倒虹吸、施工导流与围堰填筑施工方案

兴隆河倒虹吸、导流明渠开挖与围堰填筑施工方案

1 概述

1.1 工程概况

兴隆河倒虹吸位于引江济汉渠64+246桩号处，为1级建筑物。其管轴线与引江济汉渠成97.66°，设计流量Q=80m3/s，上游设计洪水位EL30.68m,下游水位EL30.40m(即天然水位)。由进口渐变段（兼沉砂池段）、出口整体U槽式闸室段及管身段三部分组成；全长386m。

为了进行兴隆河倒虹吸施工，需在兴隆河左岸布置导流明渠，倒虹吸上下游各布置土围堰挡水。本工程施工项目有：兴隆河倒虹吸开挖、兴隆河倒虹吸施工左岸导流明渠的开挖、回填与明渠进出口大堤的开挖与恢复重建，基坑上下游围堰的填筑、维护与撤除，基坑安全度汛与减压降水；干渠施工减压降水等。

表1-1 兴隆河倒虹吸、施工导流及围堰工程量表

1.2 工程地质特性

兴隆倒虹吸处渠底高程EL17.25m左右，进、出口闸室段地基持力层为粘土，管身段地基持力层为粉细砂。

2 施工规划

2.1 施工道路布置

本标土方填筑施工道路主要利用场内现有交通及新建场内施工道路。场内现有道路有汉江干堤、兴隆河堤路；新建施工道路有施工主干道、施工次干道、场内扩建道路以及明渠出口下游50m处跨兴隆河临时贝雷桥。

2.2 施工用电规划

施工用电由就近布置的倒虹吸左岸的1#配电所供应。

2.3 施工截排水布置

⑴岸（边）坡土方开挖前，施工人员按照“高水高排、低水低排”的原则，在开挖线外侧挖设截水沟、排水沟或修建拦水坎，将岸（边）坡上外来水引排到河道，避免地表水大量流入施工作业面。

⑵随着基坑开挖工作面的下降，在未到地下水位之前，先按照设计图纸进行降水井施工。施工中，在作业面内设置集水坑，开挖引、排水沟，将作业面内积水、渗水汇集后，抽排到施工区外，以保证整个作业面干地作业。

⑶做好进入施工区域之前的排水措施，对地下水采取降水井抽排的有效措施，降低地下水位，减少地下水渗漏量。

2.4 渣料堆存规划

根据少占耕地、就近堆存、方便取用的原则，原招标文件1#渣场主要承担兴隆河倒虹吸开挖料、明渠开挖料及倒虹吸与出水闸之间的干渠开挖弃料的堆存，及所需回填料（含高石碑出水闸回采料）的临时堆放；现该渣场未征地，只能运往老汉江大堤两侧弃渣场堆存。

3 兴隆河倒虹吸施工导流及围堰施工

3.1 导流标准

兴隆河是一条灌排结合的人工渠道，交叉处兴隆河主要作用是灌溉引水，设计过流能力为80m3/s。为满足兴隆河倒虹吸施工期灌溉供水需要，根据倒虹吸的规模，确定倒虹吸全年施工，其施工导流标准为P=10%，Q=80m3/s。相应上游水位为EL30.52m，下游水位EL30.4m。

3.2 导流方案

根据左右岸地形条件，同时考虑到导流时段跨越灌溉期，结合左岸灌溉小支渠的供水要求，采取在左岸开挖导流明渠过水、倒虹吸进出口修筑全年临时围堰挡水的导流方案。

3.3 导流建筑物规模

导流明渠全长约650m，底宽25m，两侧开挖边坡1:2；进口在倒虹吸孔口上游约90m处，底板高程EL28.0m；出口在倒虹吸孔口下游约110m处距新修跨河贝雷桥40m，底板高程EL27.5m。

3.4 围堰设计

上下游全年挡水均质土围堰顶宽均为5m，上下游边坡均为1:2.5，迎水面设

置0.5～1m的袋装土抗冲。全年10年一遇的洪水对应的上下游水位分别为EL30.52m和EL30.40m；考虑安全超高，确定的上下游围堰堰顶高程分别为EL31.50m和EL31.00m。

导流建筑物典型断面尺寸见《兴隆河倒虹吸施工导流图》（引-技-兴-施工-01。

3.4导流建筑物施工

⑴导流明渠开挖

导流明渠总土方开挖量127248m3，采用1.6m3反铲挖装，15t自卸车运输，先开挖中间段，进出口预留挡水埂，在围堰填筑时进行进出口段开挖，渣料一部分运输至原汉江堤两侧渣场堆存，一部分用于上下游围堰填筑。

⑵上下游围堰填筑

兴隆河倒虹吸施工上下游围堰填筑土料来源于导流明渠开挖料。采用1.6m3反铲挖装，15t自卸车运输。

水下部分采取端进法全断面抛填，使大部分抛投料直接抛入河中，D85推土机配合推料；深水区进占时，为确保安全，部分采用堤头集料，推土机赶料抛投。

水上部分的粘土料等采用分层填筑上升的施工方法，即采用15t自卸汽车运料至围堰相应施工部位，顺围堰轴线方向后退法卸料，D85推土机按铺料厚度进行平整，18t振动碾顺围堰轴线方向采用进退错距法碾压；堰体与左、右岸坡接头处，薄层填筑、蛙式打夯机夯实。

迎水面袋装土人工装袋，人工在反铲配合下自下而上逐层码放；堰顶石渣预先外购，备存于现场，就近取用。

图3-1 施工围堰示意图

3.5 基坑排水

⑴兴隆河倒虹吸基坑初期排水

兴隆河倒虹吸施工临时围堰填筑完毕，立即进行初期排水。

根据基坑面积以及水位情况，初步估算基坑初期排水量约为86000m3。基坑初期集水在计划5天排完，平均每天排水量为17200m3/d，拟配置5台小时流量为200m3/h、扬程32m、功率为30kw的IS150-125-315型水泵排水，每天按照20个小时计算，每天排水量可达到20000m3/d，能够满足基坑初期排水强度。

⑵经常性排水

基坑经常性排水采取明式排水法。在基坑开挖和建筑物施工过程中，在基坑

内布设排水明沟、设置集水井和抽水泵，形成一整套排水系统。

①在基坑内布置排水沟。排水沟位置在建筑物轮廓线的外侧。随着基坑开挖进度，逐渐加深排水沟。

②集水井布置在建筑物轮廓线以外比较低的地方，集水井、干沟与建筑物之间保持适当距离，不影响建筑物施工和施工过程中材料的堆放、运输等。

③干沟深度一般保持1～1.5m，支沟0.3～0.5m，集水井底部低于干沟沟底。

④集水井尺寸依据施工部位的地下渗水量、施工时段内的最大降雨量和施工废水排放量情况确定，初步确定为5.0m×2.0m×1.5m（长×宽×深）。在倒虹吸进出口各布置1口，共2口。井内积水采用30Kw水泵配7.5Kw潜水泵抽排。

3.6 施工期度汛

兴隆河倒虹吸在导流明渠过水、临时围堰挡水的条件下，全年施工。施工期度汛主要体现在围堰的安全稳定上。为此，汛期安排专人对围堰进行24小时不间断的观测，确保围堰的安全稳定；同时，加强基坑内的降水与排水力度，确保安全度汛。

4 倒虹吸土方开挖

4.1 开挖施工流程

土方开挖施工程序为：准备工作→测量放样→场地清理→土方开挖、出渣→边坡整治→验收。

工艺流程见图4-1。

4.2 施工方法

⑴前期准备