張自力，孫連堆
(滄州市供水總公司，河北滄州061000)

　　摘 要：介紹了滄州“改水降氟工程”中供水管道途經(jīng)南排河(河床為流沙土壤)時(shí)帶水作業(yè)的施工措施，可供類似工程借鑒。
　　關(guān)鍵詞：供水工程；過河管；施工
　　中圖分類號：TU992.05
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2001)04-0062-02

　　“改水降氟工程”是滄州市重點(diǎn)工程，由東水廠、輸水管線和市區(qū)管網(wǎng)改造工程組成。輸水管線工程南起大浪淀水庫，北至東水廠，管線全長19.7 km，管徑為DN1 200，管材選用預(yù)應(yīng)力混凝土管(管線途經(jīng)八條河流、穿越兩條國道及京滬鐵路處采用鋼管)。

　　1　工程中遇到的問題

　　南排河位于滄州市南約8 km處，河道寬140 m，南側(cè)河堤寬60 m，北河堤寬110 m，河堤高出地面4.2 m，為沙性土壤。南排河是重要的排灌河道，也是本項(xiàng)工程的必經(jīng)之路，而且是工程中施工難度較大的環(huán)節(jié)。原設(shè)計(jì)過河管道為倒虹吸管，設(shè)計(jì)DN1 200，鋼管長360 m，河道兩側(cè)各設(shè)DN820排水管一根。由于1996年為豐水年，降雨較多，為此滄縣水利局在南排河存儲(chǔ)了約2 000×10⁴m³水，用于來年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。施工地段南排河河道水位5.5 m，河底高程1.2 m，水深4.3 m，據(jù)地質(zhì)資料記載：該地段河床為流沙土壤，帶水作業(yè)難度較大，很難達(dá)到理想的施工效果。

　　2　施工方案的比較

　　鑒于河道現(xiàn)狀及工期的緊迫性，工程技術(shù)人員及有關(guān)專家經(jīng)多方論證，提出如下施工方案：
　?、賰蓚?cè)打堰方案
　　從上、下游各100 m處填筑土堰，堰高超出水面1.0 m，堰頂高程約6.5 m，頂寬4.5 m，需土方約3×10⁴m³，施工時(shí)壩體的密實(shí)性要求較為嚴(yán)格，待圍堰完成后排除明水，按正常施工程序施工。但考慮到水的滲透壓較大，很難通過打井降水達(dá)到施工條件，并且工期較長，土方量過大且取土較難，投資較大，該方案很難實(shí)現(xiàn)。
　?、诖驑都芸辗桨?BR>　　該方案在河內(nèi)打800 mm鋼筋混凝土樁18根，每根樁高約10 m，管道架于樁上，并做好保溫防腐工作，施工時(shí)需建浮橋一座。由于河底為流沙底槽，帶水施工難度較大，且工期難以保證，造價(jià)也過大，不易實(shí)現(xiàn)。
　?、鄞箸P刮底方案
　　該方案適于流動(dòng)性河流，且河床要為非沙性土壤。而南排河水面靜止，刮出淤泥不能被沖往下游，河床坡角不易刮到，并且河底為沙性土壤，難以達(dá)到設(shè)計(jì)高程，因此該方案難以實(shí)現(xiàn)。
　?、茼敼苓^河方案
　　該方案采用頂管穿越河底，出大堤后管道上翻，該方案難點(diǎn)在于：
　　a.頂管工作坑深達(dá)8 m，排水較難，且河堤為沙性土壤，隨時(shí)有塌方的危險(xiǎn)。
　　b.管道需穿出大堤，長度達(dá)310 m，距離過長，造價(jià)大增，且施工難度過大。
　　c.河內(nèi)水滲漏嚴(yán)重，難以達(dá)到安全施工。
　　鑒于上述原因，該方案也被否認(rèn)?；谏鲜龇治觯覀冋J(rèn)為上述四種施工方法無論從工期、投資及施工難度等方面都是不允許的。

　　3　設(shè)置臨時(shí)管道方案的提出

　　①柔性連接管方案
　　采用兩端有法蘭接口的橡膠軟管，因橡膠軟管使用靈活接口方便。由于管徑過大而生產(chǎn)廠家較少，管線過長而運(yùn)輸不便，且一般橡膠軟管的承壓較低，因此該方案很快被否決了。
　?、谂R時(shí)管道方案
　　先做好臨時(shí)管沉于河底(河底不開挖)，為防止管道應(yīng)力過大，管道兩側(cè)加大支墩面積，河中心填石子支撐，兩側(cè)打樁固定。臨時(shí)管道位于正式管道西側(cè)，與河底斜交叉沉于河底，與兩側(cè)管道斜向連接。待來年5、6月份河道干涸后，圍堰打井降水，再施工正式管道。由于臨時(shí)管道與正式管道之間距離較近，造成施工不便，并且需停水2～3 d。
　?、跠N800臨時(shí)管道方案
　　結(jié)合南排河過河管原有設(shè)計(jì)：兩岸各設(shè)有一根DN800放空鋼管，將臨時(shí)管道的管徑縮為DN800，并且將臨時(shí)管道位置東移至距正式管道20m處，并暫時(shí)與兩側(cè)放空管連接，沉于河底，作為臨時(shí)輸水管道。這樣不僅造價(jià)會(huì)降低，且施工難度大大減少，為此即對該方案做了詳細(xì)的水力計(jì)算：臨時(shí)管道總長240m，正式管道長200 m，不同流量時(shí)其對應(yīng)水力坡度與水頭損失見表1。

　　通過以上計(jì)算可知，采用DN800鋼管在正常運(yùn)行時(shí)，供水泵站開兩臺泵，流量在10.44×104 m3/d時(shí)，水頭損失增加17.64kPa，不影響正常供水。專家組成員一致認(rèn)為，該方案無論從工期、投資、施工難度及可行性上都是最佳方案。

　　4 臨時(shí)過河管的設(shè)計(jì)與施工

　　為了不影響來年枯水季節(jié)正常管道的施工，臨時(shí)管線位于正常管線以東20 m處，兩岸各設(shè)DN1 200閥門一個(gè)，這樣待來年正式管道施工時(shí)，不停水即可完成正式管道的安裝工作。為避免來年枯水期因管道重力而產(chǎn)生的應(yīng)力，采用以下技術(shù)措施：
　?、傧鹿芮?，應(yīng)在河底每隔10 m采用纖維袋裝碎石填至管底進(jìn)行支撐。
　?、诠芫€兩側(cè)下翻彎頭采用混凝土支墩固定，支墩尺寸按中間段管線帶水應(yīng)力進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　?、垡虺两悼赡墚a(chǎn)生應(yīng)力處，尤其上彎、下翻彎頭處，采用?25 mm鋼筋加強(qiáng)強(qiáng)度。
　　臨時(shí)輸水管線于兩個(gè)月后全線貫通，經(jīng)消毒沖洗后正式投入使用，一次試送水成功。南排河地表水經(jīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)利用，在5月末基本用盡，正式管線按原過河管設(shè)計(jì)施工完成后，拆除露于河床上的臨時(shí)管道，剩余部分留做管線檢修放空、排水用。
　　南排河管線變換前后，供水泵站設(shè)計(jì)供水量與出口壓力見表2。

　　通過上述分析可知：管線運(yùn)行情況與設(shè)計(jì)時(shí)所進(jìn)行的水力計(jì)算基本上一致。

　　5　結(jié)語

　　輸水管線投入使用后，結(jié)束了滄州市人民長期飲用高氟水的歷史。為此，該項(xiàng)工程被授予“市長特別獎(jiǎng)”，尤其對南排河過河管的設(shè)計(jì)施工給以了高度評價(jià)，并為類似工程的施工提供了有益的經(jīng)驗(yàn)。

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收稿日期：2000-09-07