条件才能保证管线工程的正常施工。根据管线埋深、土壤性质、地下水埋深高度分别采用井点降水、明排、管井降水等降水措施进行施工。

本标段穿河(沟)段管线计划在非汛期施工。

穿越风峪沟时采用全断面导流，先在风峪沟外开挖导流明渠与风峪沟上下河道相连，然后在此段河道上下游处修筑横向导流围堰，将此段河道改道，待此段施工完成后，拆除上、下游导流围堰，将河道恢复至原河道[2]。

穿越汾河时采用分期导流，先将汾河主河道改道至汾河中心线一侧区域内，然后在汾河另一侧的管线上下游修筑连接汾河岸堤的施工围堰，2个施工围堰在汾河中心线附近相互连接，形成封闭区域进行管线施工；此段管线施工完成后拆除施工围堰，将主河道再改到已完管线一侧的河道内，采用同样的方法在未完管线一侧修筑围堰、进行管线施工、拆除上、下游施工围堰、将河道恢复至原河道。

晋阳湖加压泵站引水建筑物施工导流方式采用临湖一侧修筑围堰与原岸堤连接，围堰将湖水和引水建筑物隔离，然后进行引水建筑物施工，围堰顶高与晋阳湖北堤一致。

2　导流明渠及围堰设计

围堰平面设置是水利工程施工中围堰技术的基础和前提，水利工程导流中首当其冲要解决的就是围堰的平面设置问题。平面设置问题要将多种相关的要素考虑进去，比如水利工程的整体构造、水利工程施工整体方案的设计要求、围堰施工的具体性要求等。另外，围堰的平面设置还必须要考虑到施工排水设施布置是否便利、交通运输通道以及材料堆放平台是否合理，在工程施工中还要保证基坑坡地和主体轮廓之间的距离在22～32m的范围内。另外，对于围堰施工中的坑基开挖过程要注意，边坡大小的确定必须要根据工程施工地点具体的地质条件来确定，综合考虑个方面因素，努力提升围堰技术应用水平。

本工程中，围堰顶超出施工洪水水位≥0.5m，围堰堰顶宽5m，边坡为1∶1.5。围堰设计断面见图1。渠道边坡坡度为1∶1.5，长度约100m[3]。导流明渠设计断面见图2。施工期围堰渗水采用明排。

图1　围堰断面图

图2　导流明渠断面图

3　围堰的防渗、支护

3.1防渗漏、防冲击处理

一般而言，围堰是在水利工程导流过程中形成的产物，围堰堰体必须做好加宽加固、防渗漏、防冲击等处理才能很好的实现挡水、防渗的功用。众所周知，围堰技术最重要的作用就是防渗、防冲击。防渗漏、防冲击这2个关键的指标对于围堰技术而言是非常重要的。必须确保防渗漏、防冲击的整体性能，保证围堰工程的功能在实践中的应用成效。此外，在防渗漏、防冲击过程中，水利工程专业技术人员必须严格遵循事前、事中、事后主动控制和预防的原则，从一开始进行围堰施工起，就要认真细致的做好防渗防漏的同步检测工作。当然，围堰的布置和设置要经过专家的验证确定，充分体现部署的科学性和合理性，努力推进水利工程中的围堰技术的应用和创新。

3.2围堰的支护

围堰施工中，始终离不开围堰的支护。围堰支护也是围堰技术的核心工作。支护施工过程中，黄土运至施工现场后组织人工装袋，在进行支护工作的过程中要把装有黄土的袋子放好铺平，操作中要讲究上下左右错缝布置，能够更好地借用木杆钩工具将水中的土袋放置到位，并逐渐增加直至满足高度的要求。另外，支护中要结合工程需求将钢板打入土中适当的深度，其间，为有效的防治围堰滑移，要将土袋把堰体和钢板之间的部分填充起来，同时也保证了围堰的稳定性，促进了水利工程围堰技术应用可靠性的不断进步。

4　施工排水

根据设计图纸提供地址信息并结合工地现场开挖探坑情况分析，本标段宜采用井点降水和管井降水。井点降水和管井降水主要指将地下水位降低至设计管线基础面以下，使基坑内处于相对干燥状态[4]。

4.1井点降水施工方法

4.1.1施工准备

根据设计计算结果准备好所需的装置、材料、滤管、集水总管及必要设施。并将场外排水沟开挖好、场区临时施工道路修筑完成。

4.1.2井点系统的埋设

埋设井点管和程序为：排放总管→沉设井点管→井点管与总管接通→安装抽水设备。

为保证在施工时井点周围砂滤层的质量达到设计要求，沉设井点管采用套管法施工。

4.1.3井点监测

1)流量观测

基坑开挖前，在管道中心位置开挖探坑观察地下水位情况，根据渗水量合理选择排水方式。如开挖后渗水量较小则采用井点排水法，如渗水量较大，则采用井管法进行降水。

2)地下水位观测

在开始抽水时，每隔4～8h测一次，以观测整个系统的降水机能。排水3d后可开挖基坑观察排水效果，待地下水位降到预定标高时，可进行开挖，开挖过程中应继续排水，防止地下水位上涨。

3)孔隙水压力观测

孔隙水压力平常每天观测一次。在有可能出现边坡裂缝、基坑四周沉陷等异常情况时，必须增加观测次数，每天≥2次。

4)沉降观测

沉降观测的基准点应设置在井点影响范围之外。沉降观测采用水准仪进行。每天观测1次，在异常情况下每天≥2次。

4.1.4井点拆除

井点系统的拆除要在管沟回填之后，拆除中可使用倒链或吊车将井点管拔出。拆除后所留下的孔洞要做好填塞工作。

4.2明排施工方法

明排施工主要针对渗水量较小、开挖深度较浅的部位，施工期间，在开挖沟槽两侧挖设排水沟，排水沟每隔一定距离设置龙头坑，坑内设置污水泵抽排至管沟两侧。管沟两侧排水沟断面尺寸为0.5×0.6m，龙头坑尺寸为1m左右。

5　结　语

当前，围堰技术在水利工程施工中推广和应用都较为广泛，但要注意的是，围堰是可以进行组装、拆除的一项临时性挡水建筑物，以施工导流为代表的围堰技术其改良和创新空间都非常大，实践中我们还要不遗余力的进行学习和探索。此外，围堰技术实施中，施工人员要注重对其进行强度检查和渗透测试，确保围堰的工程质量和有效性。

[1]何丽荣.全段围堰导流技术在水利施工中的应用[J].吉林农业，2014(03)：41.

[2]朱文杰.水利施工中全段围堰导流技术的应用[J].江西建材，2014(24)：139.

[3]姚安军.水利工程中钢板桩围堰施工技术实例[J].黑龙江水利科技，2011(06)：46-47.

[4]长办技术情报科.水利工程施工所用的两种钢板桩围堰[J].人民长江，1979(04)：40-50.

1007-7596(2016)06-0062-03

2016-04-12

郭凌波(1988-)，女，山西运城人，助理工程师。

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