浅谈虹桥港外江堤二期工程取水口工程设计施工方案

一、工程概况

长江堤防加固工程虹桥港外江堤二期工程位于镇江市纺织工区江堤，由于老堤年久失修，断面狭小，渗漏严重，安全隐患较大，为历年来防汛重点险工地段。工程主要内容为：江中土方筑堤、浆砌块石挡墙、混凝土护坡、新建取水口等。工程地质条件差，工程基础位于江滩上，土质为淤泥质粉质粘土，灰色，软塑～流塑，饱和。每年5～9月份汛期，在建工程度汛工作非常重要。

纺织工区水厂取水口位于江堤堤脚处，该水厂承担着纺织工区几十家企业生产、生活用水的供给，老取水口为沉井，井内分3孔，3根取水钢管分别伸入各孔，各取水量相当，3根钢管功用为2常用、1备用，由于老堤向江中加厚增高，老取水口需拆除，新建取水口将引水钢管管道向江中延伸。老堤堤脚高程4.5m（吴淞高程，下同），取水口引水钢管管道高程在5.4m，取水口进水口底高程-1.0m，取水口前引水渠后经水下声纳测量发现其地形成喇叭口斗状一直伸入江中以便引水，引水渠底高程低于1.0m。老取水口立面示意图见图1。

二、原设计方案简介

图1 老取水口立面示意图

原设计意图由老取水口处顺取水管道方向向江中延伸15m新建取水口，施工方案：趁长江冬季低水位在新建取水口四周位置填筑围堰实施新建工程，为保证取水正常供给，在围堰上架设引水管道，高程低于常水位。新取水口无桩基，平面尺寸7.8m×3.4m，井内分3孔各自单独引水，进水口高程-1.0m（同井底高程），建成后引水渠清淤（拆除进水口侧围堰），拆除老取水口，钢管加长接入新取水井中，施工过程中需停水1周左右。

三、原设计方案可行性

1.围堰填筑的施工

根据原方案，围堰平面布置上需将新老取水口范围围筑并在新老取水口之间填筑一道子堰，围堰顶高程在3.0m以上并要做好加高的准备，围堰底高程最低在-2.0m（引水渠渠底高程），围堰填筑在淤泥质江滩上，挤淤深度较大，筑堤施工中挤淤平均深度达1m，新老取水口间距仅15m。

从方案工程量方面看，包含挤淤在内的围堰断面将很大，随之的平面尺寸将较大，初步估算围堰土方量将达7000m3；要保证老取水口的正常引水，在围堰内侧因黄土填筑围堰置换出的淤泥必需挖运出基坑，初步估算需挖除淤泥的外运量约2000m3。

从可行性方面看，填筑围堰挤出淤泥十分可能流入进水口堵塞引水管道，由此产生纺织工区停产而造成的损失将难以估算，仅水厂直接经济损失也将约10万元/天；受新老取水口间距限制，填筑子堰的安全断面无法保证，并且子堰老取水口侧水位同长江水位，新建取水口时，基坑安全会因子堰而无法保证。

2.临时引水钢管的架设

根据原方案，钢管架设高程必须低于施工期长江最低水位，即埋入围堰中，高程控制在2.0m以内。

从方案工程量方面看，钢管长度需60m，重约8t。

从可行性方面看，钢管架设在围堰上，埋设处渗水难以处理，基坑安全便无法保证；钢管架设施工难度将很大，架设措施费将较高。

HCG是由胎盘滋养层细胞所分泌的一类糖蛋白类激素。它由α及β亚基组成,其中β亚基为特异性链,β-HCG对妇科肿瘤具有较高的特异性诊断价值[16]。HCG 常用于胎盘滋养细胞和生殖细胞肿瘤的诊断或辅助诊断。另外,也用于乳腺癌的诊断, 乳腺癌患者 HCG升高提示预后较差。睾丸肿瘤,尤其是非精原细胞瘤患者HCG也会不同程度增高。同时正常妊娠早期也出现HCG升高。

3.取水井建筑物基础施工

从地质报告及现场便知基坑土质为淤泥且较厚，基础必须进行处理。根据原方案，基础不作桩基处理，新建取水井将可能滑入江中，可预见危险还有围堰、子堰的塌方，新建取水井基坑出现冒水孔流沙现象。

综上所述，原设计方案不具备可行性。

四、施工方案修改意见及建议

1.施工方案修改意见

（1）受江滩地形限制建议将新取水口位置变更至上游30m处，引水钢管连接时单根依次实施。这样既不影响老取水口的正常取水，又便于老取水口段江堤的填筑，可使得施工风险及难度大大减低，工程造价得以有效控制。

（3）考虑到地质条件较差，新建取水口基础建议采用桩机形式，打灌注摩擦桩承载上部取水井压力。（后来的施工证明了打桩和提高基础高程是有必要的，底板底高程设计值-0.3m，在破桩头开挖接近-0.2m高程时，地面出现大小不等的5个流沙冒水孔并呈持续扩大现象，10cm的高差使得底板基础难以实施，后经设计现场计算论证，将底板厚度缩小10cm，底高程设计值提高至-0.2m。）

（4）由于江中淤泥上筑新堤加固老堤，新堤沉降量较大，老堤沉降已趋稳定，鉴于新老堤结合，沉降量不均，防止引水钢管因不均匀沉降导致断裂进而影响堤防安全，建议取水口管道工程在汛后实施，即待新堤土方沉降趋于稳定再行实施钢管连接。

2.施工方案建议

（1）取水机泵功率在理论演算中是满足的，但考虑到泵房机组年代较久，设备陈陋，为保证取水安全应尽量加大两个弯度（设计值为108°）。管道连接施工时，应破除一个、连接一个、调试一个、成功一个，对此要做好与水厂的联系交流及解释工作，取得水厂的信任与配合。

五、方案对比分析

在对原设计方案提出修改后，对两方案的优缺点进行了对比分析。

1、造价控制方面对比

两方案工程量有较大变化项目的造价对比详见表1、表2。从新旧两方案工程量有变化项目的造价对比，可以认为两方案直接工程造价相当，但是原方案对纺织工区供水存在较大的隐患，由此造成的经济损失将十分巨大。所以宜采用修改后方案。

2.工程质量对比

原方案易导致新建取水井基坑坍塌、淹水；基坑高程较低、地质差，易出现基坑冒水泛沙，取水井基础将难以处理；受淤泥地质影响，建成后取水井极易发生倾斜、位移现象，甚至滑入江中。修改后方案增加了桩基处理，能克服原方案的不足。

3.施工难度对比

方案修改后的取水口工程的实施将不会受老取水口正常取水的影响，且可以先行筑堤到长江常水位以上后，再向江中实施取水井工程。这比原方案施工容易的多。

表1 原方案造价表

4.工期要求对比

方案修改后将钢管接长放在汛后实施，虽比原方案滞后一个汛期，但可以较大的降低新老堤沉降不均对钢管道的影响，且不影响整个工程的工期，又不从时间上对水厂造成任何经济上的影响。从质量角度出发，修改后的方案比原方案更可取。

表2 方案修改后造价表

六、结语

从上述方案对比分析，原方案施工难度大、工程质量难以保证、风险大、造价难以控制，修改后方案克服了原方案的不足，是可取的。新建取水口工程按修改后方案进行了施工，工程结束未发现某个引水机泵因功率不足而导致更换；目前该工程运行良好，未出现任何险情■