鄂北水資源配置工程2016年11標(biāo)龍泉河渡槽工程施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)

杜榮祥 袁建新 尹志洋 李旭航

1 工程概況

鄂北干渠是湖北省鄂北地區(qū)水資源配置工程的輸水干渠。龍泉河渡槽是鄂北干渠上的跨河建筑物，屬于鄂北地區(qū)水資源配置工程2016年第11標(biāo)段內(nèi)的工程項(xiàng)目。

龍泉河渡槽設(shè)計(jì)總長0.710km，進(jìn)口與龍泉河明渠相接，樁號(hào)232+770，出口與河口灣隧洞相接，樁號(hào)233+480。渡槽在樁號(hào)233+250上跨龍泉河，交叉斷面以上流域面積為125km2，防洪標(biāo)準(zhǔn)按30年一遇洪水設(shè)計(jì)（水位84.01m），100年一遇洪水校核（水位84.69m）。

龍泉河渡槽設(shè)計(jì)流量7.4m3/s，采用單孔梁式常態(tài)結(jié)構(gòu)矩形槽，槽身外輪廓斷面尺寸4.5m×3.3m（寬×高），槽身凈尺寸3.3m×2.65m（寬×高），設(shè)計(jì)水深2.10m，底板高程102.84～103.04m，槽身跨度15.0m。槽墩均高9.9m，采用單支排架柱和實(shí)體墩。

本文對(duì)龍泉河渡槽的施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)進(jìn)行簡單介紹，說明施工導(dǎo)流對(duì)工程建設(shè)的重要性。

2 工程條件

2.1 地形地質(zhì)條件

龍泉河渡槽所處微地貌單元為壟崗、河谷平原地形。龍泉河渡槽在樁號(hào)233+050—233+125和233+42—233+424處分別跨越龍泉河和龍泉河支流河道，河床地形較平坦，地形坡度5°左右。龍泉河河床高程76.69～79.20m，龍泉河支流河床80.32～82.32m。龍泉河右岸地表高程84.36～107.3m，龍泉河左岸與龍泉河支流右岸地表高程80.12～101.2m，龍泉河支流左岸地表高程81.94～103.2m。龍泉河右岸坡度10°左右，左岸岸坡坡度20°左右；龍泉河支流右岸岸坡坡度10°左右，龍泉河支流左岸岸坡坡度30°左右。岸坡植被發(fā)育。渡槽跨越農(nóng)田、村村通公路和房屋。渡槽沿線地表出露的地層為第四系松散堆積物，下伏基巖。

2.2 水文特性

龍泉河渡槽位于湖北省廣水市。廣水氣象站作為廣水市的設(shè)計(jì)代表站，建于1956年10月，據(jù)該氣象站水文觀測(cè)資料，分析得出龍泉河設(shè)計(jì)洪水成果和分期洪水成果，見表1、2。

3 工程導(dǎo)流設(shè)計(jì)

3.1 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)流時(shí)段

龍泉河渡槽段主要建筑物級(jí)別為3級(jí)，次要建筑物為4級(jí)，選定導(dǎo)流建筑物級(jí)別為5級(jí)，導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用5年一遇。為確保受水流影響部分能在一個(gè)枯水期內(nèi)完成，跨龍泉河段施工時(shí)段選取10月—翌年4月，相應(yīng)的洪水流量為145m3/s，水位79.87m。

3.2 導(dǎo)流方式選擇

龍泉河渡槽涉河段，地層結(jié)構(gòu)自上而下為：砂卵（礫）石、黏土，變輝長輝綠巖。龍泉河河道寬約53m，河床內(nèi)具備分期導(dǎo)流的條件。

表1 龍泉河交叉斷面設(shè)計(jì)洪水及洪水位成果表

表2 龍泉河交叉斷面分期洪水及洪水位成果表

結(jié)合本工程的水位條件、地形條件和主體工程布置條件等，施工導(dǎo)流方式如果采取圍堰一次攔斷整個(gè)河床，河水通過河床外導(dǎo)流泄水建筑物泄流的方式，投資較大。經(jīng)比較，施工導(dǎo)流采取分期導(dǎo)流方式，分二期進(jìn)行導(dǎo)流。一期先圍右岸，利用左側(cè)河床過流；二期再圍左岸，利用右側(cè)河床過流。

3.3 導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)

施工采用分期導(dǎo)流方式，一期圍堰長158.9m，其中上游圍堰長77.6m，下游圍堰長28.2m，縱向圍堰長53.1m；二期圍堰長104.2m，其中上游圍堰長21.3m，下游圍堰長35.7m，縱向圍堰長47.2m。圍堰設(shè)計(jì)水位79.9～80.9m，圍堰頂高程80.4～81.4m。一期圍堰最大堰高2.5m，二期圍堰最大堰高2.5m。

圍堰采用袋裝土圍堰型式，利用開挖料裝編織袋填筑，圍堰頂寬2m，兩側(cè)邊坡1∶1。編織袋采用聚丙烯扁絲編織布制作，布袋尺寸為0.5m×0.6m，應(yīng)滿足GB/T 8946—2013《塑料編織袋通用技術(shù)要求》的相關(guān)要求。編織袋質(zhì)量要求完好無破損，裝土不宜過滿，袋口要求縫制封口，以利施工碼放，編織袋土的碼放應(yīng)隨圍堰填筑斷面的上升而平行推進(jìn)。

圍堰基礎(chǔ)為砂礫石層，平均厚度約2.8m，采用黏土換填截滲槽防滲，截滲槽應(yīng)開挖至基巖。黏土不應(yīng)含有植物根莖、磚塊等雜質(zhì)，有機(jī)質(zhì)含量不大于2%，易溶鹽含量不超過3%，黏粒含量15%～30%，塑性指數(shù)10～20，滲透系數(shù)不大于10-5cm/s。

為防止河道沖刷，一、二期導(dǎo)流過流斷面均采用50cm厚袋裝土防護(hù)。

一、二期施工導(dǎo)流布置如圖1、2所示，圍堰橫斷面結(jié)構(gòu)形式如圖3所示。

圖1 一期施工導(dǎo)流布置圖

此外，在主體工程施工時(shí)，應(yīng)注意基坑排水，主要包括降雨、地下涌水和施工用水的排除。

4 結(jié)語

圖2 二期施工導(dǎo)流布置圖

圖3 圍堰典型橫斷面圖

水利工程一般具有投資大、建設(shè)周期長、施工難度和風(fēng)險(xiǎn)大的特點(diǎn)，因此，工程的成本、進(jìn)度、質(zhì)量和安全成為了建設(shè)各方密切關(guān)注的重點(diǎn)。施工導(dǎo)流作為水利工程主體建筑物施工的臨時(shí)性保障工程，對(duì)工程項(xiàng)目的投資、進(jìn)度和施工安全有著重要的影響。在龍泉河渡槽施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)中，將導(dǎo)流方法基礎(chǔ)知識(shí)與工程實(shí)際有機(jī)結(jié)合，在掌握工程地質(zhì)、水文等情況的基礎(chǔ)上，確定導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)流時(shí)段和導(dǎo)流方式，并對(duì)導(dǎo)流建筑物進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，有效提高了主體工程建設(shè)的效率，使主體工程的施工進(jìn)度和安全得到了有效保障。