胡星名

摘要：引江濟(jì)淮工程溝通長(zhǎng)江、淮河兩大水系，是跨流域重大戰(zhàn)略性水資源配置和綜合利用工程，工程線路長(zhǎng)、體量大，施工條件復(fù)雜、難度大。為做好施工組織設(shè)計(jì)、合理組織工程施工、保證工程質(zhì)量、縮短建設(shè)周期和降低工程造價(jià)，在系統(tǒng)總結(jié)以往工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的角度，針對(duì)施工組織設(shè)計(jì)中的施工導(dǎo)流、土石方平衡、棄渣場(chǎng)規(guī)劃、施工進(jìn)度安排等方面進(jìn)行重難點(diǎn)分析，提出了相應(yīng)的解決方案和對(duì)策措施，以期對(duì)工程順利實(shí)施和同類工程設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：施工組織設(shè)計(jì);施工導(dǎo)流;棄渣場(chǎng)規(guī)劃;土石方調(diào)配;施工進(jìn)度;引江濟(jì)淮工程

中圖法分類號(hào)：TV68

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1006-0081（2020）12-0017-05

水利工程施工組織設(shè)計(jì)主要包括施工導(dǎo)流、主體工程施工、交通運(yùn)輸、施工工廠設(shè)施、施工布置和進(jìn)度安排等，是設(shè)計(jì)文件的重要組成部分和編制投資的重要依據(jù)，也是工程施工和管理的指導(dǎo)性文件。

如今引江濟(jì)淮工程施工已全面展開，隨著水利工程施工市場(chǎng)的放開，經(jīng)公開招標(biāo)中標(biāo)的承包人不再完全是水利行業(yè)內(nèi)的傳統(tǒng)施工企業(yè)，一大批鐵路、交通、市政、航運(yùn)等部門的施工企業(yè)參與到引江濟(jì)淮工程施工中來(lái)，行業(yè)間的差別可能會(huì)給工程施工帶來(lái)一定隱患。本文針對(duì)引江濟(jì)淮工程施工組織設(shè)計(jì)中的重難點(diǎn)進(jìn)行分析，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)相結(jié)合角度提出了相應(yīng)的對(duì)策措施。

1工程概況

引江濟(jì)淮工程是以城鄉(xiāng)供水和發(fā)展江淮航運(yùn)為主，結(jié)合灌溉補(bǔ)水和改善巢湖及淮河水生態(tài)環(huán)境的大型綜合性基礎(chǔ)工程，是國(guó)務(wù)院確定的全國(guó)172項(xiàng)節(jié)水供水重大水利工程之一，工程可研批復(fù)總投資912.7億元。工程建成后，從長(zhǎng)江下游引水，經(jīng)巢湖，穿越江淮分水嶺，向淮河中游地區(qū)補(bǔ)水，可有效解決沿淮、淮北地區(qū)及輸水沿線工業(yè)和城鄉(xiāng)生活供水不足問(wèn)題，并補(bǔ)充農(nóng)業(yè)灌溉用水，是形成除京杭大運(yùn)河之外長(zhǎng)江、淮河兩大流域的第二條水運(yùn)通道。安徽境內(nèi)輸水線路總長(zhǎng)587.4km，其中利用現(xiàn)有河湖255.9km，疏浚擴(kuò)挖204.9km，新開明渠88.7km，壓力管道37.9km。工程永久征地0.55萬(wàn)hm²，臨時(shí)用地1.03萬(wàn)hm²。工程劃分為引江濟(jì)巢、江淮溝通、江水北送三大段落，工程位置示意見圖1。

2工程施工組織設(shè)計(jì)重難點(diǎn)分析

（1）施工導(dǎo)流及基坑降排水。工程沿線水系眾多，地質(zhì)條件復(fù)雜，施工導(dǎo)流和基坑降排水難度大、涉及面廣。施工導(dǎo)流時(shí)既要考慮現(xiàn)狀河道如派河、東淝河、孔城河等河道上游來(lái)水問(wèn)題，也要考慮沿線支流的匯水問(wèn)題?；咏蹬潘畷r(shí)，要考慮部分河渠底部和建筑物基礎(chǔ)下臥強(qiáng)透水層，且多鄰近明水源，既有切嶺段大范圍的線型深基坑經(jīng)常性排水，也有建筑物基坑和銜接河道常水位下需干地護(hù)坡的局部基坑排水問(wèn)題。

（2）主體工程施工。工程涉及農(nóng)業(yè)、航運(yùn)、城市供水、公路和鐵路交通等多個(gè)行業(yè)，河渠長(zhǎng)、建筑物點(diǎn)多而分散，工程量大，工種多，部分工程工藝復(fù)雜且施工難度大，如沿線的膨脹土邊坡水泥換填土施工、部分建筑深厚軟基的基礎(chǔ)處理施工及淠河總干渠超大跨度鋼渡槽的吊裝等。

（3）棄渣場(chǎng)規(guī)劃。工程棄渣場(chǎng)共80個(gè)，總占地約6080hm²，數(shù)量多且占地面積大，沿線多為耕地，部分河段為城區(qū)段，因此棄渣場(chǎng)規(guī)劃選址過(guò)程復(fù)雜且難度大，如何在節(jié)省投資的前提下，既能滿足規(guī)范要求，又可取得當(dāng)?shù)卣腿罕姷耐?，是工程設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)之一。

（4）土石方調(diào)配與平衡。工程土石方開挖量大，且挖填量分布不平衡，因此做好土石方的綜合規(guī)劃、合理調(diào)配和平衡是減小施工難度和降低工程造價(jià)的關(guān)鍵因素。

（5）施工進(jìn)度安排。工程總工期72個(gè)月，工期緊、工序多，受自然條件制約和社會(huì)環(huán)境影響因素眾多，施工進(jìn)度安排協(xié)調(diào)難度大。如何合理劃分施工單元（標(biāo)段），施工單元內(nèi)如何組織施工次序，做到均衡施工強(qiáng)度，減少各施工工序間的相互干擾，是工程按期完成的關(guān)鍵。

3對(duì)策措施

3.1施工導(dǎo)流方案

（1）施工導(dǎo)流排水的流向應(yīng)按照所處河段現(xiàn)狀流向進(jìn)行。

（2）主要輸水線路兩端受菜子湖、巢湖、瓦埠湖等水位頂托，湖水位以下部分干地施工難度大，施工期經(jīng)常性排水對(duì)于正常湖水位以下不能自排的部分，由設(shè)在端部的臨時(shí)泵站抽排至基坑外，經(jīng)下游渠道的泄水通道排至湖區(qū)。

（3）沿線支流眾多、河道泄量大，根據(jù)不同區(qū)域采用不同導(dǎo)流方式，菜子湖線、江淮溝通南端結(jié)合主體工程施工歸槽導(dǎo)流，江淮溝通北端采用新開明渠方式導(dǎo)流。

（4）河渠開（擴(kuò)）挖遵循“自低向高、逐次推進(jìn)”的原則，即優(yōu)先施工下游排水方向的標(biāo)段或標(biāo)段內(nèi)的區(qū)域，盡量保持下游泄槽高程低于上游泄槽高程，從工序、進(jìn)度上保證上游排水順暢。

（5）老河道擴(kuò)挖時(shí)，根據(jù)河道水位、船舶進(jìn)場(chǎng)條件、河渠底部是否有石方等因素，靠近湖區(qū)的兩端下段河渠采用挖泥船水下開挖，地勢(shì)較高的分水嶺段則采用左右岸交替導(dǎo)流施工的方式。

（6）工程線路長(zhǎng)、工期長(zhǎng)，需從全局角度考慮上下游各設(shè)計(jì)單元（標(biāo)段）的進(jìn)度、工序、排水銜接及防洪度汛。

3.2主體工程施工

（1）樅陽(yáng)樞紐、白山樞紐等建筑物地基差，開挖深度大，需做好深基坑支護(hù)和合理控制地下水位。建筑物群分期施工或不同時(shí)期建設(shè)均存在后施工基坑對(duì)已建建筑物的影響，需要采取基坑安全防護(hù)措施，杜絕深基坑對(duì)已建建筑物的潛在次生不利影響。

（2）新挖河渠主要分布在巢湖、瓦埠湖兩湖之間的分水嶺，受湖水位控制，各段河湖水位以下部位的土石方開挖、崩解砂巖段護(hù)底、膨脹土段處理及護(hù)坡等應(yīng)干地施工，需要采取有效排水措施，并合理組織分段作業(yè)。

（3）淠河總干鋼渡槽結(jié)構(gòu)跨度大，荷載集度大，水荷載變化大，防滲防腐要求高，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地條件和工期要求合理制定吊裝方案。

（4）切嶺地段輸水河渠地質(zhì)復(fù)雜，應(yīng)注重施工中渠坡穩(wěn)定，膨脹土渠坡應(yīng)加強(qiáng)施工期坡面防護(hù)，并規(guī)范好堆棄土;砂基渠槽開挖時(shí)，除了要注意基坑降排水外，還應(yīng)優(yōu)化作業(yè)程序，及時(shí)跟進(jìn)護(hù)坡處理。

（5）根據(jù)土料場(chǎng)分布的狀況，膨脹土邊坡?lián)Q填時(shí)應(yīng)考慮采用非膨脹黏性土換填和改性土換填。對(duì)于弱膨脹土邊坡，采用非膨脹黏性土換填垂直厚度為1.5m，采用改性土換填垂直厚度為1.0m。非膨脹黏性土料源分為河道開挖可利用土料與征地取膨脹土2種方式，改性土料源為就近利用開挖土方中弱膨脹土料源。3種方案的綜合單價(jià)對(duì)比曲線見圖2，由圖可知，從投資角度分析，利用河渠開挖內(nèi)的非膨脹土換填方案的運(yùn)距約14km，與改性土換填方案單價(jià)相當(dāng);另行征地取非膨脹土換填方案的運(yùn)距約6km，與水泥改性土方案綜合單價(jià)相當(dāng)。實(shí)施過(guò)程中，可根據(jù)土源調(diào)查的分布情況來(lái)確定邊坡?lián)Q填施工方案。

（6）膨脹土邊坡?lián)Q填工程量大，換填施工工藝復(fù)雜，特別是水泥改性土加工過(guò)程中要降低土料的含水率至18%以下時(shí)，才能滿足土料破碎后粒徑和均勻性要求。引江濟(jì)淮試驗(yàn)工程采用旋耕機(jī)和路拌機(jī)進(jìn)行翻曬降低含水率的對(duì)比試驗(yàn)，旋耕機(jī)翻曬深度10～15cm，路拌機(jī)翻曬深度25～30cm，單次循環(huán)作業(yè)間隔時(shí)間為1h。兩種機(jī)械的翻曬試驗(yàn)效果見圖3。從圖3中可見，旋耕機(jī)的翻曬效果優(yōu)于路拌機(jī)，因此設(shè)計(jì)采用旋耕機(jī)作為主要翻曬機(jī)械。

3.3棄渣場(chǎng)規(guī)劃

（1）引江濟(jì)淮工程總棄渣量為2.63億m³，共布置80個(gè)棄渣場(chǎng)，棄渣場(chǎng)總占地面積約6079.87hm²，棄渣統(tǒng)計(jì)見表1。引江濟(jì)淮工程的棄渣場(chǎng)選擇不能采取過(guò)去單一地點(diǎn)、棄土量少的工程經(jīng)驗(yàn)做法，應(yīng)事前充分征求地方政府和當(dāng)?shù)厝罕姷囊庖姡凑战?jīng)濟(jì)、地形、地質(zhì)和環(huán)境等因素分析，本著“可行、安全、科學(xué)、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)”的總原則，在總體棄土合理調(diào)運(yùn)、經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的前提下，兼顧地方行政管轄范圍分界的管控及新農(nóng)村發(fā)展要求，采取分段集中和全線分散相結(jié)合的方式規(guī)劃布置。

（2）選擇棄渣土場(chǎng)應(yīng)綜合考慮以下因素：①棄渣土場(chǎng)布置避讓風(fēng)景點(diǎn)、文化、生態(tài)、飲用水源、自然及濕地等保護(hù)區(qū);②棄渣土場(chǎng)布置避讓已建、在建、待建及規(guī)劃近期實(shí)施的高等級(jí)公路、高鐵、特高壓線路、地下管線及重要開發(fā)區(qū)，地下管線重點(diǎn)是石油管道、天然氣管道及國(guó)防通信光纜等;③棄渣土場(chǎng)應(yīng)避免布置在地質(zhì)災(zāi)害區(qū)、大斜坡上、墳?zāi)姑芗虻匦纹鸱^大區(qū)域，且棄渣土場(chǎng)布置不得影響附近建構(gòu)物和地基穩(wěn)定;④優(yōu)先選擇地勢(shì)低洼、少拆遷、不影響灌溉水系的就近區(qū)域，或優(yōu)先選用旱地，特別是首先利用提水灌溉旱地，充分考慮棄渣土場(chǎng)的后期再生利用;⑤盡可能遠(yuǎn)離生活區(qū)，運(yùn)輸棄土的臨時(shí)施工道路，盡可能繞過(guò)村鎮(zhèn)，遠(yuǎn)離學(xué)校、醫(yī)院等人群集散區(qū)，減免施工對(duì)當(dāng)?shù)乩习傩丈钤斐筛蓴_;⑥渣土棄置場(chǎng)應(yīng)結(jié)合復(fù)耕要求復(fù)原原地層結(jié)構(gòu)堆放，或考慮后期開發(fā)利用進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，如將膨脹土堆放在底部，石碴用于排水設(shè)施即堆放下部盲溝或填方外邊陡坡處，后清除的棄渣場(chǎng)塊表土和開挖土直接覆蓋在已堆滿的場(chǎng)塊上，便于復(fù)耕或開發(fā)綠化。

3.4土石方調(diào)配與平衡

（1）需要逐段進(jìn)行合理的綜合規(guī)劃，通過(guò)進(jìn)度協(xié)調(diào)，盡可能挖填結(jié)合，并在挖方遠(yuǎn)大于需求的前提下，做到高料低用，增加開挖料的直接利用率，減少中轉(zhuǎn)。

（2）為減少河湖段堤防工程征地取土，充分利用排泥區(qū)置換取土，但排泥區(qū)須在汛前充填到預(yù)定高度，滿足安全度汛要求。

（3）開展棄土綜合利用的研究工作，進(jìn)行技術(shù)合理性和經(jīng)濟(jì)可行性分析，將引江濟(jì)淮工程棄土用于沿線周邊交通、水利、市政和農(nóng)業(yè)等建設(shè)的綜合利用規(guī)劃，減少取土區(qū)和棄渣場(chǎng)征地，并在開工前做好取土區(qū)和棄渣土區(qū)的準(zhǔn)備工作。

（4）采用線型規(guī)劃方法，對(duì)征地取土和遠(yuǎn)距離利用開挖方進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，盡量挖填結(jié)合，減少棄土和取土征地，最終尋求最優(yōu)的土石方平衡和調(diào)配方案。以菜巢分水嶺為例，共分為13個(gè)設(shè)計(jì)單元，為C₁～C₁₃;棄渣場(chǎng)共31個(gè)，為Q₁～Q₃₁;設(shè)A_{i/sub>為第i設(shè)計(jì)單元的棄渣量，Vj為第j個(gè)棄渣場(chǎng)的棄渣容量，Xij為i設(shè)計(jì)單元運(yùn)至j棄渣場(chǎng)的棄渣量，Yij為i設(shè)計(jì)單元運(yùn)至j棄渣場(chǎng)的平均運(yùn)距。}

根據(jù)以上的線性規(guī)劃數(shù)學(xué)模型進(jìn)行迭代計(jì)算，求出目標(biāo)值，再考慮進(jìn)度安排、場(chǎng)地條件和運(yùn)輸條件等因素，最終得出較為合理的土方平衡和調(diào)配。

3.5施工進(jìn)度安排

（1）樞紐工程和兩個(gè)切嶺段是整個(gè)引江濟(jì)淮工程施工進(jìn)度的控制性工程。樅陽(yáng)引江樞紐、蜀山泵站樞紐以及跨河鐵路改線段、市政橋梁工程等骨干工程建設(shè)內(nèi)容是進(jìn)度控制的重要內(nèi)容。淠河總干渠渡槽移位改建規(guī)模大、施工工序多、施工條件復(fù)雜，是制約本工程總工期的關(guān)鍵項(xiàng)目，條件成熟宜盡早開工建設(shè)，為工程按期完成或提前發(fā)揮效益奠定基礎(chǔ)。

（2）鑒于每個(gè)區(qū)段的渠道較長(zhǎng)，優(yōu)化段內(nèi)施工先后批次，同一批次工程項(xiàng)目以跨河交通橋?yàn)槭着鷦?dòng)工項(xiàng)目，然后土方跟進(jìn)作業(yè)，渠道護(hù)坡、護(hù)底處理隨開挖分層有序交替進(jìn)行。擴(kuò)挖河段先堤防后護(hù)坡，交叉穿插安排穿堤或溝口涵閘等其他渠系交叉建筑物工程施工。

（3）工程戰(zhàn)線長(zhǎng)，分段組織實(shí)施，且每段工期均較長(zhǎng)，逐段工程完工后應(yīng)對(duì)各段落統(tǒng)一進(jìn)行沿線岸上清理和河渠清底，宜將相關(guān)水土保持、環(huán)境綠化及河湖疏浚等項(xiàng)目安排在工程后期進(jìn)行，避免相關(guān)處理二次進(jìn)場(chǎng)。

（4）受專項(xiàng)設(shè)施和影響處理工程施工的進(jìn)展干擾大。沿線高壓電線、通信線路的遷移，以及地下管線移設(shè)等專項(xiàng)設(shè)施應(yīng)盡早安排落實(shí)。

（5）涉及鐵路和重要公路（橋梁）改線或加固需提前協(xié)調(diào)落實(shí)，并宜優(yōu)先實(shí)施，以便工程后續(xù)項(xiàng)目有序進(jìn)行，確保工程施工進(jìn)度。

（6）永久征地、施工場(chǎng)地征遷、棄渣土區(qū)的移民和清理工作等應(yīng)在工程籌建期內(nèi)完成，為工程施工單位進(jìn)場(chǎng)施工創(chuàng)造條件。

（7）工程總土石方開挖量37007.5萬(wàn)m³，土方填筑量6761.2萬(wàn)m³，水泥改性土換填量1601.2萬(wàn)m³，混凝土澆筑量927.8萬(wàn)m³。應(yīng)盡量做到均衡施工強(qiáng)度，減少各施工工序間的相互干擾，力爭(zhēng)勞動(dòng)力、機(jī)械設(shè)備、材料、資金的均衡投入，工程分年度施工強(qiáng)度曲線見圖4～5。

4結(jié)語(yǔ)

引江濟(jì)淮工程中兩段分水嶺和八大樞紐是工程的核心部分和關(guān)鍵點(diǎn)。本文從施工組織上分析了工程施工的重難點(diǎn)，并提出了相應(yīng)的對(duì)策措施，希望對(duì)工程順利實(shí)施和類似工程設(shè)計(jì)提供參考。

建議在工程實(shí)施過(guò)程中，針對(duì)施工重難點(diǎn)如淠河總干渠鋼渡槽的吊裝、膨脹土邊坡?lián)Q填施工工藝、深厚軟基處理施工等，由業(yè)主牽頭，設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理及科研單位共同成立研究小組，通過(guò)試驗(yàn)、研究、科研等方式為工程施工提供技術(shù)支持。

（編輯：唐湘茜）