哈達山輸水干渠工程施工難點分析

馬建國，田春玲

（吉林省水利水電勘測設計研究院，吉林 長春 130021）

1 工程概況

哈達山水利樞紐工程（一期）輸水干渠工程輸水渠道長96.84km，渠首引用流量175m3/s，渠尾入花道泡流量100m3/s，渠道底板高程136.54～131.15m；渠道底寬由80m漸變為30m；渠道邊坡比1∶2.5；渠道樁號33+623.18段之前底坡為1/25 000，樁號33+623.18段之后底坡為1/20 000。渠道大部分為全挖方，只有少部分為半填半挖。輸水干渠樁號0+000～2+094段為新開挖渠道，樁號2+094～32+765段渠軸線與現有前郭灌區一總干及四引干渠道相重合，在原有老渠道上擴建。樁號32+765～96+838段均為新開挖渠道。

2 工程地質條件

區域內地勢較平坦，微有起伏，沿渠道地面高程最高為海拔149.0m，最低為133.3m，相對高差較小。渠底巖性從上至下依次為淤泥質壤土、黃土狀壤土、粘土和壤土層，局部為細砂，透水性弱。地下水位高程在133.60～140.46m之間。淤泥質壤土、黃土狀壤土層近粉土，抗沖刷能力弱，渠道開挖最大深度20m，施工時存在高邊坡的穩定問題。

3 施工難點

（1）渠道開挖時降水排水問題。本工程施工的主要難點是工程沿線長，地下水位高，根據試驗段施工經驗，如果不降水主要存在以下幾方面問題：一是坡腳嚴重失穩，無法形成設計邊坡及腳槽開挖，無法有效保證護坡工程施工質量；二是土方機械無法在渠底行走、清坡，渠道設計斷面難以形成；三是土方開挖及運輸效率低。

（2）開挖料棄渣問題。渠道主要為開挖渠道，棄渣量較大，總棄渣量達3 745.40×104m3，如果采取臨時占地，涉及占地面積較大，征地及恢復均較困難。

（3）穿越泡塘施工。渠道沿線多次穿越泡塘，而且泡塘面積較大，施工難度較大。

（4）輸水干渠利用前郭一總干及四引干段渠道，施工工期短。受前郭灌區灌田期渠道輸水限制，即在每年的4月末至9月上旬期間，此渠道擔負向前郭灌區輸水灌溉任務，施工只能在輸水前及停水后才能進行，有效工期縮短。同時此段渠道為半填半挖渠道，土方填筑需利用開挖料，而9月份渠道停水后渠底土含水量大，地下水位高，短時間內開挖料含水率很難達到填筑要求，另外此段渠道交叉建筑物較多，主要為分水閘、節制閘及農道橋工程，施工干擾特別大。

4 解決方案

（1）渠道開挖時降水排水方案

為了便于工程開工后能順利進行，主業單位于2008年末邀請國內有經驗降水專家在試驗段附近進行了降水試驗，參照降水試驗成果，提出降水方案設計。

根據試驗段的情況，設計的降水范圍定在地下水位高于設計渠道底高程1m以上部分，低于1m以下部分采用明排方式，降水試驗主要針對小井降水方法進行，參照小井降水試驗成果進行渠道降水設計：渠道樁號28+200以前為利用前郭一總干及四引干老渠道擴建，而且此段地下水位大部分低于設計渠底，可采用明排方式解決；從樁號28+200以后均為新開挖渠道，地下水位也相對較高，設計采用小井降水，小井均布置在渠道內坡腳處，兩行井采取品字形布設。地下水位高于渠道底高程1～2m之間時井距取40m，地下水位高于渠道底高程2～3m之間時井距取30m，地下水位高于渠道底高程3m以上時井距取20m。小井深均取37m，井內徑為100mm，填礫厚度100mm，井孔直徑為300mm。井管采用DN100PVC塑料管，壁厚3mm，接頭為承插粘接，井管除上部4m為實管、下部2m為沉淀管外，其余均為濾水管。濾水管進水孔采用φ12圓孔，每延米240孔，品字型布孔，孔隙率為9％～10％。包網采用100目尼龍籮底兩層，管壁外回填100mm厚粗砂至管頂。電機選用小井用三相潛水電泵，設計流量5m3/h，設計揚程48m，電機功率1.5kW，渠道沿線需打井4 416眼，總臺班397 440個。

在打降水井之前首先開挖地下水位以上的土方，挖到地下水位時停止開挖，打井降水，待地下水位降到設計高程時再開挖至標準斷面。

（2）開挖棄渣堆放方案

渠道沿線涉及水田及旱田區域較少，主要為草地及泡塘，吸取南水北調施工經驗，本工程棄渣占地采取永久占地方式，沿渠道每隔2km左右征一處棄渣場，征地盡量選在荒地、草地及泡塘。同時為盡量減少占地面積，結合施工難度，設計棄渣堆放高度平均為7m，沿線共設41處棄渣場，棄渣場邊緣與渠道相接。這種棄渣方案既減少了占地面積，也消除了因臨時征地難以恢復的原因而與沿線百姓之間所產生的矛盾，為工程順利實施創造了有利條件。

（3）穿越泡塘施工方案

輸水干渠沿線穿越3個大小不等的泡溏，分別為有字泡、陶字泡和唐字泡，其中有字泡和陶字泡在渠道穿越地段沒有集水，可按正常施工方法施工，即先降水后開挖。在穿越唐字泡處水位較高，泡子底最低處地面高程在133.1m左右，施工時水位在136.0m左右，跨越泡子處渠道長度約2 100m。通過對水下開挖和修圍堰兩個方案進行比較，最后采取了從兩端進占修筑圍堰，形成封閉基坑的施工方法，形成基坑后進行基坑排水，采用井點降水后進行開挖至標準斷面，進行渠道襯砌。圍堰頂寬15m，邊坡比1∶5，圍堰頂高程137.0m，圍堰填量 27×104m3。

（4）利用前郭一總干及四引干段渠道施工方案

施工方案確定在4月末老渠道通水前將渠道內土方開挖清運到渠堤外進行降水晾曬，在秋季進行填筑時達到填筑要求，通過實踐證明此施工方案達到預想效果，此段渠道及交叉建筑物施工期均安排在渠道通水前及停水后進行施工。