陳燕玲
(深圳市廣匯源水利建筑工程有限公司,廣東 深圳 518000)
荷泗水位于廣東省興寧市徑南鎮(zhèn)。荷泗水四周均為天然景觀,河道兩側(cè)均沒有設(shè)置任何防護,并且河道內(nèi)部淤積情況嚴重,導(dǎo)致河道縮窄。河道兩岸為農(nóng)田、道路或房屋,河道抵抗洪澇災(zāi)害的能力弱,一旦山洪襲來,河道兩岸將會遭受不可修復(fù)的損失,威脅荷泗水人民群眾的生命安全,因此治理洪水災(zāi)害是本工程的首要任務(wù)。
荷泗水治理工程段的河谷形狀為“U”形,因此河道彎曲度高,沿線兩岸原多為天然岸坡,后經(jīng)人工填筑加高,在河道兩岸發(fā)育河流沖積所形成的一級階地地貌,部分發(fā)育丘陵坡腳地貌。本次荷泗水工程主要建設(shè)內(nèi)容包括河道清淤疏浚、人行橋重建、坡岸修復(fù)等工程。荷泗水治理長度為8.347 km,其中干流長5.882 km,支流白石河長 1.500 km,支流柏塘河長0.965 km。護岸工程長度為10.000 km,清淤疏浚長度為3.300 km。河道安全滿足2年一遇行洪標準,施工總工期為9個月。
本次荷泗水治理以護岸防沖、疏通和穩(wěn)定河槽為主要目的,不增設(shè)防洪堤,通過綜合治理,使工程河段達到行洪通暢,提高了項目區(qū)抵御洪澇災(zāi)害的能力,使得流域內(nèi)人民生命財產(chǎn)和社會經(jīng)濟得到基本保障。
本工程護岸水下的部分修筑圍堰形成基坑,在基坑內(nèi)進行混凝土、漿砌石、格賓石籠施工,必須保證基坑內(nèi)部干燥無水,導(dǎo)流建筑物為土石圍堰。本次治理工程項目周圍交通便利,施工所需要的土石材料可就地取材,因此選擇對地質(zhì)條件和環(huán)境包容度高的土石圍堰。根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》(SL 303—2017)規(guī)定,本工程導(dǎo)流建筑物的級別為5級。
對本工程實際情況進行分析,工程施工期基本位于非汛期,因此以枯水期5年一遇的施工洪水作為工程導(dǎo)流標準。由于本工程工期緊張為了保證施工期間本工程順利施工,故本工程施工導(dǎo)流標準分時段選定,選擇分時段和10月—次年3月(枯水期)作為施工導(dǎo)流時段,施工最大洪水流量見表1。
表1 治理工程洪水計算成果 萬m3
整個治理工程戰(zhàn)線較長,施工任務(wù)繁重,工期緊張,導(dǎo)致導(dǎo)流難度增大。該工程所投入的工作人員與機械設(shè)備多,各個工序相互穿插,成功導(dǎo)流是制約工程施工進度的核心,導(dǎo)流順利完成才能進行后續(xù)的河道施工。
一般來說山區(qū)中小河流水利工程最常見的問題是基坑變形和積水,因此基坑施工的順利進行是安全完成整個工程的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,一旦基坑出現(xiàn)質(zhì)量問題,將會直接影響到整個工程后期工作的展開。本工程所處區(qū)域每年4—10月為主汛期,根據(jù)項目現(xiàn)場的水文地質(zhì)條件可知,項目現(xiàn)場地下水位偏高,部分地層滲透性強,若施工導(dǎo)流和降排水不能得到順利解決,很容易產(chǎn)生基坑變形,坑內(nèi)積水等問題,影響治理工程的順利進行,拖延施工進度。為了避免嚴重的質(zhì)量問題,必須保證施工導(dǎo)流和降排水順利進行。
(1)分段分期修筑圍堰。順河分段分期修筑導(dǎo)流圍堰,修筑完成后再進一步進行基礎(chǔ)開挖和施工。先安排漿砌石護底施工,后進行護坡施工,待一岸護角完成,立即利用現(xiàn)有部分圍堰進行對岸導(dǎo)流,開挖基礎(chǔ)土方。
(2)加大資源投入力度?;娱_挖結(jié)束后,立即在坑內(nèi)設(shè)置排水溝和集水井,分段開挖至基坑底標高后,立即進行基底檢查,確保1 d內(nèi)完成封底墊層施工,從而加快護角施工進度,進一步縮短基坑暴露時間。
(3)采用非汛期防洪標準。本工程施工時段位于非汛期,因此按照5年一遇非汛期防洪標準對圍堰進行設(shè)計和導(dǎo)流,利用堤身平臺順水流方向修筑導(dǎo)流圍堰進行導(dǎo)流。
(4)合理規(guī)劃施工期。對施工進度安排進行統(tǒng)籌規(guī)劃,保證施工高峰期位于非汛期,科學(xué)安排工作面,合理組織施工,保證施工進程順利,工程按期完成。
(5)加強安全排查。在施工導(dǎo)流排水的過程中,時刻對項目現(xiàn)場進行安全檢查和排查,避免出現(xiàn)安全問題,若出現(xiàn)安全問題,及時采取措施進行補救。
(6)統(tǒng)籌規(guī)劃施工方案。進行統(tǒng)籌規(guī)劃和布置,避開汛期高峰進行施工,科學(xué)安排工作面,合理組織施工,制定完善的施工進度計劃,在總體計劃的第一個非汛期內(nèi)投入大量的人力,物力和機械設(shè)備,保證施工保質(zhì)保量完成,工程按期交付投入使用。
以“施工方式簡單,施工過程高效,運行安全可靠”為原則,綜合考慮該工程的實際情況,該工程基坑小,工程施工期主要位于枯水期,因此考慮在該工程的施工基坑內(nèi)設(shè)置土圍堰,通過土圍堰導(dǎo)流,保證施工基坑工作面干燥。并且圍堰保護的對象體量較小,如若出現(xiàn)保護對象被水淹沒的情況,也可通過快速抽排解決問題,而土圍堰所需的建筑用料可就地取材,節(jié)約了投資成本。
施工期水位采用平均水位1.0 m,對圍堰設(shè)計進行計算,最終選用高度1.5 m,頂寬1.0 m的圍堰形式,圍堰安全超高0.5 m,迎水坡1∶1,背水坡1∶1,圍堰長度為8.603 km。施工范圍設(shè)置縱、橫向多圍堰進行圍擋,擬采用編織袋土石圍堰。圍堰采用梯形斷面型式,坡面采用沙袋護砌,并采用土工膜進行防滲。
土石圍堰利用堤岸開挖料進行填筑,填筑采用進占法施工,自卸汽車將開挖出來的土方卸于圍堰回填部位,由推土機推料,邊進占邊碾壓,然后沿著內(nèi)、外側(cè)坡面堆碼裝填土編織袋。迎水面鋪設(shè)土工膜防滲。
根據(jù)施工難點所采取的對策,采用分期、分段方式導(dǎo)流,同時為了減少基坑抽水量,圍堰分左右岸圍堰進行施工。先填筑圍堰進行一側(cè)的施工,待工程完成后,拆除圍堰,接著再填筑圍堰進行另一側(cè)的施工。護岸段,修筑分期圍堰導(dǎo)流,利用原河床在河道一側(cè)修長土石圍堰束窄河床導(dǎo)流,進行固腳混凝土和相關(guān)護坡施工。河道疏浚段,采取半幅開挖施工,需修筑二期導(dǎo)流圍堰。
根據(jù)現(xiàn)場的地形地貌特點,結(jié)合工程的實際情況,本工程選擇在12月—次年4月進行土石圍堰的填筑。圍堰填筑選用透水率小的土料,圍堰形成后的基坑水比較少,基礎(chǔ)開挖后可用小型水泵把基坑水抽排出。
導(dǎo)流期間,應(yīng)經(jīng)常觀察圍堰運行情況,尤其是下游圍堰坡腳處的滲流情況。滲流嚴重時,應(yīng)采取補救措施,加鋪土工布防護,設(shè)反濾層,麻袋裝土堆碼等。
降排水一直以來都是工程中的重點難題[1],只有保證開挖面干燥,才能提高相關(guān)工程的施工質(zhì)量。將地下水位降到基坑地面以下0.5 m是該工程的降水目標,因此必須采取有效的降排水措施抽排地下水,不僅要保證旱地作業(yè),還要避免由于水流沖刷建筑物所帶來的風(fēng)險。
已開挖的永久邊坡,臨時邊坡,以及工程基坑均需要采取降排水措施,特別在圍堰內(nèi)部進行基坑開挖時,必須達到降水目標,保證開挖面干燥。
圍堰內(nèi)排水主要有兩種,分別是初期排水和經(jīng)常性排水。初期排水主要是排出圍堰內(nèi)部原有河道的積水以及預(yù)防基坑四周滲漏的水。本次工程中計劃采用2臺WQ100-10-5.5污水泵對圍堰內(nèi)部的水進行初步排出。經(jīng)常性排水是為了截留圍堰滲水,在上游、下游圍堰背水面各開挖一條截滲溝,截滲溝距圍堰坡腳≥1.5 m,采用梯形斷面,溝深0.5 m,底寬0.5 m,邊坡坡度1∶1。截滲溝中間位置設(shè)一容積1.5 m×1.5 m×1.0 m的集水井,配3 kW污水泵將集水抽排至圍堰外側(cè)的河內(nèi),截滲溝向集水井做出一定的坡度。
本治理工程建筑物開挖深度約3 m,區(qū)域內(nèi)地下水類型主要為淺層孔隙性潛水及基巖裂隙水,孔隙潛水為區(qū)內(nèi)主要含水層,并且現(xiàn)場地下水位偏高,部分地層滲透性強,需進行降水施工?;铀闹懿荚O(shè)一圈排水溝,排水溝具有一定的傾斜度以便水流流向排水溝中。在排水溝內(nèi)部每隔10 m設(shè)置一個降水井,基坑內(nèi)的積水,施工污水等滯留在基坑內(nèi)部的水均可通過排水溝流入降水井中,通過3 kW的抽水泵排出基坑。
工程施工場區(qū)內(nèi),由于天氣降雨,地下水滲漏等[2-3],經(jīng)常會產(chǎn)生積水,并且施工中產(chǎn)生的廢水也常常堆積其中,必須及時對場區(qū)內(nèi)部的積水進行抽排,以免其進入基坑內(nèi)部,威脅基坑安全??紤]在基坑頂口兩側(cè)設(shè)置排水溝,場地生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)也適量修建排水溝,臨時堆土區(qū)、取土場和棄土棄渣場的四周也應(yīng)設(shè)置排水溝,方便及時對場區(qū)積水進行抽排,避免施工生產(chǎn)受到影響。
基坑頂口的排水溝距離基坑頂口1 m左右,并且修筑過程中保留一定的坡度,以便快速聚集路面上的水流。匯集的水流通過場區(qū)施工道路外側(cè)所布置的排水干溝進行排出,排水干溝為梯形斷面,底寬50 cm、深50 cm、頂寬150 cm,邊坡1∶1。
場區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)和施工廢水排放需滿足環(huán)境要求,經(jīng)過一定的處理后再進行排放,監(jiān)理人員應(yīng)對水的質(zhì)量按照排放標準進行檢測,保證滿足要求之后再匯集到排水干溝當(dāng)中。
在山區(qū)中小河流綜合治理中,導(dǎo)流排水成功與否十分關(guān)鍵,本文以荷泗水治理工程為背景,分析了該工程導(dǎo)流排水的難點,結(jié)合實際情況采取了相應(yīng)的對策對治理工程中的導(dǎo)流圍堰以及降排水進行設(shè)計,并制定了合理有效的施工方案。在施工過程中確保導(dǎo)流圍堰嚴格按照設(shè)計方案進行,保證導(dǎo)流圍堰的施工質(zhì)量。降排水施工的過程中對地下水位進行監(jiān)測,并及時對河流上下游的水情水汛進行觀察,若出現(xiàn)異常及時采取應(yīng)急處理方案。實踐結(jié)果表明該治理工程所采用的導(dǎo)流排水措施有效,減輕了施工難度,保證了施工進度,減少了施工成本,可為類似的治理工程提供參考。