引江济淮工程施工组织设计重难点分析

胡星名

摘要：引江济淮工程沟通长江、淮河两大水系，是跨流域重大战略性水资源配置和综合利用工程，工程线路长、体量大，施工条件复杂、难度大。为做好施工组织设计、合理组织工程施工、保证工程质量、缩短建设周期和降低工程造价，在系统总结以往工程经验的基础上，从技术和经济相结合的角度，针对施工组织设计中的施工导流、土石方平衡、弃渣场规划、施工进度安排等方面进行重难点分析，提出了相应的解决方案和对策措施，以期对工程顺利实施和同类工程设计提供参考。

关键词：施工组织设计;施工导流;弃渣场规划;土石方调配;施工进度;引江济淮工程

中图法分类号：TV68

文献标志码：A

文章编号：1006-0081（2020）12-0017-05

水利工程施工组织设计主要包括施工导流、主体工程施工、交通运输、施工工厂设施、施工布置和进度安排等，是设计文件的重要组成部分和编制投资的重要依据，也是工程施工和管理的指导性文件。

如今引江济淮工程施工已全面展开，随着水利工程施工市场的放开，经公开招标中标的承包人不再完全是水利行业内的传统施工企业，一大批铁路、交通、市政、航运等部门的施工企业参与到引江济淮工程施工中来，行业间的差别可能会给工程施工带来一定隐患。本文针对引江济淮工程施工组织设计中的重难点进行分析，从技术和经济相结合角度提出了相应的对策措施。

1工程概况

引江济淮工程是以城乡供水和发展江淮航运为主，结合灌溉补水和改善巢湖及淮河水生态环境的大型综合性基础工程，是国务院确定的全国172项节水供水重大水利工程之一，工程可研批复总投资912.7亿元。工程建成后，从长江下游引水，经巢湖，穿越江淮分水岭，向淮河中游地区补水，可有效解决沿淮、淮北地区及输水沿线工业和城乡生活供水不足问题，并补充农业灌溉用水，是形成除京杭大运河之外长江、淮河两大流域的第二条水运通道。安徽境内输水线路总长587.4km，其中利用现有河湖255.9km，疏浚扩挖204.9km，新开明渠88.7km，压力管道37.9km。工程永久征地0.55万hm²，临时用地1.03万hm²。工程划分为引江济巢、江淮沟通、江水北送三大段落，工程位置示意见图1。

2工程施工组织设计重难点分析

（1）施工导流及基坑降排水。工程沿线水系众多，地质条件复杂，施工导流和基坑降排水难度大、涉及面广。施工导流时既要考虑现状河道如派河、东淝河、孔城河等河道上游来水问题，也要考虑沿线支流的汇水问题。基坑降排水时，要考虑部分河渠底部和建筑物基础下卧强透水层，且多邻近明水源，既有切岭段大范围的线型深基坑经常性排水，也有建筑物基坑和衔接河道常水位下需干地护坡的局部基坑排水问题。

（2）主体工程施工。工程涉及农业、航运、城市供水、公路和铁路交通等多个行业，河渠长、建筑物点多而分散，工程量大，工种多，部分工程工艺复杂且施工难度大，如沿线的膨胀土边坡水泥换填土施工、部分建筑深厚软基的基础处理施工及淠河总干渠超大跨度钢渡槽的吊装等。

（3）弃渣场规划。工程弃渣场共80个，总占地约6080hm²，数量多且占地面积大，沿线多为耕地，部分河段为城区段，因此弃渣场规划选址过程复杂且难度大，如何在节省投资的前提下，既能满足规范要求，又可取得当地政府和群众的同意，是工程设计的重难点之一。

（4）土石方调配与平衡。工程土石方开挖量大，且挖填量分布不平衡，因此做好土石方的综合规划、合理调配和平衡是减小施工难度和降低工程造价的关键因素。

（5）施工进度安排。工程总工期72个月，工期紧、工序多，受自然条件制约和社会环境影响因素众多，施工进度安排协调难度大。如何合理划分施工单元（标段），施工单元内如何组织施工次序，做到均衡施工强度，减少各施工工序间的相互干扰，是工程按期完成的关键。

3对策措施

3.1施工导流方案

（1）施工导流排水的流向应按照所处河段现状流向进行。

（2）主要输水线路两端受菜子湖、巢湖、瓦埠湖等水位顶托，湖水位以下部分干地施工难度大，施工期经常性排水对于正常湖水位以下不能自排的部分，由设在端部的临时泵站抽排至基坑外，經下游渠道的泄水通道排至湖区。

（3）沿线支流众多、河道泄量大，根据不同区域采用不同导流方式，菜子湖线、江淮沟通南端结合主体工程施工归槽导流，江淮沟通北端采用新开明渠方式导流。

（4）河渠开（扩）挖遵循“自低向高、逐次推进”的原则，即优先施工下游排水方向的标段或标段内的区域，尽量保持下游泄槽高程低于上游泄槽高程，从工序、进度上保证上游排水顺畅。

（5）老河道扩挖时，根据河道水位、船舶进场条件、河渠底部是否有石方等因素，靠近湖区的两端下段河渠采用挖泥船水下开挖，地势较高的分水岭段则采用左右岸交替导流施工的方式。

（6）工程线路长、工期长，需从全局角度考虑上下游各设计单元（标段）的进度、工序、排水衔接及防洪度汛。

3.2主体工程施工

（1）枞阳枢纽、白山枢纽等建筑物地基差，开挖深度大，需做好深基坑支护和合理控制地下水位。建筑物群分期施工或不同时期建设均存在后施工基坑对已建建筑物的影响，需要采取基坑安全防护措施，杜绝深基坑对已建建筑物的潜在次生不利影响。

（2）新挖河渠主要分布在巢湖、瓦埠湖两湖之间的分水岭，受湖水位控制，各段河湖水位以下部位的土石方开挖、崩解砂岩段护底、膨胀土段处理及护坡等应干地施工，需要采取有效排水措施，并合理组织分段作业。

（3）淠河总干钢渡槽结构跨度大，荷载集度大，水荷载变化大，防渗防腐要求高，要根据现场的场地条件和工期要求合理制定吊装方案。

（4）切岭地段输水河渠地质复杂，应注重施工中渠坡稳定，膨胀土渠坡应加强施工期坡面防护，并规范好堆弃土;砂基渠槽开挖时，除了要注意基坑降排水外，还应优化作业程序，及时跟进护坡处理。

（5）根据土料场分布的状况，膨胀土边坡换填时应考虑采用非膨胀黏性土换填和改性土换填。对于弱膨胀土边坡，采用非膨胀黏性土换填垂直厚度为1.5m，采用改性土换填垂直厚度为1.0m。非膨胀黏性土料源分为河道开挖可利用土料与征地取膨胀土2种方式，改性土料源为就近利用开挖土方中弱膨胀土料源。3种方案的综合单价对比曲线见图2，由图可知，从投资角度分析，利用河渠开挖内的非膨脹土换填方案的运距约14km，与改性土换填方案单价相当;另行征地取非膨胀土换填方案的运距约6km，与水泥改性土方案综合单价相当。实施过程中，可根据土源调查的分布情况来确定边坡换填施工方案。

（6）膨胀土边坡换填工程量大，换填施工工艺复杂，特别是水泥改性土加工过程中要降低土料的含水率至18%以下时，才能满足土料破碎后粒径和均匀性要求。引江济淮试验工程采用旋耕机和路拌机进行翻晒降低含水率的对比试验，旋耕机翻晒深度10～15cm，路拌机翻晒深度25～30cm，单次循环作业间隔时间为1h。两种机械的翻晒试验效果见图3。从图3中可见，旋耕机的翻晒效果优于路拌机，因此设计采用旋耕机作为主要翻晒机械。

3.3弃渣场规划

（1）引江济淮工程总弃渣量为2.63亿m³，共布置80个弃渣场，弃渣场总占地面积约6079.87hm²，弃渣统计见表1。引江济淮工程的弃渣场选择不能采取过去单一地点、弃土量少的工程经验做法，应事前充分征求地方政府和当地群众的意见，按照经济、地形、地质和环境等因素分析，本着“可行、安全、科学、生态、经济”的总原则，在总体弃土合理调运、经济最优的前提下，兼顾地方行政管辖范围分界的管控及新农村发展要求，采取分段集中和全线分散相结合的方式规划布置。

（2）选择弃渣土场应综合考虑以下因素：①弃渣土场布置避让风景点、文化、生态、饮用水源、自然及湿地等保护区;②弃渣土场布置避让已建、在建、待建及规划近期实施的高等级公路、高铁、特高压线路、地下管线及重要开发区，地下管线重点是石油管道、天然气管道及国防通信光缆等;③弃渣土场应避免布置在地质灾害区、大斜坡上、坟墓密集或地形起伏较大区域，且弃渣土场布置不得影响附近建构物和地基稳定;④优先选择地势低洼、少拆迁、不影响灌溉水系的就近区域，或优先选用旱地，特别是首先利用提水灌溉旱地，充分考虑弃渣土场的后期再生利用;⑤尽可能远离生活区，运输弃土的临时施工道路，尽可能绕过村镇，远离学校、医院等人群集散区，减免施工对当地老百姓生活造成干扰;⑥渣土弃置场应结合复耕要求复原原地层结构堆放，或考虑后期开发利用进行规划设计，如将膨胀土堆放在底部，石碴用于排水设施即堆放下部盲沟或填方外边陡坡处，后清除的弃渣场块表土和开挖土直接覆盖在已堆满的场块上，便于复耕或开发绿化。

3.4土石方调配与平衡

（1）需要逐段进行合理的综合规划，通过进度协调，尽可能挖填结合，并在挖方远大于需求的前提下，做到高料低用，增加开挖料的直接利用率，减少中转。

（2）为减少河湖段堤防工程征地取土，充分利用排泥区置换取土，但排泥区须在汛前充填到预定高度，满足安全度汛要求。

（3）开展弃土综合利用的研究工作，进行技术合理性和经济可行性分析，将引江济淮工程弃土用于沿线周边交通、水利、市政和农业等建设的综合利用规划，减少取土区和弃渣场征地，并在开工前做好取土区和弃渣土区的准备工作。

（4）采用线型规划方法，对征地取土和远距离利用开挖方进行经济分析，尽量挖填结合，减少弃土和取土征地，最终寻求最优的土石方平衡和调配方案。以菜巢分水岭为例，共分为13个设计单元，为C₁～C₁₃;弃渣场共31个，为Q₁～Q₃₁;设A_{i/sub>为第i设计单元的弃渣量，Vj为第j个弃渣场的弃渣容量，Xij为i设计单元运至j弃渣场的弃渣量，Yij为i设计单元运至j弃渣场的平均运距。}

根据以上的线性规划数学模型进行迭代计算，求出目标值，再考虑进度安排、场地条件和运输条件等因素，最终得出较为合理的土方平衡和调配。

3.5施工进度安排

（1）枢纽工程和两个切岭段是整个引江济淮工程施工进度的控制性工程。枞阳引江枢纽、蜀山泵站枢纽以及跨河铁路改线段、市政桥梁工程等骨干工程建设内容是进度控制的重要内容。淠河总干渠渡槽移位改建规模大、施工工序多、施工条件复杂，是制约本工程总工期的关键项目，条件成熟宜尽早开工建设，为工程按期完成或提前发挥效益奠定基础。

（2）鉴于每个区段的渠道较长，优化段内施工先后批次，同一批次工程项目以跨河交通桥为首批动工项目，然后土方跟进作业，渠道护坡、护底处理随开挖分层有序交替进行。扩挖河段先堤防后护坡，交叉穿插安排穿堤或沟口涵闸等其他渠系交叉建筑物工程施工。

（3）工程战线长，分段组织实施，且每段工期均较长，逐段工程完工后应对各段落统一进行沿线岸上清理和河渠清底，宜将相关水土保持、环境绿化及河湖疏浚等项目安排在工程后期进行，避免相关处理二次进场。

（4）受专项设施和影响处理工程施工的进展干扰大。沿线高压电线、通信线路的迁移，以及地下管线移设等专项设施应尽早安排落实。

（5）涉及铁路和重要公路（桥梁）改线或加固需提前协调落实，并宜优先实施，以便工程后续项目有序进行，确保工程施工进度。

（6）永久征地、施工场地征迁、弃渣土区的移民和清理工作等应在工程筹建期内完成，为工程施工单位进场施工创造条件。

（7）工程总土石方开挖量37007.5万m³，土方填筑量6761.2万m³，水泥改性土换填量1601.2万m³，混凝土浇筑量927.8万m³。应尽量做到均衡施工强度，减少各施工工序间的相互干扰，力争劳动力、机械设备、材料、资金的均衡投入，工程分年度施工强度曲线见图4～5。

4结语

引江济淮工程中两段分水岭和八大枢纽是工程的核心部分和关键点。本文从施工组织上分析了工程施工的重难点，并提出了相应的对策措施，希望对工程顺利实施和类似工程设计提供参考。

建议在工程实施过程中，针对施工重难点如淠河总干渠钢渡槽的吊装、膨胀土边坡换填施工工艺、深厚软基处理施工等，由业主牵头，设计、施工、监理及科研单位共同成立研究小组，通过试验、研究、科研等方式为工程施工提供技术支持。

（编辑：唐湘茜）