碎石压重水下施工在应急抢险工程中的应用

（河南省水文水资源局）

碎石压重水下施工在应急抢险工程中的应用

□张冰

（河南省水文水资源局）

碎石压重水下施工在南水北调总干渠应急抢险工程中的应用，主要用于总干渠衬砌面板、基床等水下结构物被洪水冲刷破坏的应急抢险。引起这种破坏的主要原因是在外力作用下，结构物表面附近水流速度过快，超过了结构物组成物质的起动速度，导致结构物被水流淘蚀、冲刷。这种外力包括外来水作用、地下水作用和恶劣天气等。目前，常用的一些针对抛石基床、边坡等的防冲刷方法，但是在抛石的过程中对总干渠的混凝土表面有损伤，不能保证混凝土面板的完整，所以采用碎石装袋压重。为了减少水流对已经变形的衬砌面板二次破坏，碎石压重需要进行水下施工来满足施工要求。文章结合南水北调总干渠应急抢险工程为例，讨论了碎石压重在应急抢险工程的具体应用，供类似的工程借鉴。

水下作业；碎石压重；南水北调；应急抢险

1 概况

杨庄沟排水渡槽工程位于河南省辉县市杨庄村，是南水北调中线工程总干渠与杨庄沟的交叉建筑物。总干渠桩号K601+ 272.94，杨庄沟排水渡槽总长180.00 m，其中进口连接段长37 m，出口消能防冲段长77.00 m，设计槽身段纵向长66 m，共3跨，跨径22m，过水断面尺寸（槽数×槽宽×槽高）为3×5 m×3.40 m，3槽1联。汇流面积4.82 km2，10a一遇洪水标准为104m3/s，设计洪水标准为50a一遇，相应洪峰流量为165 m3/s，校核洪水标准为200a一遇，相应洪峰流量为224 m3/s，为Ⅰ级防汛风险项目，为解决临时度汛，2015年汛前在总干渠红线外临时埋设488.80 m长涵管排洪至辉县东河，但其设计排水能力仅为12.50 m3/s。

2016年7月9日，新乡、鹤壁等地突降特大暴雨，其中辉县市7月9日凌晨2点至上午11点降雨量达到429.60 mm，本次汛情来势迅猛、破坏力强。强降水造成杨庄沟渡槽漫溢，右岸上游衬砌面板隆起破坏（桩号：601+265.44—601+245.44），长度20 m；右岸一级马道以上土质边坡造成流土破坏（桩号：601+287.94—601+312.94），长度约25 m；杨庄西公路桥左岸上游防护堤造成6 m冲口，一级马道以上至防护堤造成冲刷破坏（桩号：601+207.08-601+222.08），长度约15 m。

按照现场抢险领导小组工作安排，主要采取的工程抢险措施有：一是对渡槽两侧顶部进行碎石编织袋堆砌加高，宽度40 cm，高度50 cm；二是对隆起、滑移的衬砌面板进行破拆、吊装，面积约88 m2，并对桩号601+265.44—601+245.44右岸衬砌面板进行编织袋碎石压重，渠道底部为1 m×1 m护底，水下压重三层编织袋碎石，水上2层编织袋碎石，压重完成后尼龙绳网进行罩盖；三是对右岸一级马道以上土质边坡进行土工膜覆盖，周边采用编织袋压重避免雨水再次冲刷破坏；四是对杨庄西公路桥左岸上游一级马道以上至防护堤造成冲刷破坏进行土工膜覆盖，并对防护堤进行加高加宽，周边采用编织袋压重避免雨水再次冲刷破坏；五是对渡槽上游两侧引道至一级马道三角区边坡进行土工膜覆盖，周边采用编织袋压重避免雨水再次冲刷破坏。

2 水下施工主要内容

水下施工主要内容是对隆起、滑移的衬砌面板进行破拆、吊装，并对桩号601+265.44—601+245.44右岸衬砌面板、渠低及渠坡进行编织袋碎石压重，压重完成后尼龙绳网进行罩盖。

3 水下施工主要工程量

水下施工主要内容是对隆起、滑移的衬砌面板进行破拆、吊装，面积约88 m2，并对桩号601+265.44～601+245.44右岸衬砌面板进行编织袋碎石压重，渠道底部为1 m×1 m护底，水面下渠坡压重三层编织袋碎石，水面以上渠坡压重二层编织袋碎石，压重完成后尼龙绳网进行罩盖。

4 机构组成

机构组成见图1。

5 施工总布置

5.1 施工总布置

5.1.1 施工及应急处置通道

施工通道主要是施工设备进场和突发应急事件能够尽快撤离及就近送医。一是施工设备进场道路，从晋新高速公路新乡西站转到S229省道，沿省道至施工内部道路到达施工作业点；二是突发应急事件撤离及就医道路：从施工作业地点上吴卫线到达辉县市人民医院。

5.1.2 施工通讯

通讯采用手机、对讲机及水下电话机作为施工组织、人员安排、信息交流的主要通讯工具。

图1 机构组成图

5.1.3 施工供气、供电

5.1.3.1 施工供气

施工供气设备主要为四台专用中压空气压缩机，供气量大，可以满足潜水及水下作业要求，在工作面附近布设柴油式专用中压空压机，防止突发事件发生。

5.1.3.2 施工用电

施工用电主要为空压机、水下摄像、水下照明等施工用电。施工用电应保证严禁随意断电。如要停电，应提前2h通知施工单位现场主要负责人。施工用电从现场移动式发电机配电箱接取。

5.2 总体施工方法及资源配备

5.2.1 施工方法

对隆起、滑移的衬砌面板进行水下破拆、吊装，面积约88 m2，并对桩号601+265.44～601+245.44右岸衬砌面板进行编织袋碎石压重，渠道底部为1 m×1 m护底，水面下渠坡压重三层编织袋碎石，水面以上渠坡压重二层编织袋碎石，压重完成后尼龙绳网进行罩盖。

根据现场情况及工作人员介绍情况，水深7 m，需要对隆起、滑移的衬砌面板进行水下破拆、吊装，并对右岸衬砌面板进行编织袋碎石压重，渠道底部为1m×1m护底，水面下渠坡压重三层编织袋碎石，水面以上渠坡压重二层编织袋碎石，压重完成后尼龙绳网进行罩盖。

结合现场情况及业主要求，对本工程的施工方法和步骤如下：

根据现场人员叙述确定大概工程情况→潜水施工准备→潜水员对水下情况进行水下勘查→潜水员对隆起、滑移的衬砌面板进行水下破拆、吊装→水下清理破拆后渠低及渠坡基面→潜水员对渠低及渠坡进行碎石压重编织袋铺设→水下压重完成后尼龙绳网进行碎石袋表面罩盖。

5.2.2 施工安全

在作业点上方，半径相当于水深的区域内，不得同时进行其他作业。因水下操作过程中会有气体逸出并上浮至水面，水上人员应有准备措施，并应将供气泵置于上风处，以防着火或水下人员吸入有毒气体中毒。

潜水作业人员与水面支持人员之间要有通讯装置，当一切准备工作就绪，在取得支持人员同意后，水下作业人员方可开始作业。从事水下作业工作，必须由经过专门培训并持有潜水员资格证的人员进行。所有设备、工具要有良好的绝缘和防水性能，绝缘电阻不得小于作业安全技术要求。

施工现场应实施机械安全管理安装验收制度，机械安装要按照规定的安全技术标准进行检测。所有操作人员要持证上岗。使用期间定机定人，保证设备完好率。施工现场电气设备和线路要配装触电保护器（漏电保护器），以防止因潮湿漏电和绝缘损坏引起触电及设备事故。施工现场存放的设备、材料，应做到场地安全可靠、存放整齐、通道完整，必要时设专人进行守护。

全体施工人员必须严格遵守责任制和交接班制度，并熟知本职工种的安全技术操作规程，在生产中应坚守工作岗位，严禁酒后工作。未经潜水总监或潜水监督许可，不得任意将自己的机械设备交给别人操作，更不得随意操作别人的机械设备。另外，积极做好安全生产检查，发现隐患，要及时整改。

6 意见和建议

碎石压重水下施工防冲刷工程，其主要包括设置在总干渠渠低或边坡衬砌混凝土面板的防冲刷碎石袋，所述防冲刷碎石袋为以土工材料形成的壳体内灌注有砂、石填充物的土工结构。本文通过水下施工摆放并固定防冲刷碎石袋于结构物表面，降低周边水流速度，从而达到防止结构物遭受冲刷破坏的目的。本施工技术施工简易、经济效果较好。

编辑：刘长垠

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2017-2-24