吹填施工“虹吸法輔助泄水”施工工法

王國鋒

摘 要：吹填區泄水一般采用圍堰直接開口泄水和圍堰埋管泄水兩種方式，施工成本較高且泄水口的位置受很多限制。本文介紹了利用虹吸現象進行吹填區泄水的施工方法，在實際施工中得到了充分驗證，取得了良好的施工效果和經濟效益。

關鍵詞：吹填施工 泄水口設置 虹吸現象

1.前言

吹填區泄水工藝一直以來都是吹填施工中的一個關鍵性問題。泄水方式能夠直接影響到施工成本和吹填區的施工質量。目前的泄水工藝常用的主要有兩種，一是圍堰直接開口泄水，二是圍堰埋管泄水。兩種泄水方式的共同點是都需要對圍堰進行破壞，泄水口位置形成后難以進行改動。本工法為一種不需要對圍堰進行破壞，而且泄水位置較為靈活的泄水方式。

2.工法特點

在吹填區無足夠的泄水通道，或泄水通道制作特別昂貴時利用“虹吸法泄水”減少了施工成本，方便進行泄水控制。泄水用管道可以重復利用，施工完畢后可以回收，降低了施工成本。

3.適用范圍

在吹填區無足夠的泄水通道，或泄水通道制作特別昂貴的吹填施工區，如濰坊市濱海經濟開發區白浪河清淤（二期）工程第三吹填區，東側、南側均為白浪河的河堤，不能進行破壞，西側為在建道路，無法泄水，北側為原有鹽田的泄水溝，不能滿足泄水需要。因此在此使用了虹吸管輔助泄水工藝。

4.工藝原理

虹吸現象是液態分子間引力與位差能造成的。即利用水柱壓力差，使水上升再流到低處。由于管口水面承受不同的大氣壓力，水會由壓力大的一邊流向壓力小的一邊，直到兩邊的大氣壓力相等，容器內的水面變成相等高度，水就會停止流動。利用虹吸現象很快就可將容器內的水抽出。

實際施工中采用的虹吸管為直徑15cm的牛筋管，管內水流流速為3m/s，單根小時泄水能力為190m3/h。

5.操作工藝流程及操作要點

5.1施工工藝流程

選擇虹吸管安放位置。根據泥塘的結構以及圍堰的情況，選擇合適的泄水位置，用于安放虹吸管。在圍堰頂開挖安放虹吸管的淺槽，用于保護虹吸管不被從圍堰上通過的車輛壓壞。將虹吸管安放在開挖的淺槽內，吸水口一端沒入吹填區水中約半米，排水口一端根據虹吸管長度安放好，如圖1。

因排水口處會長期受水流沖刷，需要加以保護，以免影響圍堰或虹吸管的安全。首先將虹吸管出水口用塑料布封住，用鐵絲扎緊，確保不漏水。將虹吸管吸水口用繩索拴住，將管口拉起，順圍堰靠近泥塘一側擺放，并且使管口位置為虹吸管的最高點。用水泵向虹吸管內灌水（如無水泵或虹吸管較短，也可用水桶灌水），使虹吸管內的水充滿。管內部分位置若有氣泡，可采用逐步抬高其附近位置的辦法將氣泡從吸水口趕出。灌滿水后將吸水口也用塑料布封住，用鐵絲扎緊，如圖2。

隨后，將吸水口下放到泥塘內水面以下，由兩名工人同時將吸水口，排水口的塑料布割破，虹吸管即開始運行泄水。然后將排水口，吸水口加以固定，對虹吸管其他位置加以防護即可發揮泄水作用。最后，清理施工現場，恢復現場施工時所臨時破壞的結構物。

5.2操作要點

虹吸管安放時多條虹吸管吸水口的位置不應過近，否則會形成較大漩渦，使虹吸管吸入空氣影響泄水效果，若吸入過多空氣會使虹吸管失效。根據虹吸的原理，虹吸管出水口的高程盡可能低于泥塘內水面高程，高程差別越大，泄水流速越快。虹吸管內灌水時要求管內不能有占管徑一半以上的大氣泡，管內氣泡體積不能超過管內容積的10%，否則極易失敗。

6.設備

牛筋管、鐵絲、塑料布；發電機組一套、水泵一套、鐵鍬、鉗子、鐮刀、繩索。

7.質量控制

虹吸管正常工作后管內不應有氣泡，若有氣泡，可晃動有氣泡位置的管子，將氣泡打碎，隨水流排出；虹吸管兩端用塑料布封口時，要求不能透氣；虹吸管出水口需要水平放置或稍向上翹起；隨著泥塘水位的抬高，應調整虹吸管吸水口的位置，減少吹填土流失。

8.安全措施

對參與本工法作業的人員進行安全教育，為作業人員配備安全帽，防護手套、救生衣等勞保用具；現場水泵，發電機組等設備由專人負責使用；灌滿水下放吸水口時應將繩索繞在木棍上，多人抬著緩慢下放。

9.環境保護措施

施工中應注意燃油等的使用，防止燃油溢漏污染環境；對施工中使用的塑料布等施工完畢后應進行回收統一處理；泄水位置要考慮到對周圍的環境影響，或按照業主的規定泄水。

10.經濟效益

在以往無法正常泄水時，通常采用抽水的方法解決泄水問題，單方成本增加約1.5元。破壞河堤后埋管的方式成本也非常高，且破壞后恢復非常困難。采用虹吸法泄水成本較低，直徑15cm的牛筋管每米售價約55元。按單根虹吸管20米計算，單根售價為1100元，可根據工程需要進行采購，總體造價較為合理。

11.應用情況

本工法在濰坊市濱海經濟開發區白浪河清淤（二期）工程第三吹填區得到了應用，取得了理想的泄水效果。在濰坊市濱海經濟開發區白浪河清淤（二期）工程第二吹填區的死角處用來排除泥塘內的浮泥，效果較為明顯。

在無法進行圍堰破壞構建泄水口時，可以采用在泥塘內構筑溢流堰與虹吸法泄水相結合的辦法做為吹填區的泄水方案。endprint