导流方案

北京市南水北调配套工程南干渠工程第二标段

防

渗

施

工

导

流

方

案

中铁隧道集团二处有限公司--北京通成达水务建设有限公司联合体南水北调配套工程南干渠工程二标项目部

2010年1月31日

防渗施工导流方案

一、工程概况

南干渠试验段与大兴灌区并行，距离较近，浅埋暗挖段跨汛期施工，为防止灌区渗漏影响施工安全，保证灌区度汛安全，对本标段桩号1+330～2+612段大兴灌渠采用土工膜进行全断面防渗。在重合段上游修筑挡水围堰，通过导流管将上游非汛期来水排到重合段下游，本标段范围内的大兴灌渠（桩号1+330～2+612）两岸入渠污水引入导流管后也排到重合段下游，确保渠道防渗施工过程中非汛期不过流、不积水；占用渠道行洪断面的3#施工竖井施工平台下铺设导流涵管，确保施工期间大兴灌渠不渗漏。

二、编制依据

1、本工程招标文件、施工合同；

2、北京市南水北调配套工程南干渠工程第二标段施工图；

3、有关技术及安全操作规范。

三、施工技术方案

㈠施工导流

1、分期导流

图1 一期导流布置示意图

根据现场及实际情况，首先在防渗施工段的上游修筑横向围堰，再采取分期导流的方法进行施工。施工导流分两期进行，一期导流采用桩膜围堰，布置在灌区的右侧；二期导流采用导流管导流，布置在灌区的左侧，如下图所示。

首先在防渗施工段的上游修筑横向土袋围堰，在纵向及下游桩模围堰施工完毕后，利用灌渠右侧导流，进行左侧的防渗膜施工；在完成左侧的防渗膜施工后，进行导流管的施工；在完成导流管的施工后，利用导流管进行全断面导流，拆除桩模围堰再进行右侧的防渗膜施工，直至完成全部的防渗膜施工，详见图2。

图2 二期导流布置示意图

南干渠浅埋暗挖施工过程中，保留导流管导流，保证平时大兴灌渠干槽；雨季、汛期防渗膜防渗导流，围堰前布置水泵3台用于抽排过量来水至下游；上游围堰在妨碍汛期行洪时拆除。

⑴上游围堰施工

①上游围堰断面的选择：上游横向土袋围堰位于防渗段的上游5米处，土袋围堰的断面布置为边坡较陡的梯形，断面大小除满足抗滑、抗倾覆和防渗的要求外，考虑施工方法及堰顶运草土的要求。选定如下：

堰顶宽：围堰顶宽0.5m。

堰顶高：围堰顶距河底1.5米。

边坡：边坡做成1:1坡度。

堰底宽：堰底宽3.5米。

具体见图3：围堰断面示意图。

上游断面

下游断面

1：

1

1：

1

图3 土袋围堰断面示意图 ②围堰断面的施工

外运土方堆在灌区的左岸，人工将土料装入编制袋中，土袋装填到一定数量后人工进行土袋围堰的修筑。从左岸到右岸推进式修筑，并在左岸围堰下埋设一根设有2道止水环并装有闸门的导流管以备导流管施工时使用。围堰迎水面铺设人工铺设土工防渗膜防，防渗膜从围堰底向上游延伸2.0m 并以编制土袋压实。

⑵桩模围堰施工

依据招标文件提供的水文条件，进行水力计算。

导流明渠底宽取1.0m ，桩模围堰迎水面坡比为1.5，右岸灌渠坡比为0.56，水深按0.5m 考虑，桩模围堰的断面采用三角形断面，安全超高取0.5米，选定桩模围堰高1.0米。

流量计算公式：Q=AC(Ri)1/2

m ——左侧边坡系数m1=1.5，右侧边坡系数m2=3.4

B ——水面上口宽度，B=b+m1h+m2h ；b ——底宽；h ——水深； A ——过水断面积，A=（b+B ）*h/2；

x ——湿周，x=b+h （1+m12）1/2+ h （1+m22）1/2； i ——渠底坡度，实测值为0.0007； R ——水力半径，R=A/x

C ——谢才系数，C=1/nR 1/6，n 为糙率系数，为防渗膜取n ＝0.014； Q=0.65m 3/s ＞0.5m 3/s 经计算导流完全满足要求。

桩膜围堰施工时，先将钢管组成三角形桁架体。人工将成组的三角形钢管桁架体搬运到桩膜围堰所在位置，平整，铺设钢模板，架子间用定型卡子扣紧，模板间用U 型卡子联

结，支撑架体成型后，铺土工膜，并固定牢固。围堰在运行期间设专人进行维护及管理。

一 期 桩 膜 围 堰 施 工 示 意 图

图4 桩膜围堰断面示意图

⑶导流管的施工

导流管的断面及管材的确定：依据招标文件提供的水文条件，进行水力计算。导流管很长，过水能力可按均匀流公式Q=AC(Ri)1/2进行计算,糙率取0.013，管道坡度取0.0015。

经过计算取管径为0.8米时可满足导流要求，导流管采用钢管，内外壁除锈处理，内防腐采用8mm厚水泥砂浆,外防腐采用三油两布石油沥青涂料，法兰盘接头，拆接方便。导流管的施工自上游向下游铺设，首先连接早已铺设在横围堰上的管节，再按顺序自上游向下游铺设管线，使用法兰连接，在管线全部安装完毕后，再开启首节上的阀门，完成导流。钢管规格为DN800，每节管节长度6m，单节管重约1t，采用东风半挂汽车运输。运输前会同监理检查钢管的防腐情况，为防止钢管在吊装、运输、卸放过程中磨损外防腐和造成管身变形，钢管起吊时用软索，钢管放在汽车上预先制作的木托架上，用绳子固定。在卸管和安装管线时，采取措施，在土工膜上面铺设一定厚度的草袋子，防止导流管破坏土工膜。

⑶围堰及导流管的拆除

在南干渠浅埋暗挖施工完成后，进行围堰及导流管的拆除。自下游向上游拆除导流管，导流管拆除采用吊车配合人工方法拆除，最后拆除上游草土围堰。

桩模围堰拆除时将钢架清刷干净，修补整理，涂刷防锈油，运输堆放时避免碰撞，防止弯曲变形，堆放场地坚实平整，并有防雨、排水设施。

2、施工竖井平台导流 ⑴导流涵管的选择

于3#施工竖井平台下铺设导流涵管，施工平台除布置浅埋暗挖设备外，且于此布置临时生活区，占用河道长度100m ，采用承压钢筋混凝土管。

施工平台前水深按均匀流公式Q=AC(Ri)1/2计算，施工平台前河道底宽7.4m ，糙率取0.025，底坡实测为0.0007，左右岸坡边坡系数实测为m1=0.535，m2=0.575，过流能力不小于10年一遇流量9.1m 3

/s ，施工平台前水深计算为1.14m 。

选择导流管管径为2.0m ，按匀流公式Q=AC(Ri)1/2计算，糙率取0.014，管道坡度取0.0007,流量为Q=2.32m 3/s 。9.1/2.32=3.92，管道需要孔数为4孔，导流涵管按116m 长考虑。

⑵竖井防渗膜处理

防渗膜铺设时预留竖井施工位置，防渗膜覆土时防渗膜留够余量可在竖井四周形成防渗结构，如下图所示：

竖井

防渗膜

土体

土体

防渗膜

土体

1、防渗膜施工1、竖井施工

图5 竖井处防渗做法