永定河生態補水工程的實踐與思考

袁國林

(山西萬家寨引黃水務集團有限公司，山西 太原 030012)

生態環境水源的穩定供應是保障河流生態健康、維持河流生態功能以及流域生態規劃發展的基礎。2016年，由國家發展改革委員會牽頭，聯合水利部門及京、津、冀、晉4省，規劃實施永定河綜合治理與生態修復工作，通過構建生態河流廊道，改善區域生態環境問題，發揮協同發展的優勢和引領示范作用。

1 流域概況

工程建設區域屬于溫帶大陸性季風氣候，常年氣候干旱、晝夜溫差極大，年平均降水量為391mm，蒸發量為1919mm，其中70%降水量集中在7—9月。年平均氣溫為7.1℃，最高氣溫為36℃，最低氣溫為-32℃。冬春季常見大風天氣，最高風力等級為8級，最大風速為23m/s，春季易產生沙塵天氣。全年無霜期有115～125天，凍土深度最深可達1.12m。

本工程主要任務利用萬家寨引黃北干線近期富余供水能力通過萬家寨引黃北干線1#隧洞出口豎井右側的堰后2道56.59m長的鋼筋混凝土泄水埋涵內隔墻及邊墻上分別開2孔，向永定河生態補水，萬家寨引黃北干線1#隧洞出口位于朔州市平魯縣白堂子鄉馬鞍山村西中溝灣境內。

2 生態補水工程施工方案

2.1 主要建設內容

(1)砂礫石開挖

建筑物砂礫石開挖按設計水位以下開挖邊坡為1∶0.75，水位以上回填邊坡標準為1∶1.25，并設置20cm左右保護層，再采用人工開挖方式，清理基底雜物，并要保證原狀土結構的完整性。

(2)基礎加固

根據設計圖紙要求，采用500mm碎石墊層加固地基。

(3)管道安裝

輸水管線為雙排DN1600的鋼管管道，單管長55.9m，設計工作壓力0.6～1.4MPa，覆土厚度>1.5m。外防腐材料采用常規款擠壓聚乙烯防腐層結構(3PE)，內防腐材料為環氧涂料(8701)，內防腐涂料應達到無毒食品級標準，并符合飲用水衛生安全產品相關要求。

(4)管溝回填

溝槽回填分為4個區域，編號設置為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。區域Ⅰ回填過程中需每隔60m進行一次壓實度試驗，保證壓實度至少為0.95：，壓實相對密度至少為0.7；區域Ⅱ回填時要進行分層取樣，下層每隔300m進行一次取樣，上層每隔500m進行一次取樣，壓實度至少為0.90，壓實相對密度至少為0.65；區域Ⅲ回填時每隔1km進行一次壓實度試驗，壓實度至少為0.85，壓實相對密度至少為0.65；區域IV以原表層土進行回填，無壓實度要求。

(5)混凝土澆筑

混凝土澆筑工程包括：新建進水閘、陡坡段、蓄水池、流量計井、控制閥井、消力池、防洪堤、鎮墩及排水溝等施工。新建進水閘、陡坡段、蓄水池、流量計井、控制閥井、消力池、防洪堤、鎮墩混凝土墊層采用C20混凝土，鋼筋規格φ8～φ25，主體采用C30W6F200混凝土。鎮墩混凝土采用C25混凝土。

(6)管道合攏點進行合攏的方式為氬弧打底，電弧焊蓋面對接焊。

(7)工程控制閥井室地面以下采用鋼筋混凝土結構，地面以上的廠房屬于排架結構，工程流量計井廠房則是磚混結構，其中控制閥井建筑面積238.75m2，安裝間高程1248.6m，屋頂高程1260.90m；流量計井建筑面積為36m2，安裝間高程1248.6m，屋頂高程1251.6m。

2.2 主要施工方法

2.2.1 土方開挖

土方開挖前先用反鏟去除表層土(厚度約0.3m)，將其放置在基坑一側，然后進行表層以下的土方開挖，土方主要用于修建臨時施工道路。深層土方需要使用反鏟挖掘機逐層開挖，每層高度為3.5m左右為宜，挖后的土方堆放在基坑另一側，并使用裝載機按層堆積平整，保證堆料的安全坡度。溝槽的挖深為6～6.5m，坡度依據設計斷面坡度標準進行施工。開挖時基底設置15cm左右的保護層，以人工為主，清理基底層，需注意保護原狀土結構。

2.2.2 混凝土澆筑

(1)混凝土澆筑之前8～12h，需告知監理人對即將需要澆筑的部位例行檢查，其中主要項目包括地基及已澆筑混凝土表面的清潔、設施的調試、安裝等，所有項目由監理人檢驗合格后，方能開展混凝土澆筑工作。

(2)承包人在混凝土澆筑前，需要羅列出澆筑部位的材料清單及配合比，并由監理人審核確認無誤后，方能開展混凝土澆筑工作。

2.2.3 基坑回填

施工工序為施工準備→鋪設回填料→壓實→檢測?；踊靥畹幕緱l件是混凝土滿足75%的強度，回填自下而上進行，選用材料為砂礫土，應保證其盡量靠近最佳含水率，同時，每層回填時的虛鋪厚度需小于30cm?；靥顣r用裝載機將回填土料沿墻體四周均勻散布到基坑中，由人工攤鋪整平，四周同步回填均勻上升，回填高程差不超過0.5m。

2.2.4 鋼管安裝施工

施工工序為施工準備→穿墻鋼管安裝→彎管安裝→探傷檢測→焊縫防腐處理。鋼管運輸到施工現場后，由專職人員進行檢驗，合格無誤后，使用吊車將管件逐一卸下，放置于指定存管位置或直接進行安裝。閥室墻體鋼筋安裝施工時，放線定位出穿墻鋼管位置，鋼管吊裝就位后采用點焊、綁扎方式固定并復核其高程及左右偏差。檢測無誤后進行閥室墻體混凝土施工。

鋼管吊裝就位后校測鋼管位置以及管口圓度，校測合格后進行焊接。每節鋼管焊接完畢后，按照技術檢驗要求對鋼管進行超聲波探傷。確認探傷符合設定要求后，將焊渣、毛刺等雜物清理打磨干凈，內壁8701環氧涂料防腐，外壁聚乙烯3層結構(3PE)防腐。

2.2.5 水機設備安裝工程

(1)橋式起重機安裝

在已就位的上下游兩根吊車梁上分別安裝型號為QU70、長度15m的兩根鋼軌，鋼軌采用M20×200螺栓、螺母、墊片安裝固定。鋼軌安裝調直滿足要求后，在閥室外東側卷閘門前采用75t汽車吊按照先后順序將起重機主梁、次梁及其附件吊裝安置于已安裝完成的QU70鋼軌上進行配套組裝連接。

(2)半球閥安裝

在進行安裝設備前，根據設備設計安裝高程、軸線及樁號，做好設備安裝基礎支架，在安裝工作面將設備廠家提供的法蘭與自制的排氣三通鋼管進行焊接組裝。設備安裝焊接時，采用安裝完成并經過調試合格的橋式起重機進行吊裝施工。法蘭連接的設備，在組裝和安裝時螺栓、螺母、墊圈與橡膠墊片均按照合同及設計文件要求安裝，螺栓、螺母采用力矩扳手擰緊，焊縫連接部位，焊縫滿足設備焊接的各項施工及檢驗要求。

2.2.6 電氣設備安裝工程

在設備安裝前，備齊安裝所需的墊圈、螺栓、電力電纜、槽鋼等材料。在設備安裝前，依據合同、規范要求由專人負責檢查驗收，無誤后進場安裝。配電設備運送至現場后，使用20t汽車吊以及人工輔助將其安裝就位。按規范要求連接出線電纜，箱體可靠接地并檢查所有的接線端子是否接觸良好。將已制作的電纜保護管、電纜架，按照設計圖紙進行安裝，之后敷設電力電纜。按照產品說明書進行配電設備接線、調試，最后對照設計要求進行相關項目的電氣試驗檢查，做好相關記錄。

2.2.7 設備的調試

設備的調試主要是對設備安全性能和使用效果進行檢查。首先應檢查裝置內已安裝的電器元件和接線是否與設計圖紙一致，以及是否滿足設備自身的技術條件，然后應檢查進出線電纜連接是否安全，接觸是否良好，以及接線是否正確，接地是否可靠；檢查完畢后，對變配電設備進行測試，并帶電試運行，做好記錄。

2.3 施工質量管理

依據本工程的施工內容及特點，工程以GB/T 19001—2000標準為指南，建立制度規范的質量保證體系，完善施工質量管理辦法，合理安排項目部人員分工，明晰各級質量管理職責，為工程實現高質量管理模式奠定基礎。

(1)建立領導組織機構，形成以項目經理為主要責任人，以常務副經理、質安環部部長為二級負責人的質量管理領導小組，由各管理部門及施工片區負責人組建質量管理機構，定期開展質量評優活動，有利于建立員工的工作責任感。

(2)建立健全的質檢機構，施工企業項目部配備專業的質檢人員，并全部為持證上崗。對工程進行全面的質量監督和檢查工作，需經過“三檢”程序，即施工班組自檢、質檢員復檢及項目部質檢工程師終檢，確認質量合格后，才能報請監理聯檢，待聯檢通過后便能開展下一階段的的施工工作。

(3)嚴格把關工程各個施工工序和材料，以保證施工質量與安全。施工前質安環部需要與施工技術人員進行對接，使其熟練掌握施工質量要求、控制點及基礎措施。質檢人員也會對施工過程進行質量監控，當施工過程中出現違反技術規范行為時，質檢人員會要求終止施工行為，并責令限期整改。對于施工所用的材料必須做好出入場登記，并按照施工要求進行相應的質量檢測，以防施工現場出現不合格的材料影響施工進程與安全。

(4)工程項目部委托山西碧藍工程質量檢測有限公司對施工選用材料、中間產品進行常規性檢測。

(5)施工資料應交由專職資料管理員定期進行歸納與整理，資料管理應按照及時、真實、準確為原則，認真歸檔與妥善管理。

3 實施初步效果

3.1 經濟效益

項目實施后，農村生態環境得到較大改善，并進一步調動農民生態用水的積極性和高效節水的主動性，有利于生態水利的穩步發展。永定河生態補水工程建設不僅提升了區域的用水條件，同時為現代化基礎建設提供了灌溉條件，促進了“種植+養殖+經濟實體”模式的形成，調整了農業種植結構，使區域經濟發展更加多元化。

3.2 社會效益

項目的實施推動了農業產業結構調整，為區域化種植和規?；洜I奠定了基礎，優化水資源配置，進一步改善了區域的生產生態環境，有利于農業產業化和經濟的長效發展。

4 經驗與思考

(1)充分做好前期調研工作，熟悉掌握現場情況與相關資料，才能根據需求合理設計工程施工方案。由于水利工程受客觀條件的因素較多，例如水文、氣象、地質地貌等，因此，必須充分掌握施工區域資料并進行科學分析論證，才能保障施工安全，實現工程的預期效益。

(2)認真學習并熟悉合同文件合同文件是設代工作的依據和準繩，也是承包人在施工中始終應遵循的工作標準，不能隨意修改和降低。因此，設計人員必須學習和掌握相關合同文件和技術標準，從而正確履行設代任務，較好地實現合同目標。

(3)水利工程，實際地形、地質條件變異性較大，其設計與實際有一定的差異，施工工程難免會遇到一些不可預見的不利情況，給施工帶來困難，及時解決這些問題，就必須在施工過程中加強設代工作力度，實時掌握施工現場情況，根據實際情況及時做出設計修改或變更，處理好工程問題，并及時對設計文件中的缺陷進行修改，才能滿足施工要求。

(4)從工程設計到驗收竣工，并不能一蹴而就，而是一個動態完善的過程，需要建設單位、施工單位和設計單位之間相互配合，協力推進工程的順利運行。同時工程設計方案的落地，也能讓設計人員找到理論與實踐之間的差距，為以后的設計提供了寶貴的經驗。

(5)下一步應對工程廠區進行美化、綠化；完善消力池出口與河道的銜接，保護已有建筑物。

5 結語

生態補水工程建設是一項惠及民生的重點建設工程，在工程建設中，只有讓群眾認識到工程建設的重要性，并從中受益，才能推動各地區生態補水工程的順利開展。永定河生態補水工程竣工至今，已產生良好的社會效益和經濟效益，但在質量檢測、人員協作等方面還需優化管理，因此，今后在生態補水工程建設中應及時總結經驗，定期優化建后管理環節，進而保障水利工程建設與管理的效益和質量。