石津干渠石家庄市东北二环交叉处应急抢险工程的设计与施工

2017-03-04

河北水利 2017年11期

关键词：渠坡渠底基面

2016年11月底，石家庄市东北二环交叉处，穿石津干渠市政排水管道崩裂，造成渠道衬砌板损毁。工程技术人员对突发的应急抢险工程设计及施工进行探索，最终得出一套高效设计方案及施工工艺，并在规定时间内保质保量完成抢险任务。

应急抢险；工程设计；工程施工

石津干渠石家庄市东北二环交叉处应急抢险工程的设计与施工

□孙文科刘志伟

2017-11-16

孙文科，男，汉族，河北省石津灌区管理局，工程师。

刘志伟，男，汉族，河北省石津灌区管理局，工程师。

2016年11月底，石家庄市东北二环交叉处，穿石津干渠市政排水管道崩裂，急需抢险施工。当时石津干渠正向衡水市、沧州市大浪淀水库供水，必须在不影响正常输水的情况下进行抢险施工，并在规定时间内保质保量完成抢险任务。

1.工程概况

石津干渠渠道路面出现较大坑洞，洞深2.5m，坑洞处外露雨水管道。石津干渠渠坡混凝土衬砌多处明显折断，渠底混凝土衬砌隆起毁坏。

2.设计方案

2.1 现场勘查和资料汇总

抢险工程的首要环节是对抢险工程的现场进行勘查测量和渠道、二环道路技术数据的搜集以及对工程周边电信线路、穿渠道管线、现场施工场地、交通情况、水电供应、施工原材料供应进行统计。

2.2 渠道工程抢修设计方案

设计原则：不影响石津干渠正常供水，保证渠道输水流量为8.5m3/s，过水断面底宽8m。

具体方案：一是搭建施工围堰，进行施工导流，在渠底中间衬砌板上搭设1.6m高，100m长的施工围堰作为抢修渠坡和右侧护底的临时性围护结构。二是待渠道供水流量减少后，在左侧护底上搭设1m高，120m长的施工围堰，并拆除渠底中间围堰，对中间护底损毁衬砌板进行抢修。渠底全部施工完成后拆除左侧围堰。三是拆除损毁的渠坡衬砌板并清理干净，待开挖基面整理平整后，进行碾压，碾压遍数6～8遍，土基30cm深范围内压实度不小于0.94，并视实际情况适当调整衬砌板厚度；对于低于原设计建基面的部位采用壤土回填，压实度不低于0.98。

衬砌高度：考虑上游土贤庄水电站尾水影响，渠坡衬砌高度为6.3m。

衬砌材料及型式：根据南水北调配套工程特点及沿线自然条件，对各类衬砌材料进行分析比较，确定本次衬砌材料为混凝土，渠段渠道为壤土、砂土地基，采用现浇衬砌型式。

衬砌设计：一是衬砌混凝土等级设计。根据《渠道防渗工程技术规范》，因本段渠道最冷月平均气温为-7.5℃～-9.3℃,属寒冷气侯区，衬砌板冬季运行的水力坡度 10＜i＜30,因此渠道衬砌混凝土采用强度等级C25，抗冻等级F150，抗渗等级W6。二是衬砌结构尺寸。为减少造价和施工方便，相同部位的渠道采用等厚矩形混凝土板衬砌，混凝土板的厚度及尺寸，与基础、气温、施工条件等有关，根据规范选用。板厚，采用加厚的钢筋混凝土板衬砌，板厚20cm，迎水面设置一层间距为20cm的ф12钢筋网。衬砌分缝，混凝土衬砌板设纵横向分缝，以满足沉降变形和温胀要求，渠坡现浇混凝土纵缝间距7m、横缝间距为5m，封顶板。渠道在衬砌顶部设置封顶板,厚60cm、宽40cm。坡脚齿墙，渠道衬砌在坡脚均设齿墙,现浇混凝土齿墙根据对各段渠道的齿墙稳定计算，确定齿墙断面：齿墙宽50cm、高80cm。三是渠道防冻胀设计。根据计算成果，渠道设计冻胀量大于1cm，已超过混凝土衬砌板允许位移值，应采取抗冻胀措施，采用聚苯乙烯泡沫板作为保温材料，阴坡保温板厚6cm，保温板选用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料，其参数指标：表观密度不低于35kg/m3；压缩强度不低于250kPa(相对变形10%)；吸水率不大于1%（浸水96h）,导热系数不大于0.030W/(m·K)，尺寸稳定性不大于1.5%。

3.渠底恢复方案

一是首先做好基坑排水工作，将现状渠底泥水排净，应保证基面无积水或流水。将泥状土全部挖除，将5～10cm厚碎石均匀压入土中形成干硬性基面再浇筑混凝土，要求碾压密实，压实度不低于0.98，施工过程中应严格控制质量，满足规范及设计要求。二是采用全断面加厚钢筋混凝土板进行恢复，衬砌板混凝土等级为C25W6F150。为加快抢险工程进度，直接在碎石垫层基面上浇筑混凝土，衬砌板厚不小于20cm，迎水面设置一层间距为20cm的Ф12钢筋网，保护层厚5cm。

4.施工工艺

4.1 搭建施工围堰

施工围堰分为两期，一期在渠底中间衬砌板上搭设1.6m高，100m长的施工围堰；二期减水后在左侧护底上搭设1m高、120m长的施工围堰，并拆除渠底中间围堰；围堰的搭建由人工为主，机械为辅，组织人员进行填装沙袋，钩机配合吊车运送沙袋至渠底，然后进行人工搭建。

4.2 工程测量

工程技术人员对渠道原装断面进行原始断面测量，建立高程及坐标控制网。

4.3 挖除损毁混凝土衬砌板

将损毁混凝土板进行破碎作业，由挖掘机带破碎头进行逐一破碎，吊车将废渣吊到渣土运输车，并运送至指定地点。

4.4 土方工程

将土面废渣进行人工清理，对受污染土层进行换填，换填后，用气夯夯平，压实，土层压实度及平整度达到设计要求。

4.5 混凝土工程

结合应急抢险工程实际情况，混凝土采用正规厂家提供的商品混凝土。选用泵车配合搅拌车进行浇筑，由泵车将混凝土泵送至指定位置。浇筑分3次进行，第1次浇筑：1期围堰搭建完成进行渠坡及渠底混凝土跳仓浇筑，完成渠坡及渠底浇筑量的一半；第2次浇筑：2期围堰搭建完成进行填仓浇筑，将渠坡及渠底混凝土浇筑完成；第3次浇筑，完成剩余挡墙及与二环道路连接段混凝土浇筑。