暗渠工程應急搶險實施方案分析

王繼濤

（山東省調水工程運行維護中心煙臺分中心，山東煙臺264000）

1 工程概況

山東省膠東地區引黃調水工程位于山東省膠東半島北部，自濱州市打漁張引黃閘引取黃河水至威海市的米山水庫，輸水線路全長482km。全線共設9級提水泵站、5座輸水隧洞、6座大型渡槽及其它各類建筑物400余座，輸水渠道包括明渠、暗渠、管道等多種形式。該工程是南水北調膠東輸水干線的重要組成部分，是實現山東水資源優化配置，緩解膠東地區水資源供需矛盾，改善當地生態環境的重要水利基礎設施。

該工程自蓬萊村里隧洞出口至福山高疃泵站為暗渠，基本沿清洋河左右岸布置，總長28.96km，設計斷面由1.8m×2.6m（寬×高）和2.6m×2.6m兩種斷面型式，均為現澆鋼筋混凝土結構。

2017年受臺風“海棠”影響，8月3日0時至6日6時，煙臺市發生自2000年以來最大連續強降水過程。短時間內棲霞洛湯河水位猛漲，洪水對沿岸河堤沖刷，造成膠東調水工程5節混凝土暗渠沖毀（總長60m），導致供水中斷。該段暗渠寬2.7m，高3.55m，凈寬1.8m，凈高2.6m，軸線轉彎半徑為500m，縱比降為1/193.5，暗渠底高程為82.77～82.46m。

險情發生后，組織實施北洛湯暗渠應急搶險修復任務，主要包括沖毀暗渠連接及護坡修復等。

2 搶修方案

2.1 方案比選

根據現場實際情況，本著保障安全、保證時間的原則，擬定兩個應急搶修方案。

方案一：混凝土箱涵復位方案

1）施工方案與實施順序。首先進行施工臨時圍堰填筑，進行施工降排水，保障干地施工，利用千斤頂和吊車將箱涵吊離施工作業面，采用埋石混凝土進行基礎處理，其后將箱涵進行復位，鑿除箱涵接縫處部分混凝土后埋設金屬止水片，澆筑細石混凝土封閉。

施工順序：施工圍堰→施工降水→箱涵吊離→基礎處理→箱涵復位→止水處理。

2）優缺點分析，優點：最大程度地保障原設計；缺點：作業面較窄，箱涵吊離及復位存在一定困難。

方案二：鋼管替代方案

1）施工方案與實施順序。施工方案主要包括：方變圓異形件加工、現有水毀暗渠的破碎清理、施工臨時圍堰填筑，施工降排水，采用埋石混凝土進行基礎處理，管道吊裝及焊接、支墩澆筑、回填等。

施工順序：暗渠破碎清理→施工圍堰→施工降水→基礎處理→管道吊裝→止水處理。

2）優缺點分析，優點：管道安裝進度相對較快；缺點：方變圓異形件加工難度大。

兩個方案均需要首先做好施工臨時圍堰、施工降排水和基礎處理工程，為盡快修復工程，保障調水任務順利完成，決定采用方案二，即鋼管替代方案。

2.2 施工導流及排水

由于正值汛期，河內水位較高，根據現場水位情況，新建施工圍堰高度約為2.0m，采用梯形編織袋裝砂土的形式填筑，圍堰頂寬約為2.0m，迎水坡坡比為1∶1.5，背水側坡比為1∶1，在迎水坡處鋪設復合土工膜，考慮到現狀水勢情況，用鋼管等工具將復合土工膜更好地貼合圍堰邊坡，然后用編織袋裝砂土壓蓋，施工圍堰總長度約為200.0m。施工區內開挖若干條排水明溝和集水井，加強排水，確保施工場地為干地施工。

2.3 基礎處理

首先將箱涵用破碎錘現場進行破碎，將鋼筋及碎塊清理干凈。鋼管基礎采用C20埋石混凝土處理，底寬5.0m，深1.5m，左側齒墻深1.5m，右側齒墻深0.5m，埋石混凝土埋石率（按體積計）不超過25%，塊石粒徑不超過30cm。先將基礎清理干凈，澆筑厚30cm的混凝土，塊石均勻埋放在新澆筑的混凝土層上；塊石與塊石之間的距離（水平的和垂直的）應以不影響對混凝土進行充分振搗為宜，空隙不小于10cm。埋石混凝土采用澆筑一層混凝土，埋放一層塊石的方法施工，即鋪筑一層混凝土，在振搗前即鋪埋一層塊石，在塊石間的空隙中插入振動器將混凝土振實，并讓塊石沉入混凝土層中一半、外露一半，然后再鋪筑第二層混凝土。

2.4 鋼管選用及安裝

2.4.1 鋼管選用

水毀段暗渠設計流量為11.0m3/s，校核流量為14.3m3/s，按照柔性管最大流速3.0m/s控制，選定DN2600螺旋鋼管，共60m。根據埋地鋼管結構要求，采用φ2644×22mm螺旋鋼管，剛性焊接連接；為便于連接，DN2600螺旋鋼管管中心高程與水毀段暗渠中心高程一致；為滿足抗浮穩定要求，設置素混凝土支墩，支墩規格為1.2m（長）×5.0m（寬）×3.6m（高），結合鋼管規格，支墩間距為6.0m。

2.4.2 鋼管與暗渠的銜接

鋼管通過方變圓異形連接件與現狀暗渠連接，異形連接件一端與暗渠柔性承插口連接，另一端與鋼管焊接。異形連接件斷面依次為：矩形斷面1.75m（寬）×2.55m（高），長度為1.2m；天圓地方，長度為2.2m，接口圓形斷面φ2644×22mm，長度為6.0m。

異形連接件插口與暗渠柔性接口長度為0.6 m，中間填充油麻5cm，內、外側充填石棉膨脹水泥，長度均為0.275m。異形連接件與暗渠同軸線安裝，中間彎管及湊合節長度根據現場測量情況確定。

2.4.3 防腐蝕處理

鋼管及鋼制管件防腐蝕處理，內外防腐前均進行表面預處理。除銹前對管道表面所有可見油污、塵土等污物進行擦拭和清洗；鋼材表面無可見的油脂和污垢，并且沒有附著不良的氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著物；底材顯露部分的表面具有金屬光澤，焊接表面光滑無刺、無棱角、焊瘤等；管道內部刷食品級環氧樹脂防腐，外部采用加強級環氧煤瀝青漆防腐補口。

2.5 支墩鋼筋綁扎及混凝土澆筑

管道吊裝前，完成支墩豎向鋼筋預埋及管座基礎混凝土澆筑工作；管道吊裝完成后，完成上部鋼筋板扎及混凝土澆筑工作。支墩斷面尺寸為5m（寬）×3.6m（高）×1.2m（長），采用C30商品混凝土進行澆筑。

2.6 渠坡恢復

對沖毀段暗渠上下游左岸堤防予以恢復并進行護砌，護砌范圍為樁號3+570～3+675，長105m，護坡采用M10漿砌塊石重力式擋墻，最大限度恢復耕植土面積。

3 施工組織

3.1 施工場地及道路

為施工方便，對進村坑洼不平的道路進行維修，鋪設碎石；沿河堤至施工場地修筑一條臨時土路，以便施工機械可以下到河內進行施工。征用沿河測0.33hm2土地，作為施工場地，堆放物料及大型機械設備進場操作。

3.2 合理安排施工工序

搶險工程，工期要求極為苛刻，為確保按期完成搶險任務，還組織了兩只專業隊伍分別進行土建及管道預制安裝施工，在進行土建基礎施工的同時，對方變圓異形連接件進行預制，基礎澆筑完成時，方變圓異形連接件及鋼管已運至施工現場，迅速開展管道吊裝及焊接作業；管道吊裝完成后，繼續進行支墩鋼筋綁扎及混凝土澆筑工作。

3.3 人員、材料及設備配置

選派精干技術管理人員及施工隊伍，投入到該工程施工。人員按照兩班制作業，每班工作12h，按照人員輪班，設備不停的原則，晝夜開展搶修作業。所有建筑材料經過檢驗合格后，方能進場使用。機械設備在施工現場允許的條件下，優先選用大功率設備，保證有充足的材料和配件供應。

4 結語

歷經20d的晝夜奮戰，北洛湯暗渠搶險工程主體完工，為膠東調水正常運行提供了保障。經過兩年多的調水運行，搶險段工程運行良好，未出現漏水及滑坡等問題?？偨Y經驗，此次搶險修復任務的圓滿完成，得益于高效的指揮系統、科學的搶險方案、有序的現場管理、高素質的搶險隊伍及有力的后勤保障。