哈达山输水干渠工程施工难点分析

马建国，田春玲

（吉林省水利水电勘测设计研究院，吉林 长春 130021）

1 工程概况

哈达山水利枢纽工程（一期）输水干渠工程输水渠道长96.84km，渠首引用流量175m3/s，渠尾入花道泡流量100m3/s，渠道底板高程136.54～131.15m；渠道底宽由80m渐变为30m；渠道边坡比1∶2.5；渠道桩号33+623.18段之前底坡为1/25 000，桩号33+623.18段之后底坡为1/20 000。渠道大部分为全挖方，只有少部分为半填半挖。输水干渠桩号0+000～2+094段为新开挖渠道，桩号2+094～32+765段渠轴线与现有前郭灌区一总干及四引干渠道相重合，在原有老渠道上扩建。桩号32+765～96+838段均为新开挖渠道。

2 工程地质条件

区域内地势较平坦，微有起伏，沿渠道地面高程最高为海拔149.0m，最低为133.3m，相对高差较小。渠底岩性从上至下依次为淤泥质壤土、黄土状壤土、粘土和壤土层，局部为细砂，透水性弱。地下水位高程在133.60～140.46m之间。淤泥质壤土、黄土状壤土层近粉土，抗冲刷能力弱，渠道开挖最大深度20m，施工时存在高边坡的稳定问题。

3 施工难点

（1）渠道开挖时降水排水问题。本工程施工的主要难点是工程沿线长，地下水位高，根据试验段施工经验，如果不降水主要存在以下几方面问题：一是坡脚严重失稳，无法形成设计边坡及脚槽开挖，无法有效保证护坡工程施工质量；二是土方机械无法在渠底行走、清坡，渠道设计断面难以形成；三是土方开挖及运输效率低。

（2）开挖料弃渣问题。渠道主要为开挖渠道，弃渣量较大，总弃渣量达3 745.40×104m3，如果采取临时占地，涉及占地面积较大，征地及恢复均较困难。

（3）穿越泡塘施工。渠道沿线多次穿越泡塘，而且泡塘面积较大，施工难度较大。

（4）输水干渠利用前郭一总干及四引干段渠道，施工工期短。受前郭灌区灌田期渠道输水限制，即在每年的4月末至9月上旬期间，此渠道担负向前郭灌区输水灌溉任务，施工只能在输水前及停水后才能进行，有效工期缩短。同时此段渠道为半填半挖渠道，土方填筑需利用开挖料，而9月份渠道停水后渠底土含水量大，地下水位高，短时间内开挖料含水率很难达到填筑要求，另外此段渠道交叉建筑物较多，主要为分水闸、节制闸及农道桥工程，施工干扰特别大。

4 解决方案

（1）渠道开挖时降水排水方案

为了便于工程开工后能顺利进行，主业单位于2008年末邀请国内有经验降水专家在试验段附近进行了降水试验，参照降水试验成果，提出降水方案设计。

根据试验段的情况，设计的降水范围定在地下水位高于设计渠道底高程1m以上部分，低于1m以下部分采用明排方式，降水试验主要针对小井降水方法进行，参照小井降水试验成果进行渠道降水设计：渠道桩号28+200以前为利用前郭一总干及四引干老渠道扩建，而且此段地下水位大部分低于设计渠底，可采用明排方式解决；从桩号28+200以后均为新开挖渠道，地下水位也相对较高，设计采用小井降水，小井均布置在渠道内坡脚处，两行井采取品字形布设。地下水位高于渠道底高程1～2m之间时井距取40m，地下水位高于渠道底高程2～3m之间时井距取30m，地下水位高于渠道底高程3m以上时井距取20m。小井深均取37m，井内径为100mm，填砾厚度100mm，井孔直径为300mm。井管采用DN100PVC塑料管，壁厚3mm，接头为承插粘接，井管除上部4m为实管、下部2m为沉淀管外，其余均为滤水管。滤水管进水孔采用φ12圆孔，每延米240孔，品字型布孔，孔隙率为9％～10％。包网采用100目尼龙箩底两层，管壁外回填100mm厚粗砂至管顶。电机选用小井用三相潜水电泵，设计流量5m3/h，设计扬程48m，电机功率1.5kW，渠道沿线需打井4 416眼，总台班397 440个。

在打降水井之前首先开挖地下水位以上的土方，挖到地下水位时停止开挖，打井降水，待地下水位降到设计高程时再开挖至标准断面。

（2）开挖弃渣堆放方案

渠道沿线涉及水田及旱田区域较少，主要为草地及泡塘，吸取南水北调施工经验，本工程弃渣占地采取永久占地方式，沿渠道每隔2km左右征一处弃渣场，征地尽量选在荒地、草地及泡塘。同时为尽量减少占地面积，结合施工难度，设计弃渣堆放高度平均为7m，沿线共设41处弃渣场，弃渣场边缘与渠道相接。这种弃渣方案既减少了占地面积，也消除了因临时征地难以恢复的原因而与沿线百姓之间所产生的矛盾，为工程顺利实施创造了有利条件。

（3）穿越泡塘施工方案

输水干渠沿线穿越3个大小不等的泡溏，分别为有字泡、陶字泡和唐字泡，其中有字泡和陶字泡在渠道穿越地段没有集水，可按正常施工方法施工，即先降水后开挖。在穿越唐字泡处水位较高，泡子底最低处地面高程在133.1m左右，施工时水位在136.0m左右，跨越泡子处渠道长度约2 100m。通过对水下开挖和修围堰两个方案进行比较，最后采取了从两端进占修筑围堰，形成封闭基坑的施工方法，形成基坑后进行基坑排水，采用井点降水后进行开挖至标准断面，进行渠道衬砌。围堰顶宽15m，边坡比1∶5，围堰顶高程137.0m，围堰填量 27×104m3。

（4）利用前郭一总干及四引干段渠道施工方案

施工方案确定在4月末老渠道通水前将渠道内土方开挖清运到渠堤外进行降水晾晒，在秋季进行填筑时达到填筑要求，通过实践证明此施工方案达到预想效果，此段渠道及交叉建筑物施工期均安排在渠道通水前及停水后进行施工。