永定河生态补水工程的实践与思考

袁国林

(山西万家寨引黄水务集团有限公司，山西 太原 030012)

生态环境水源的稳定供应是保障河流生态健康、维持河流生态功能以及流域生态规划发展的基础。2016年，由国家发展改革委员会牵头，联合水利部门及京、津、冀、晋4省，规划实施永定河综合治理与生态修复工作，通过构建生态河流廊道，改善区域生态环境问题，发挥协同发展的优势和引领示范作用。

1 流域概况

工程建设区域属于温带大陆性季风气候，常年气候干旱、昼夜温差极大，年平均降水量为391mm，蒸发量为1919mm，其中70%降水量集中在7—9月。年平均气温为7.1℃，最高气温为36℃，最低气温为-32℃。冬春季常见大风天气，最高风力等级为8级，最大风速为23m/s，春季易产生沙尘天气。全年无霜期有115～125天，冻土深度最深可达1.12m。

本工程主要任务利用万家寨引黄北干线近期富余供水能力通过万家寨引黄北干线1#隧洞出口竖井右侧的堰后2道56.59m长的钢筋混凝土泄水埋涵内隔墙及边墙上分别开2孔，向永定河生态补水，万家寨引黄北干线1#隧洞出口位于朔州市平鲁县白堂子乡马鞍山村西中沟湾境内。

2 生态补水工程施工方案

2.1 主要建设内容

(1)砂砾石开挖

建筑物砂砾石开挖按设计水位以下开挖边坡为1∶0.75，水位以上回填边坡标准为1∶1.25，并设置20cm左右保护层，再采用人工开挖方式，清理基底杂物，并要保证原状土结构的完整性。

(2)基础加固

根据设计图纸要求，采用500mm碎石垫层加固地基。

(3)管道安装

输水管线为双排DN1600的钢管管道，单管长55.9m，设计工作压力0.6～1.4MPa，覆土厚度>1.5m。外防腐材料采用常规款挤压聚乙烯防腐层结构(3PE)，内防腐材料为环氧涂料(8701)，内防腐涂料应达到无毒食品级标准，并符合饮用水卫生安全产品相关要求。

(4)管沟回填

沟槽回填分为4个区域，编号设置为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。区域Ⅰ回填过程中需每隔60m进行一次压实度试验，保证压实度至少为0.95：，压实相对密度至少为0.7；区域Ⅱ回填时要进行分层取样，下层每隔300m进行一次取样，上层每隔500m进行一次取样，压实度至少为0.90，压实相对密度至少为0.65；区域Ⅲ回填时每隔1km进行一次压实度试验，压实度至少为0.85，压实相对密度至少为0.65；区域IV以原表层土进行回填，无压实度要求。

(5)混凝土浇筑

混凝土浇筑工程包括：新建进水闸、陡坡段、蓄水池、流量计井、控制阀井、消力池、防洪堤、镇墩及排水沟等施工。新建进水闸、陡坡段、蓄水池、流量计井、控制阀井、消力池、防洪堤、镇墩混凝土垫层采用C20混凝土，钢筋规格φ8～φ25，主体采用C30W6F200混凝土。镇墩混凝土采用C25混凝土。

(6)管道合拢点进行合拢的方式为氩弧打底，电弧焊盖面对接焊。

(7)工程控制阀井室地面以下采用钢筋混凝土结构，地面以上的厂房属于排架结构，工程流量计井厂房则是砖混结构，其中控制阀井建筑面积238.75m2，安装间高程1248.6m，屋顶高程1260.90m；流量计井建筑面积为36m2，安装间高程1248.6m，屋顶高程1251.6m。

2.2 主要施工方法

2.2.1 土方开挖

土方开挖前先用反铲去除表层土(厚度约0.3m)，将其放置在基坑一侧，然后进行表层以下的土方开挖，土方主要用于修建临时施工道路。深层土方需要使用反铲挖掘机逐层开挖，每层高度为3.5m左右为宜，挖后的土方堆放在基坑另一侧，并使用装载机按层堆积平整，保证堆料的安全坡度。沟槽的挖深为6～6.5m，坡度依据设计断面坡度标准进行施工。开挖时基底设置15cm左右的保护层，以人工为主，清理基底层，需注意保护原状土结构。

2.2.2 混凝土浇筑

(1)混凝土浇筑之前8～12h，需告知监理人对即将需要浇筑的部位例行检查，其中主要项目包括地基及已浇筑混凝土表面的清洁、设施的调试、安装等，所有项目由监理人检验合格后，方能开展混凝土浇筑工作。

(2)承包人在混凝土浇筑前，需要罗列出浇筑部位的材料清单及配合比，并由监理人审核确认无误后，方能开展混凝土浇筑工作。

2.2.3 基坑回填

施工工序为施工准备→铺设回填料→压实→检测。基坑回填的基本条件是混凝土满足75%的强度，回填自下而上进行，选用材料为砂砾土，应保证其尽量靠近最佳含水率，同时，每层回填时的虚铺厚度需小于30cm。回填时用装载机将回填土料沿墙体四周均匀散布到基坑中，由人工摊铺整平，四周同步回填均匀上升，回填高程差不超过0.5m。

2.2.4 钢管安装施工

施工工序为施工准备→穿墙钢管安装→弯管安装→探伤检测→焊缝防腐处理。钢管运输到施工现场后，由专职人员进行检验，合格无误后，使用吊车将管件逐一卸下，放置于指定存管位置或直接进行安装。阀室墙体钢筋安装施工时，放线定位出穿墙钢管位置，钢管吊装就位后采用点焊、绑扎方式固定并复核其高程及左右偏差。检测无误后进行阀室墙体混凝土施工。

钢管吊装就位后校测钢管位置以及管口圆度，校测合格后进行焊接。每节钢管焊接完毕后，按照技术检验要求对钢管进行超声波探伤。确认探伤符合设定要求后，将焊渣、毛刺等杂物清理打磨干净，内壁8701环氧涂料防腐，外壁聚乙烯3层结构(3PE)防腐。

2.2.5 水机设备安装工程

(1)桥式起重机安装

在已就位的上下游两根吊车梁上分别安装型号为QU70、长度15m的两根钢轨，钢轨采用M20×200螺栓、螺母、垫片安装固定。钢轨安装调直满足要求后，在阀室外东侧卷闸门前采用75t汽车吊按照先后顺序将起重机主梁、次梁及其附件吊装安置于已安装完成的QU70钢轨上进行配套组装连接。

(2)半球阀安装

在进行安装设备前，根据设备设计安装高程、轴线及桩号，做好设备安装基础支架，在安装工作面将设备厂家提供的法兰与自制的排气三通钢管进行焊接组装。设备安装焊接时，采用安装完成并经过调试合格的桥式起重机进行吊装施工。法兰连接的设备，在组装和安装时螺栓、螺母、垫圈与橡胶垫片均按照合同及设计文件要求安装，螺栓、螺母采用力矩扳手拧紧，焊缝连接部位，焊缝满足设备焊接的各项施工及检验要求。

2.2.6 电气设备安装工程

在设备安装前，备齐安装所需的垫圈、螺栓、电力电缆、槽钢等材料。在设备安装前，依据合同、规范要求由专人负责检查验收，无误后进场安装。配电设备运送至现场后，使用20t汽车吊以及人工辅助将其安装就位。按规范要求连接出线电缆，箱体可靠接地并检查所有的接线端子是否接触良好。将已制作的电缆保护管、电缆架，按照设计图纸进行安装，之后敷设电力电缆。按照产品说明书进行配电设备接线、调试，最后对照设计要求进行相关项目的电气试验检查，做好相关记录。

2.2.7 设备的调试

设备的调试主要是对设备安全性能和使用效果进行检查。首先应检查装置内已安装的电器元件和接线是否与设计图纸一致，以及是否满足设备自身的技术条件，然后应检查进出线电缆连接是否安全，接触是否良好，以及接线是否正确，接地是否可靠；检查完毕后，对变配电设备进行测试，并带电试运行，做好记录。

2.3 施工质量管理

依据本工程的施工内容及特点，工程以GB/T 19001—2000标准为指南，建立制度规范的质量保证体系，完善施工质量管理办法，合理安排项目部人员分工，明晰各级质量管理职责，为工程实现高质量管理模式奠定基础。

(1)建立领导组织机构，形成以项目经理为主要责任人，以常务副经理、质安环部部长为二级负责人的质量管理领导小组，由各管理部门及施工片区负责人组建质量管理机构，定期开展质量评优活动，有利于建立员工的工作责任感。

(2)建立健全的质检机构，施工企业项目部配备专业的质检人员，并全部为持证上岗。对工程进行全面的质量监督和检查工作，需经过“三检”程序，即施工班组自检、质检员复检及项目部质检工程师终检，确认质量合格后，才能报请监理联检，待联检通过后便能开展下一阶段的的施工工作。

(3)严格把关工程各个施工工序和材料，以保证施工质量与安全。施工前质安环部需要与施工技术人员进行对接，使其熟练掌握施工质量要求、控制点及基础措施。质检人员也会对施工过程进行质量监控，当施工过程中出现违反技术规范行为时，质检人员会要求终止施工行为，并责令限期整改。对于施工所用的材料必须做好出入场登记，并按照施工要求进行相应的质量检测，以防施工现场出现不合格的材料影响施工进程与安全。

(4)工程项目部委托山西碧蓝工程质量检测有限公司对施工选用材料、中间产品进行常规性检测。

(5)施工资料应交由专职资料管理员定期进行归纳与整理，资料管理应按照及时、真实、准确为原则，认真归档与妥善管理。

3 实施初步效果

3.1 经济效益

项目实施后，农村生态环境得到较大改善，并进一步调动农民生态用水的积极性和高效节水的主动性，有利于生态水利的稳步发展。永定河生态补水工程建设不仅提升了区域的用水条件，同时为现代化基础建设提供了灌溉条件，促进了“种植+养殖+经济实体”模式的形成，调整了农业种植结构，使区域经济发展更加多元化。

3.2 社会效益

项目的实施推动了农业产业结构调整，为区域化种植和规模化经营奠定了基础，优化水资源配置，进一步改善了区域的生产生态环境，有利于农业产业化和经济的长效发展。

4 经验与思考

(1)充分做好前期调研工作，熟悉掌握现场情况与相关资料，才能根据需求合理设计工程施工方案。由于水利工程受客观条件的因素较多，例如水文、气象、地质地貌等，因此，必须充分掌握施工区域资料并进行科学分析论证，才能保障施工安全，实现工程的预期效益。

(2)认真学习并熟悉合同文件合同文件是设代工作的依据和准绳，也是承包人在施工中始终应遵循的工作标准，不能随意修改和降低。因此，设计人员必须学习和掌握相关合同文件和技术标准，从而正确履行设代任务，较好地实现合同目标。

(3)水利工程，实际地形、地质条件变异性较大，其设计与实际有一定的差异，施工工程难免会遇到一些不可预见的不利情况，给施工带来困难，及时解决这些问题，就必须在施工过程中加强设代工作力度，实时掌握施工现场情况，根据实际情况及时做出设计修改或变更，处理好工程问题，并及时对设计文件中的缺陷进行修改，才能满足施工要求。

(4)从工程设计到验收竣工，并不能一蹴而就，而是一个动态完善的过程，需要建设单位、施工单位和设计单位之间相互配合，协力推进工程的顺利运行。同时工程设计方案的落地，也能让设计人员找到理论与实践之间的差距，为以后的设计提供了宝贵的经验。

(5)下一步应对工程厂区进行美化、绿化；完善消力池出口与河道的衔接，保护已有建筑物。

5 结语

生态补水工程建设是一项惠及民生的重点建设工程，在工程建设中，只有让群众认识到工程建设的重要性，并从中受益，才能推动各地区生态补水工程的顺利开展。永定河生态补水工程竣工至今，已产生良好的社会效益和经济效益，但在质量检测、人员协作等方面还需优化管理，因此，今后在生态补水工程建设中应及时总结经验，定期优化建后管理环节，进而保障水利工程建设与管理的效益和质量。