栏桥泵站中施工导流与降水方案结合应用

孙空军

近年来，水利工程施工中的施工导流和降水技术已经相当成熟。但是在泵站拆除重建工程中，由于工期短、跨汛期，需尽快发挥工程效益，对导流和降水技术相结合提出了新的挑战。本文结合栏桥泵站工程现场综合环境和自然条件，制定出了适合的方案，使各种资源得到最大限度的优化配置，为后期施工创造了条件，从而确保了工程工期、质量，使工程尽早发挥了最大效益。

一、工程概况

原栏桥站位于淮河干流蚌埠～浮山段行洪区调整和建设工程临北段行洪堤HD289处，用于排涝。泵站装机3台套，总容量265kW，原设计抽排流量2.60m3/s，承担排水面积10.40km2。排水区一般地面高程15.50～17.20m。因老站拆除，栏桥站在原址建设，施工期间需开挖渠道进行导流。新建泵站采用700ZLB-70B立式轴流泵机组3台，每台机组配套功率155kW，总功率465kW。临北段堤防退建后，栏桥站担负的排涝面积为8.85km2，相应自排流8.32m3/s，抽排流量4.43m3/s。由于栏桥站上游3个排泥场的退水从明渠经过进入淮河，导流流量增大为15m3/s，根据该工程地质特性需要对明渠硬化加固处理。

二、水文、地质情况

临北段行洪区位于蚌埠市五河县，地处我国南北气候过渡地带，气候特点为夏热多雨、秋旱少雨、冬寒晴燥，气温自北向南递增。暴雨天气系统主要是涡切变和台风，大多出现在6～9月，期间降水量占全年降水量的60%～80%，降水量年际变化和地区差异很大，自南向北递减。该区域年平均气温14.7℃～15.2℃，极端最高气温超过40℃，极端最低气温低于-20℃。无霜期在210天左右。受季风影响，该区风向多变。冬季多偏北风，夏季多偏南风，春秋季多东风、东北风，年平均风速2.5～3.4m/s。

据统计资料分析，蚌埠、五河年平均降水量分别为943.1mm、937.5mm。降水量年内和年际变化都很大，汛期6～9月雨量占全年降雨量的60%以上，汛期降水又多集中在7、8月份，并且降水的丰枯变化频繁。年最大降水量是最小降水量的3～4倍。

淮河流域洪水都是由暴雨产生的，大致可分为三类：（1）由连续的大面积暴雨形成的全流域性洪水，如1931年、1954年洪水，量大且集中，对淮河干流中下游威胁最大。（2）由1～2次大暴雨形成的局部地区洪水，如1968年淮干上游洪水和1975年洪汝河、沙颍河洪水，暴雨中心雨量大，但全流域洪水总量不是很大。（3）由连续2个月以上长期降水形成的洪水，如1921年、1991年洪水，降雨历时长、汛期的洪水量大，局部地区洪涝灾害严重。

1.栏桥站工程地质

栏桥站工程地质见表1。

表1 水泵模型装置的主要性能参数表

2.水文地质

勘探期间，测得潜水水位为13.5～14.5m。承压水水位和潜水水位基本相同，承压水头高约6～12m。潜水主要接受大气降水、农田灌溉及淮河、沟渠等侧渗补给，排泄以自然蒸发及向淮河、沟渠侧排泄为主，上部孔隙潜水与地表水和河水联系密切。

勘探区为行洪区，地势平坦且高程低，易形成内涝。据调查，丰水期地下水可升至地表，枯水期地下水降至地表下3.2m左右。

3.地质评价

工程区地震动峰值加速度为0.10g，相应地震基本烈度为Ⅶ度。场区②、③、④层土饱和少粘性土层在Ⅶ度地震情况下为可液化地层。栏桥站设计底高程约为9.9m。建筑物基础位于③层轻粉质壤土夹砂壤土层中，基础下该土层厚8.2～10.2m，允许承载力100～110kPa，下伏④、⑥-1层土承载力低，场区地基存在承载力低、地震液化问题，地基需进行处理。开挖基坑需注意地下水对边坡和持力层渗透稳定的不利影响，应采取降水措施。混凝土与③层土摩擦系数采用0.22。

三、施工导流结合降水方案

栏桥排涝站施工时在基坑上下游筑围堰挡水，涝水通过导流渠排入淮河。导流渠由上游进水渠道北侧（距上游围堰西侧10m）处距泵站中轴线北侧70m开挖至下游出水渠道北侧（距下游围堰东侧10m）处。导流渠总长约289m，底宽2m，上口宽10m，深度2m，坡比1∶2。

为方便施工交通，经主要交通道路时，预埋涵管进行导流；为节约成本，其他滩地位置进行明渠导流接入淮河，渠口两侧使用钢管护栏进行安全围护。

经现场测量，栏桥站上下游渠道沟底平局高程分别为13.50m、12.50m，开挖上游滩地至下游滩地渠道底高程为13.50m，下游滩地至出水渠道开挖底高程由13.50m渐变为13.00m。涵管埋设共两处，场内交通主干道和场外下游北侧顺围堰方向穿导流渠的位置（为其他标段提供交通条件），过路涵管采用内直径2m、长2m带筋混凝土管，场内交通埋设6节总长12m，场外交通埋设4节总长8m，各涵管接头底部做混凝土管托，用油毡及钢丝网片包裹一圈并用2cm厚水泥砂浆粉饰。涵管两头砌筑50cm砖砌挡土墙，挡土墙内填土压实，并铺筑20cm厚混凝土路面。考虑上游排泥场来水较大，明渠底部浇筑10cm厚C15混凝土，以防止冲刷。明渠护坡拐弯处水流量较大，采用预制块护坡施工；水流平缓处为节约成本，采用土工布全面覆盖。对明渠进出口部位，采用抛石处理。

如遇秋汛、冬汛，为防止淮河水位上涨造成水流倒灌，采用封堵法，在下游导流渠两侧储备部分土方，以备填筑封堵导流渠之用，淮河5年一遇11月～次年4月洪水位为15.89m，下游滩地高程为17～18m左右，水位不超过下游滩地高程，因此能确保施工及上游的安全。

为方便降水，在北侧降水井与导流涵管相对应位置，使北侧降水井水管连接导流渠进行降排水疏导，南侧降水使用同样方法，使降排水流汇入集水井通过明渠疏导至上游围堰外侧，汇同上游水流经导流渠排入淮河。

合理规划能有效杜绝降水井排水管乱拉、乱放现象，解决排水管阻碍场内交通问题，同时借助导流涵管为堤内侧降排水创造合理的排水通道。堤外侧降排水通过降水明渠直接排入围堰外侧出水渠道。

四、结语

总之，对于泵站施工，导流和降水方案必不可少，是水利工程后续施工得以顺利开展的前提和保证。在选择导流和降水方案中，不仅要从工程造价来衡量，还需要从施工总进度、施工交通与布置、主体工程布置、工程的特点、当地地形、水位等出发，选用较为适合的方案。此方案在施工期间内取得了最佳的施工质量和社会经济效益■