独流减河左堤穿堤泵站埋涵复堤施工技术探讨

2015-12-17朱士权董绍法吴佳坤王利

水利水电工程设计 2015年2期

朱士权董绍法吴佳坤王利

朱士权董绍法吴佳坤王利

天津市西青区对现有4座排水泵站进行更新改造，涝水均由4座泵站通过穿独流减河左堤的埋涵排向独流减河。独流减河左堤为一级堤防，担负着保护天津免遭洪涝灾害的重任，作用极其重要。对4座泵站穿堤复堤施工技术要点进行了阐述，为堤防及泵站的施工安全运行提供了技术保证。

泵站穿堤埋涵一级堤防复堤施工技术

独流减河是天津市一级河道，是大清河系主要的入海河道，设计流量3 600 m3/s，其左堤是天津城市防洪圈的南部防线，全长为67.2 km，为一级堤防。独流减河左堤自建成以来，经受了数次洪峰考验，保护了人民生命财产安全，其作用极其重要。根据天津市排涝总体规划，对宽河、琉城东、南引河及东台子4座泵站进行更新改造，从而将区内的涝水均由4座泵站通过独流减河左堤埋涵排向独流减河。

其中宽河泵站位于西青区精武镇大宽河村西，独流减河左堤，西大洼排水河上，泵站扩建（一期）工程设计流量Q=30 m3/s，泵站总装机容量2 800 kW，设置7台1200ZLB-100G立式轴流泵；琉城东泵站坐落于西青区张家窝镇西琉城村东，西琉排干与独流减河交汇口处，独流减河左岸。泵站设计流量为10 m3/s，设置3台1200ZLB-85型立式轴流泵；南引河泵站位于独流减河左堤里程桩号22+260，为新建泵站。该泵站设计流量Q=30 m3/s，泵站总装机容量2 250 kW，设置5台1400ZLB-135(0°)立式轴流泵；东台子泵站位于独流减河左堤桩号43+300，马厂减河与独流减河交汇处，为排灌两用泵站。新建泵站设计流量15 m3/s，设置5台1200ZLB-125型立式轴流泵。

独流减河左堤已建成多年，沉降早已完成，故穿堤箱涵基础可以不做处理。但鉴于独流减河左堤的重要作用，4座泵站的穿堤箱涵必须在汛前完成，并且穿堤箱涵不能削弱原堤的质量，在施工过程中要严格控制质量。下面就这4座穿堤箱涵的结构形式、破堤方案及复堤要求进行论述。

1 泵站穿堤箱涵的结构型式

宽河泵站穿堤箱涵采用钢筋混凝土3孔一联矩形箱涵，箱涵单孔净尺寸为3.0 m×3.0 m，总长24.5 m。琉城东泵站穿堤箱涵采用钢筋混凝土1孔矩形箱涵，箱涵单孔净尺寸为3.5 m×3.0 m（宽×高），总长26.0 m。南引河泵站穿堤箱涵采用钢筋混凝土3孔一联的矩形箱涵，箱涵单孔净尺寸为3.0 m×3.0 m，总长36.0 m。东台子泵站穿堤箱涵采用钢筋混凝土3孔一联矩形箱涵，箱涵单孔净尺寸为2.7 m×3.0 m，总长为26.0 m。

4座泵站穿堤埋涵典型断面见图1～4。

图1 宽河泵站（一期）穿堤箱涵结构型式（单位：mm）

2 破堤方案

根据4座泵站的工程结构布置、地形地质条件及SL 260—1998《堤防工程施工规范》要求，“土地碾压施工，分段间有高差的连接或新老堤相接时，垂直堤轴线方向的各种接缝，应以斜面相接，坡度可采用1∶3～1∶5，高差大时宜用缓坡”，因此穿堤箱涵施工开挖时，下口高程同穿堤箱涵建基面高程，两侧开挖边坡采用1∶3.0的坡度，在高度方向上每5 m设一马道，马道宽1.50 m。侧向边坡开挖时，采用开凳错台的方式，以利于回填时满足压实度要求。堤身开挖土料设专门场地单独堆放，以备复堤再用。

图2 琉城东泵站穿堤箱涵结构型式（单位：mm）

图3 南引河泵站穿堤箱涵结构型式（单位：mm）

图4 东台子泵站穿堤箱涵结构型式（单位：mm）

3 复堤要求

穿堤箱涵建设完成后进行复堤，主要有以下几个问题需要注意：

（1）穿堤建筑物与大堤本身的结合问题。需防止独流减河河水沿建筑物及大堤结合部位渗透破坏。故设计中考虑在穿堤箱涵做混凝土截水环。

（2）穿堤箱涵与大堤堤身结合处的压实问题。该部位压实难于采用机械设备进行，只能采用人工压实的方法。在施工过程中应严格控制压实度，使之达到设计要求。

（3）出水闸两侧堤身坡面防护问题。穿堤建筑物及出水闸建设及大堤回填完成后，需将出水闸两侧堤身坡面进行预制混凝土块砌筑防护，防护范围15 m，以防止新回填堤身坡面受河水冲刷。

另外在复堤过程中，除满足相关规范要求以外，还应满足以下几方面要求：

（1）复堤土料采用堤防开挖的土料进行填筑。且堤身设计填筑压实度根据规范要求不得小于0.96。并要求施工前按照SL 237—1999《土工试验规程》进行全样击实试验，确定土样的最大干密度和最优含水率，换算出设计干密度进行质量控制。经过试验，最终确定填土的含水量控制在13.5%，填筑完成后复堤土的干密度为1.65 g/cm3，高于原堤土的干密度。根据试验，原堤土及复堤土的技术指标如下表1所示。

表1 原堤土及复堤土技术指标表

（2）填筑前，应对复建范围内堤基、渠坡、渠底进行碾压，碾压遍数6～8遍，土基30 cm深范围内压实度不低于0.96。土方填筑时，应根据试验确定的土料最优含水量、摊铺厚度、碾压及夯实遍数，对填筑过程进行严格控制，采用全程摄录方式，保存影像资料。

（3）铺土厚度不允许超出经试验确定的铺土厚度，且不大于30 cm。碾压采用进退错距法，碾迹搭接宽度应大于10 cm。人工夯实按每层20 m一次性达到要求向前推进，在回填铺土及碾压和夯实时，其推进方向与轴线平行。人工夯实与碾压结合处其重叠部位不应小于0.5 m。对于碾压中出现的漏压及欠压部位以及碾压不到位的死角均采用人工夯实方法进行补救。分段碾压时接茬处应做成不小于1∶3.0的斜坡，碾压时碾迹应重叠0.5 m，上下层错缝距离不应小于1 m。

（4）埋涵周边回填土宜在建筑物强度达到设计强度的70%情况下方可施工；穿堤埋涵两侧填土应保持均衡上升，贴边填筑宜用夯具夯实。

（5）填筑前须先保持埋涵外露面混凝土湿润，填筑时边涂泥浆边铺土边夯实。涂浆高度应与铺土厚度一致，涂层厚宜为3～5 mm，并应与下部涂层衔接。严禁泥浆干后再铺土夯实。