曹店灌区节水改造项目渠坡坍塌施工措施

2018-03-31石宗仁

山东水利 2018年1期

石宗仁

（东营市水利灌溉处，山东东营 257091）

东营市曹店灌区节水配套改造项目位于东营市五干渠，始点为五干进水闸（桩号8+792），终点为五干渠耿家泵站（桩号16+032）。工程总投资1 660万元，其中，中央财政资金1 000万元，省级财政资金280万元，市级财政资金120万元，地方自筹260万元。建设内容包括两方面：一是7.24 km渠道节水改造；二是配套建筑物20座，其中，维修五干进水闸1座，生产桥2座，闸附桥1座，支渠进水口泵站11座，新建干渠提水点4处，配套水位流量计1套。工程等别为III等，规模为中型，干渠设计流量为35.0 m3/s，渠道级别为3级，五干进水闸、生产桥建筑物级别为3级，支渠进水口泵站、干渠提水点建筑级别为4级，灌区设计保证率为50%，地震设防烈度7度。

1　工程主要技术特征指标

改造项目工程自曹店灌区五干进水闸起至耿家泵站（桩号：8+792～16＋032），全长 7.24 km，设计渠底宽13.0 m,上口宽23.5 m，设计水深2.0 m，边坡 1∶1.75，渠堤宽 5.0 m，渠道设计比降 1/6 500。

干渠边坡采用混凝土板衬砌形式，6 cm厚C25混凝土预制板衬砌；坡面聚苯乙烯保温板保温，铺设土工布，中砂反滤层排水；渠顶C25现浇混凝土压顶，坡脚设C25现浇混凝土镇脚。泵站进水口两侧护坡采用素混凝土浇筑，新建素混凝土提水点，配套水位流量计一座，节制闸附桥。

主要完成工程量为：土方开挖及回填204 024.7 m3，混凝土 8 521.1 m3，铺设中砂垫层2 897.9 m3，铺设土工布 100 879.7 m2，铺设保温板76 606.6 m2，铺砌混凝土预制板4 475.9 m3。

项目工程自2016年3月1日预制混凝土板始至 2016年9月30日完工，总日历天数214 d。期间因向南郊水库和耿井水库供水工程延迟至6月27日开工建设。2016年9月15日主体工程完工，达到了通水条件。

2　渠坡坍塌部位治理

2.1　渠坡坍塌部位原因分析

1）2016年7月份，施工时正值主汛期，虽然采用了常规的轻型井点降水，但该处地下水位仍显著上升，渠坡下部土壤内水分饱和，其承载上部土压力和抗剪力及抗滑阻力显著降低，由于该处渠坡土壤的成分主要为黄河淤积粉质壤土，渠坡底部有粉质粘土层，加之渠坡清基后，渠坡外侧附近聚集起大量雨水，导致渠坡下部土壤含水率饱和，渠坡土开始向渠底滑脱。2）此段渠坡提顶外约20 m处，载重量50 t的大吨位油罐车往来频繁，过车瞬间即刻引起该渠段坡土剧烈扰动，加之此段土壤含水率因降雨加大，致使坡基越来越不稳定，加剧了渠坡承载上部土压力和抗剪力及抗滑阻力的下降。3）距渠坡约100 m之外还有一座库容100万m3的小型水库，库内水位高于渠底5.0 m，此段渠道是该处最低的洼地，导致渠坡下部坍塌越来越严重。

2.2　渠坡施工措施

1）截断渠坡外部渗流源头。由于该处土壤的地质因素，已插入的轻型井点降水效果不理想。采取在渠坡外1.5 m处每间隔10 m打一口深度超过渠底以下3~5 m的直径15 cm的PVC管井，管井周围壁上用电钻钻上直径1 cm的无数小孔，小孔外用纱窗布缠绕做成过滤网，纱窗布外围填充适量中砂，防止淤泥堵塞过滤孔，管井内放入400 W的小型潜水泵抽水，降水所耗电能比同等规模的轻型井点降水低很多，仅此降水一项节省了大量工程成本。同时，用大容量的潜水泵清除渠坡附近因高强度降雨而形成的大量地表水，渠坡降水效果显著，有效地控制了渠坡下部坍塌的严重程度。

2）加大渠底坡度，在渠坡底脚处加大轻型井点的密度并增加其深度，将原井深2.5 m加深至4.0 m，密度由原来的5 m一个增加至3 m一个，采用大功率的潜水泵电机，加快轻型井点的降水速度，渠坡下部地下水位下降速度大大加快，在减轻渠坡下部坍塌的同时，很快形成了良好的施工作业面。

3）由于该段渠坡距离长，滑坡点多，分布较广，地质条件复杂，渠坡下部坍塌特别严重的地方，采用砂子、石子和少量水泥拌和后填充，较好地解决了桩号（9+582~9+727）左岸、桩号（11+070~11+169）左岸、桩号（11+357~11+541）右岸、桩号（11+815~12+034）左岸、桩号（11+875~12+034）右岸、桩号（13+832~16+000）左、右岸渠坡下部坍塌的工程问题。以上工程累计1.076 km，坡面坍塌深度达0.2~1.2 m,坍塌占本次工程的10%以上。

4）在渠坡降水达到施工条件的渠坡地段，迅速调整施工队伍，对原施工班组重新优化组合，以适应新的衬砌作业，所有难点全面展开，所有技术、施工人员一律到施工一线，加大机械作业力度，进一步加强施工过程的质量控制。实行交叉施工、复式推进、24 h三班倒、歇人不歇马，能用到的机械全部到位，连续施工作业，终于解决了此次工程渠坡下部坍塌的严重问题，为今后此类工程的施工闯出了新的路子，提供了样板及经验。

2.3　主要工程施工过程

曹店灌区节水配套改造项目于2016年3月1日开始进行混凝土板预制，2016年5月31日预制混凝土板完成；2016年2月18日迁占开始，5月20日迁占完成。因向南郊水库和耿井水库供水工程延期至6月27日开工建设。开工后，施工单位相继完成了工程清基、干渠清淤、原渠道混凝土板及齿墙拆除、渠底齿墙处降水、齿墙浇筑、削坡、砂垫层铺设、土工布和保温板铺设、混凝土板铺设、干硬性水泥砂浆勾缝和PT胶泥灌缝、现浇封顶板、堤坝基面清理及压实填筑等单元工程。工程还对沿渠支渠泵站进水口原砌石护坡进行拆除，重新浇筑混凝土护坡；对范家桥、三里桥及五干进水闸附桥原栏杆拆除，浇筑钢筋混凝土防撞护栏，维修五干进水闸；修建了四处提水点；新建测流点一处。于2016年9月30日全部完成所有工程内容。在东营市水利质监站的监督指导下，建设单位组建了强有力管理队伍，重点抓好了综合调度和协调，参建各方严格履行合同规定的权利和义务，抓质量、保安全、促进度，按照各自的职责分头抓好落实，确保项目按质按期完成。

3　工程初期运行情况及效益

3.1　工程初期运行情况

灌区节水配套改造项目2016年9月18日投入输水运行，截止10月31日向下游广利河（东营市黄河水城办）及油田耿井水库，东营市南郊水库等用水户供水，累计供水3 498万m3。经实地观测，本渠段水流平稳，输水通畅，边坡稳定，特别是1.076 km渠坡坍塌渠段，干渠左、右岸渠坡经过几次较大降雨冲刷和近一个半月的大流量输水考验，未出现狼窝、冲口、漏斗，渠坡下部无明显沉降，边坡衬砌板密实。各支门、交通桥运行正常，均达到了设计要求。