三峡花苑水源热泵中央空调取水工程施工方案研究

2019-02-14蔡广毡

山西建筑 2019年10期

蔡广毡

(中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司，湖北宜昌 443002)

1 项目背景

三峡花苑小区水源热泵中央空调系统是为了响应国家节能减排、绿色低碳的战略部署，推进宜昌市可再生能源在建筑领域的应用示范而投资建设的。作为湖北省和宜昌市可再生能源建筑应用节能示范项目，系统是利用相对大气温度更为稳定的沙河及黄柏河水体(夏季最高温度24 ℃，冬季最低温度12 ℃)，夏季作为制冷系统的优质冷却水源，冬季作为制热系统的低位热源。

2 取水工程概况

本工程含黄柏河清淤河道、取水口栏栅、取水管道、集水井、能源站等，设计引水流量按空调系统最大需水负荷并考虑远期裕量2 000 m3/h计算，沙河水源通过取水口进入管道，取水口高程低于库区水位4.92 m，引水线路中途设置一处龙抬头斜管段，整段均为有压引水，整段根据河床及地势采用拖管加明挖埋设方案，管道出口设置电动阀门，引水线路终点为集水井，水流进入集水井后，由空调机组取水泵在此取水。

根据工程现状地形及平湖旅游码头的远景建设方案，本项目的取水口仅能在沙河河口范围内选取，既要满足引水水量、水质要求，也避免对游船码头运营造成影响。引水线路方案穿过夜明珠大桥、三峡高速专用公路大桥以及即将修建的BRT公路桥等建筑，在沙河右岸台地上设置能源站。鉴于取水点的水质特点，本项目管道选用PE水管，利于安装，进度快，总体费用低。能源站设置在沙河河口上游260 m处的台地上，空调机组与三峡花苑小区之间的管道为生活热水管和空调回水管。生活热水管为一组，共2根，管径均为DN250 mm；空调回水管为一组，共2根，管径均为DN450 mm；2组水管均采用沿道路浅埋方式铺设，遇其他部门管线时绕行布置。

3 取水工程施工方案

工程主要包括土石方明开挖施工、过路顶管施工、河道淤泥开挖施工、取水口施工、河道清淤、PE管道安装等施工内容。在三峡专用高速桥侧设置顶管工作井，工作井至能源站集水井采用陆域明挖混凝土套管，工作井至沙河驳岸采用顶管穿越三峡专用高速桥梁，沙河驳岸至取水口河道明挖淤泥施工，引水管道材质仍采用PE800取水管，陆域明挖段和地下顶管段因埋深9 m，增加混凝土套管，解决PE管道的承压问题。

3.1 陆域能源站集水井至工作井段明挖方案

为穿越三峡专用高速高架桥的顶管施工，将顶管工作井设置于能源站集水井沿沙河路靠朝阳路方向70 m处。从工作井至能源站集水井的引水管线采用明挖，因陆域管线标高要求，管线埋深达地下9 m，因此该段陆域明挖埋管管线采用DN1 200钢筋混凝土套管内安装设计的DN800的PE管。因该开挖地段靠沙河路地下渗水严重，不具备深度开挖的条件，采用钻孔注浆实行止水。钻孔深度大于开挖深度，钻孔口径DN125。孔距1 m，注浆虑管为DN100 PVC塑料管，注浆管为DN32 PVC塑料管。因该开挖地段靠变电站为硬度等级达94%以上的砾岩，因此采用二台大功率的挖掘机交替作业，一台啄岩石，一台挖掘。开挖沟槽达到设计标高后，将沟底整理平整，铺设DN1 200的三级钢筋混凝土套管，管接头除安装止水胶圈外，另使用水泥砂浆填缝处理。

3.2 陆域工作井至沙河岸边穿越高速顶管施工方案

在公路侧设置顶管工作井，工作井采用钢沉箱制作安装尺寸为5 m×4 m×9 m，选用DN1 200的混凝土管采用地下顶管方式穿越三峡专用高速公路高架桥作为三峡花苑水源热泵集中供冷供暖系统热源水的部分引水套管，长度约55 m，引水管材为PE800管。主要工序流程：现场查勘→施工方案设计→测量放线→工作井施工→降水井施工→设备安装→顶管施工(降水同步)→接头处理→设备拆除。管道顶进时应遵照“先挖后顶，随挖随顶”的原则，应连续作业，尽量避免中途停止，在管道顶进中，发现管前塌方，后背倾斜、偏差过大或油泵压力表指针骤增等情况，应停止顶进，查明原因，排除障碍后再继续顶进。

3.3 沙河河床段明挖埋管施工方案

根据工程实际情况，拟在沙河河道内设置上下游挡水围堰。围堰顶部高程为66.0 m，上宽3 m，迎、背水面1∶1.5放坡，围堰采用河床混合料填筑、粘土心墙防渗、干码石护面。为确保施工期间沙河河水能正常通行，设置一条DN1 200混凝土管导流管道，经核对导流管在流速1 m/s的情况下，导流流量可达4 000 m3/h，在不受暴雨的影响，可满足沙河上游一般来水条件下的过流要求。围堰施工完成后对河底进行清淤，淤泥采用运输车运至指定地点堆放。清淤完成后进行管道沟槽开挖工作，管道沟槽开挖严格按施工图纸放线，测量、挖临时排水沟、开挖、整修边坡、基底管道预埋、基槽回填施工顺序进行施工。

在开挖过程中注意基槽边坡的稳定性，采用人工配合挖掘机开挖，避免超挖情况发生，控制开挖土方的堆高，以免发生塌方，余土运至安全处堆放。施工过程中应精心组织，确保施工质量及施工安全。在沙河临时泄水管安装完毕后，立即进行引水管管道施工。将施工区域内河床淤泥清除。用1.2 m3挖机装车，斯太尔大型运输车运至指定地点卸料，按施工图纸放线、测量、挖临时排水沟、开挖引水管基槽。该段引水管是顶管出口至能源站进口的管道主干管道。长约80 m，上部开挖10 m宽，底宽2 m，深度按图纸标高严格测定开挖深度，开挖至设计管道底标高上20 cm～30 cm时，采用人工清底至设计标高。引水管管道安装完毕后进行回填。回填过程中严禁挖掘机在回填土上行走，应分层回填夯实。主引水管管道安装完毕后，将临时泄水管道进行拆除。临时泄水管道拆除之前对引水管安装进行验收，验收合格后拆除上下游围堰疏通河道，将DN1 200泄水管拆除，对其他设施进行恢复原貌。

3.4 黄柏河取水口施工方案

取水口采用沿黄柏河码头垂直线与夜明珠中桥桥墩延长线设置围堰，在围堰上钻孔注浆、再进行钢沉箱的施工方案。围堰底层宽度5 m，上层宽度2 m。钻孔深度大于取水口深度，钻孔口径DN125。孔距1 m，注浆虑管为DN100 PVC塑料管，注浆管为DN32 PVC塑料管。

取水口开挖深度达到设计深度后，浇筑混凝土支座固定取水管头部，安装不锈钢拦污格栅。

取水口安装完工后进行河道清淤。

3.5 黄柏河河道清淤施工方案

取水口安装完工后，将围堰拆除，将钢沉箱吊起。租赁挖泥船对河道进行清淤，以保障长60 m，宽25 m的河道清淤达到56 m的设计高程。

4 安全文明施工、环保措施及防汛措施

一是建立各级人员安全生产责任制度，明确各级人员的安全责任。二是抓制度落实、抓责任落实，定期检查安全责任落实情况，及时处理。三是制定人工顶管、河道挖掘及清淤等施工方案的应急预案。四是取水系统工程在枯期施工期间，对防汛抢险的影响有限，考虑至枯水期不可预见的超标准洪水的不利影响，制定相应的施工期超标准洪水防治预案。