景德鎮(zhèn)城市供水源頂管工程對(duì)防洪堤影響分析

黃 海

（江西省水利水電開發(fā)有限公司,江西 南昌 330029）

1 引言

頂管施工是引水工程常見的施工方式,具有非開挖,對(duì)既有道路、河道等工程影響小等優(yōu)勢(shì),在工程實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用。由于頂管工程采用非開挖方式施工,地質(zhì)條件的復(fù)雜導(dǎo)致工程具有一定的不可預(yù)料性,因此,分析頂管工程實(shí)施對(duì)既有工程的影響是十分必要的[1-3]。

景德鎮(zhèn)城市供水源工程擬在第四水廠取水泵房東北側(cè)興建工作井一座,在昌江防洪大堤?hào)|側(cè)興建接收井一座,頂管從工作井出發(fā)至接收井結(jié)束。 工作井開挖直徑13.0 m,開挖深度約27.2 m；接收井開挖直徑7.4 m,開挖深度約26.0 m；頂管長(zhǎng)度約233 m,管徑1.4 m。見圖1。

圖1 過昌江頂管工程平面布置圖

2 既有防洪堤的現(xiàn)狀

景德鎮(zhèn)市城市供水水源（樟樹坑）工程頂管穿越昌江項(xiàng)目附近有昌江左（東）岸的城東防洪堤,具體為景德鎮(zhèn)市城市防洪工程中的城東堤觀音閣至瓷都大橋段（樁號(hào)0-239～1+290.7）,長(zhǎng)1529.7 m。

城東堤觀音閣至瓷都大橋段結(jié)合城市沿江景觀及道路規(guī)劃要求,使防洪堤建設(shè)與沿江公路（青塘路）建設(shè)相協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)打造沿江景觀帶目的。工程實(shí)施段防洪堤為土堤,與瓷都大橋連接段采用“L”型防洪墻。該段地基為雜填土,雜填土較厚,雜填土由煤渣、碎磚塊、碎瓷片及建筑雜土等組成,成份復(fù)雜,土質(zhì)不均,結(jié)構(gòu)疏松,透水性強(qiáng),在堤外高水位作用下地基極易發(fā)生破壞,雜填土以下多為砂礫層,厚度不一,為減少堤身滲漏水量,以及降低堤身浸潤(rùn)線防止堤后產(chǎn)生滲流破壞,原初步設(shè)計(jì)防洪堤采用復(fù)合土工膜防滲,考慮水位降落時(shí),內(nèi)水不能外退,對(duì)迎水坡抗滑穩(wěn)定不利,并且土工膜施工時(shí)容易損壞,土工膜破損后其防滲質(zhì)量不能保證。考慮景德鎮(zhèn)市河流為山區(qū)性河流,洪水陡漲陡落,一般大洪水引起的高水位不超過2 天。當(dāng)洪水過后堤身內(nèi)浸潤(rùn)區(qū)前峰未到地面,通過適當(dāng)防滲措施,使堤身內(nèi)浸潤(rùn)線前峰達(dá)不到地面,從而避免滲漏破壞,粘土堤身結(jié)合開挖截水槽形成粘土防滲體,有效降低浸潤(rùn)線水頭,使堤身內(nèi)浸潤(rùn)線前峰達(dá)不到地面,從而防止下部堤身（雜填土）發(fā)生滲透破壞的目的。

樁號(hào)0-239～1+015 段,長(zhǎng)1254 m,該段為新建土堤,堤段設(shè)計(jì)洪水位為35.79 m～35.31 m,設(shè)計(jì)堤頂高程為37.29 m～36.81 m,堤身采用粘土填筑,下設(shè)4.0 m深截水槽；堤頂寬5.0 m,設(shè)1.0 m高欄桿,背水坡坡比1∶2.5,采用草皮護(hù)坡,坡后為20 m寬壓浸平臺(tái),平均厚度1.5 m。迎水坡坡比1∶2.5,采用草皮護(hù)坡,堤腳22.50 m高程處平臺(tái),寬度1.5 m～12.0 m。平臺(tái)外為拋石固腳,頂寬1.5 m,坡比1∶3.0,再外拋厚1.5 m,寬5.0 m的水平護(hù)坡。城東堤頂管穿越昌江項(xiàng)目所在堤段（樁號(hào)0-239～1+015段）采用粘土堤身結(jié)合開挖截水槽形式進(jìn)行過防滲處理,粘土堤身結(jié)合開挖截水槽形成粘土防滲體,有效降低浸潤(rùn)線水頭,使堤身內(nèi)浸潤(rùn)線前峰達(dá)不到地面,從而達(dá)到防止下部堤身（雜填土）發(fā)生滲透破壞的目的。

樁號(hào)1+015～1+290.7段,長(zhǎng)275.7m,該段“L”型防洪墻為瓷都大橋連接過渡段,墻高4.76 m,底寬4.76 m,墻厚0.35 m～0.8 m,底板厚0.4 m～0.60 m,墻下設(shè)4.0 m深截水槽,墻頂高程36.81 m～35.76 m,頂寬4.65 m,上設(shè)1.0 m高防浪攔板,防洪墻后為格賓擋墻,高度0～4.0 m；防洪墻上游面設(shè)5.2 m～6.2 m寬平臺(tái),上游坡比1∶2.0,采用草皮護(hù)坡,堤腳為格賓擋墻,高度0～3.0 m。墻外為拋石固腳,頂寬1.5 m,坡比1∶3.0,再外拋厚1.5 m,寬5.0 m的水平護(hù)坡。防洪墻下為雜填土,雜填土較厚,堤基承載力小,難以滿足砼防洪墻地基承載力要求,需進(jìn)行地基處理。采用開挖換填地基,回填礫質(zhì)土碾壓,要求基礎(chǔ)承載力大于12 t/m2。

景德鎮(zhèn)市城市供水水源（樟樹坑）工程頂管穿越昌江項(xiàng)目左（西）岸接收井所在堤防斷面位于樁號(hào)0+962 處,設(shè)計(jì)洪水位為35.33 m,設(shè)計(jì)堤頂高程為35.85 m,堤身由粘土填筑而成,目前尚在建設(shè)之中。堤內(nèi)路面高程34.00 m,建成后堤高1.85 m。

3 施工對(duì)防洪提的影響分析

頂管施工工藝流程見圖2。

圖2 頂管施工工藝流程

景德鎮(zhèn)市城市供水水源（樟樹坑）工程頂管穿越昌江項(xiàng)目所有設(shè)施都不在附近防洪堤斷面內(nèi),見圖2,雖然左（東）岸頂管接收井邊緣離城東堤（為新筑土堤）背水面堤腳線只有12.45 m,表明其對(duì)旁邊城東堤滲流穩(wěn)定的影響很小。

圖3 頂管與堤防剖面位置關(guān)系圖

此外,接收井建造既不破壞城東堤粘土堤身,也不破壞城東堤壓浸平臺(tái)后面的截水槽,即不破壞由粘土堤身和截水槽構(gòu)成的防滲體,從另一角度說明頂管穿越昌江項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)旁邊城東堤滲流穩(wěn)定的影響很小。

頂管穿越城東堤防位置在堤面（堤頂）以下25 m處,該處土質(zhì)為板巖（中風(fēng)化板巖）,頂管施工對(duì)堤防形態(tài)影響很小。頂管接收井離城東堤內(nèi)坡地腳線12.45 m,確定接收井基坑開挖范圍和樁位線后,先開挖地表4 m雜填土,合格后施工高壓旋噴樁。樁施工前應(yīng)試樁,確定預(yù)漿液配比、壓力等參數(shù)。高壓旋噴樁是較為常用的方案,施工工藝已經(jīng)成熟,在施工過程中可實(shí)現(xiàn)最低程度的擾動(dòng)[4-7]。

采用以上技術(shù)進(jìn)行接收井基坑開挖,使井壁固結(jié)土體具有良好的整體性、均勻性與抗?jié)B性。加上接收井外緣到城東堤地腳距離12.45 m,堤內(nèi)地面到堤頂過去只有不到2 m的高差,且現(xiàn)在已經(jīng)完全填平（新堤內(nèi)坡填高修建城東沿江路—青塘路改造）,頂管穿越昌江項(xiàng)目附近城東堤因此井外周邊土體性狀變化較小,對(duì)城東堤堤基安全的影響很小。

4 運(yùn)行期影響分析

景德鎮(zhèn)市城市供水水源（樟樹坑）工程頂管穿越昌江項(xiàng)目投入運(yùn)行后,由于過江頂管位于堤頂以下25 m處,同時(shí)在河床最低點(diǎn)2.70 m以下,加上該河段基本無新的沖刷,河床與岸線基本處于穩(wěn)定狀態(tài),過江頂管不會(huì)受水流沖刷破壞,不需要挖開堤防或河床進(jìn)行維護(hù)；即使出現(xiàn)頂管管壁破裂漏水等問題,也可以通過停止輸水在管內(nèi)進(jìn)行焊接維修。故頂管穿越昌江項(xiàng)目運(yùn)行期間對(duì)城東堤安全影響很小。

由于所有設(shè)施都不在河道內(nèi),對(duì)所在河流斷面流態(tài)無影響,對(duì)河道無沖刷與淤積影響,對(duì)項(xiàng)目所在河段的平面形態(tài)不產(chǎn)生影響,對(duì)河道河勢(shì)穩(wěn)定不產(chǎn)生影響,對(duì)附近防洪工程城東堤基本無影響。

但在遇到頂管管壁破裂漏水,同時(shí)頂管管壁與巖孔之間出現(xiàn)較大縫隙,則漏水會(huì)通過接收井進(jìn)入附近城區(qū)。如果汛期發(fā)生這種情況,則會(huì)加大附近城區(qū)洪澇防御壓力。

必須對(duì)頂管破裂漏水情況實(shí)行隨時(shí)監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理,確保頂管管道長(zhǎng)期處于不破裂、不漏水的正常運(yùn)行狀態(tài)。

5 結(jié)論

通過分析景德鎮(zhèn)城市供水源工程過昌江段的實(shí)際情況,研究了工程施工和運(yùn)行期間對(duì)防洪堤的影響。在施工期間選取合理的施工工藝,加強(qiáng)監(jiān)測(cè)預(yù)警工作,可降低工程建設(shè)對(duì)既有防洪堤的影響。由于工程管道埋深大,不會(huì)受水流沖刷破壞,無需開挖堤防、河床進(jìn)行維護(hù),工程運(yùn)行期間對(duì)防洪堤影響亦較小。因此,昌江段采用頂管施工方式較為可行,適宜性較強(qiáng)。