王宏義

（山西省水利建筑工程局集團(tuán)有限公司 山西太原 030006）

0 引言

近幾年隨著國家對(duì)環(huán)境保護(hù)的提倡和重視，環(huán)保意識(shí)在日益深入人心，河道生態(tài)治理項(xiàng)目建設(shè)工程越來越廣泛實(shí)施。這類工程許多都采用沿河道主槽設(shè)計(jì)漿砌石或格賓石籠岸墻，防止河道過流沖刷，保護(hù)兩岸自然生態(tài)地貌。

工程經(jīng)過前期招投標(biāo)程序中標(biāo)后，施工單位要提前根據(jù)清單單價(jià)結(jié)合現(xiàn)場情況進(jìn)行成本控制，如不能提前核算，精細(xì)化控制量、價(jià)成本支出，可能會(huì)造成項(xiàng)目難以實(shí)現(xiàn)盈利導(dǎo)致經(jīng)營困難。而導(dǎo)流、排水施工受河道水文、地質(zhì)及施工季節(jié)影響，現(xiàn)場基槽地下滲水等情況無法合理預(yù)判的情況下，導(dǎo)流、排水費(fèi)用難以在投標(biāo)時(shí)準(zhǔn)確量化，一般不采用固定單價(jià)據(jù)實(shí)計(jì)量的方式，通常在措施費(fèi)用中以預(yù)估量或項(xiàng)為單位按固定總價(jià)確定，實(shí)際施工時(shí)存在工程量出入較大導(dǎo)致成本超支的風(fēng)險(xiǎn)。所以現(xiàn)場施工時(shí)，要在確保質(zhì)量安全的前提下，科學(xué)合理控制成本，實(shí)現(xiàn)預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益。

1 工程簡介

1.1 工程概況

清漳河是左權(quán)縣境內(nèi)的主要河流，目前牧童村-原莊村段堤防缺失嚴(yán)重，防洪標(biāo)準(zhǔn)低，災(zāi)害頻發(fā)，存在較大安全隱患。治理范圍位于清漳河西源石匣水庫下游，左側(cè)為S319 省道，右側(cè)為山體。清漳河西源現(xiàn)狀縱坡6‰左右，河道寬約20～60 m，治理段全長約6.82 km。工程建設(shè)內(nèi)容為現(xiàn)有堤防加固0.38 km、新建主槽岸墻格網(wǎng)石籠工程4.6 km、灘槽平整146 800 m2、跌水堰海漫工程3 處。工程實(shí)施后，可提高防洪標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)兩岸居民生命財(cái)產(chǎn)及農(nóng)田防洪安全，改善河道生態(tài)環(huán)境，具有一定的生態(tài)效益和社會(huì)效益。

1.2 水文氣象條件

清漳河流域?qū)贉貛Т箨懶詺夂颍杭靖珊刀囡L(fēng)，夏季多雨、無盛暑，秋季涼爽、陰雨較多，冬季漫長而寒冷。多年平均降水量為502.6 mm，其中8 月份降水量最大為115.7 mm；多年平均蒸發(fā)量（20 cm 蒸發(fā)皿）為1 661.7 mm，最大凍土深為0.92 m，無霜期153 d。清漳河治理段控制流域面積1 418 km2。原莊斷面的多年平均年徑流量8778 萬m3，50%年份年徑流量7048 萬m3，75%年份年徑流量4 164 萬m3。經(jīng)過計(jì)算，10 年一遇洪水洪峰流量為501 m3/s。

1.3 地質(zhì)條件

本段清漳西源的流向由北西流向南東，河谷常年有基流。清漳河西源兩岸岸坡陡立，多為基巖岸坡，河谷谷底地形較平坦，本段清漳西源在其發(fā)展和演化過程中，形成了兩級(jí)階地，河谷斷面呈“U”型。

堤防沿線經(jīng)過的地帶主要分布有第四系松散巖類孔隙水。松散巖類孔隙水分布于河床與Ⅰ級(jí)階地卵石混合土、混合土卵石、級(jí)配不良砂層中，含水層滲透系數(shù)19.3～24.5 m/d，屬強(qiáng)透水層。地下水位埋深：河床、河漫灘0～3 m，Ⅰ級(jí)階地3～6 m。兩岸地下水水位均高于河水位，上游水位高于下游水位，兩岸地下水補(bǔ)給河床，孔隙水主要接受大氣降水入滲補(bǔ)給和兩岸基巖裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給。

2 施工導(dǎo)流

河道治理項(xiàng)目施工要順利實(shí)施，首要要解決的問題是導(dǎo)流與排水。由于河道常年過流，而岸墻開挖基槽普遍低于河床1～2 m，如何在滿足基槽設(shè)計(jì)斷面和質(zhì)量安全要求的前提下節(jié)約導(dǎo)流、排水成本，是確保工程整體經(jīng)濟(jì)成本的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

河道治理施工導(dǎo)流應(yīng)在開工前進(jìn)行勘察部署，精心規(guī)劃。河道常年過流，施工期間為創(chuàng)造干地施工條件，一般采用分段設(shè)置縱向圍堰阻隔河道水流與施工作業(yè)面，待主體工程施工至過流面以上高程或完成施工后，再拆除圍堰進(jìn)行下一段施工。導(dǎo)流圍堰要確保穩(wěn)定性和高度，通常采用土石圍堰，結(jié)構(gòu)型式一般為梯形斷面，頂寬2～3 m，圍堰頂高程應(yīng)高于水面1 m 以上。局部流速較大地段和易受水流沖刷部位縱向圍堰需做加固防護(hù)，防護(hù)采用迎水面碼砌袋裝土加固。施工時(shí)使用基槽土方開挖料現(xiàn)場裝編織袋直接運(yùn)至圍堰填筑部位再分層碼垛即可。導(dǎo)流圍堰設(shè)置要結(jié)合各部位計(jì)劃進(jìn)度靈活合理確定圍護(hù)及拆除時(shí)間、位置、斷面，并盡量就地取材采用合格基槽開挖料，兼顧進(jìn)場臨時(shí)道路設(shè)置統(tǒng)籌考慮，在確保質(zhì)量安全的前提下做好投入控制，節(jié)約導(dǎo)流成本。

3 施工排水

排水主要用于導(dǎo)流后基槽開挖過程中河道圍堰滲水、基礎(chǔ)滲水、降水匯水的排除，如果建基面存在滲水而不采取措施抽排水，會(huì)造成建基面無法正常施工作業(yè)，尤其基槽浸水會(huì)影響地基承載力和格網(wǎng)石籠主體穩(wěn)定性。為確保施工質(zhì)量，排水采用在基槽一側(cè)開挖排水溝，排水溝一般寬0.5～1 m，深0.5～1 m，每隔50 m 設(shè)一個(gè)集水坑，結(jié)合現(xiàn)場情況選用匹配揚(yáng)程、規(guī)格、數(shù)量的水泵進(jìn)行明排。

根據(jù)以下公式初步計(jì)算每米長排水溝的滲水量：

式中：Q——基坑一側(cè)每米長度的涌水量，m3/d；

H——地下水位到排水溝底部高度，m；

S——地下水位到基礎(chǔ)底部高度，m；

K——滲透系數(shù)，m/d；

R′——影響半徑R 與基礎(chǔ)一半寬度之和，m；

q——底流系數(shù)。

本工程施工排水采用以下成本控制措施：

1）常規(guī)措施

排水一般采用污水泵或潛水泵，施工部位附近有電網(wǎng)從電網(wǎng)接線作為水泵電源，在電網(wǎng)不方便接取的情況下，采用柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電做備用電源。在圍堰上設(shè)置水泵，直接將基槽積水排入河道。水泵的出水管口放于水面以下依靠虹吸作用降低水泵工作消耗。在水泵排水管上設(shè)置止回閥，以防水泵停止工作時(shí)倒灌基坑。

2）透水層措施

基槽開挖過程中如存在透水層，會(huì)因地表水長年浸潤和地下水相互匯合形成大范圍含水飽和層，基槽開挖施工至建基面時(shí)，基槽四面自透水層返水回流，極大增加排水難度。遇此類情況，一般需在基槽一側(cè)適當(dāng)部位開挖集水坑、水泵集中強(qiáng)制排水，水位下降至建基面以下時(shí)，加強(qiáng)組織突擊施工主體建基面以上基礎(chǔ)。

3）強(qiáng)透水層措施

如遇強(qiáng)透水層則采取自下游向上游先分段分層施工，設(shè)隔水帶阻斷縱向回流，后貫通基槽自流排水的措施、控制排水成本效果顯著。具體方法：縮短基槽縱向開挖分段長度，加快主體岸墻下部施工，隨砌隨填減少透水回流和確?；圻吰路€(wěn)定。在確保開挖建基面基礎(chǔ)滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，必要時(shí)可采取邊開挖、邊砌筑、邊回填同步作業(yè)，并集中突擊透水層以下施工進(jìn)度，后分層臺(tái)階狀進(jìn)行透水層以上岸墻主體施工，通過縮短作業(yè)面和高效施工以降低排水成本（見圖1）。采取以上措施后，因格網(wǎng)石籠結(jié)構(gòu)本身不具備阻水功能，已完成施工部位格網(wǎng)石籠下部會(huì)形成通長縱向滲水通道，通道匯水導(dǎo)致相鄰施工部位排水量大增，所以可因地制宜在適當(dāng)部位2～3 m 間隔開挖或先挖后填（見圖2），阻斷相鄰施工部位滲水回流降低排水成本。分段施工達(dá)到一定長度后，利用格網(wǎng)石籠縱向滲水特點(diǎn)，選擇在下游已完成施工適宜位置（縱坡較大部位）設(shè)置橫向?qū)Я髑?，將匯流水自流排入下游河道以便進(jìn)行上游施工的措施，可有效疏導(dǎo)強(qiáng)透水層上游基槽滲水匯水量，顯著節(jié)約排水作業(yè)成本（見圖3）。

圖1 先行施工滲水位以下結(jié)構(gòu)

圖2 隔水帶示意圖

圖3 下游開挖導(dǎo)流渠自流排水

如遇滲水量過大，導(dǎo)致無法抽排的情況時(shí)，可考慮在河道內(nèi)縱向開挖臨時(shí)導(dǎo)流槽，整體降低此段河道水位，起到降低施工部位滲水水位的效果（見圖4）。但遇到河道內(nèi)已有橫向擋水建筑物抬高水位（如跌水堰、水面景觀等）無法實(shí)施時(shí)，可采取臨時(shí)將主流導(dǎo)流至施工側(cè)對(duì)面過流以減少滲水、或在河道施工側(cè)適當(dāng)部位挖溝換填黏性土阻隔滲水等封閉滲水層的措施。

圖4 開挖導(dǎo)流槽

4）其他有效措施

在實(shí)際施工中科學(xué)、合理進(jìn)行施工組織尤為關(guān)鍵，對(duì)于施工排水來說同樣適用。比如利用冬季河道內(nèi)臨時(shí)道路凍結(jié)適宜運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)及時(shí)運(yùn)料至施工作業(yè)面，進(jìn)入春季枯水期及早部署施工難度較大部位施工，盡量避開汛期和冬季不利施工環(huán)境條件，選擇先難后易分段施工的方案優(yōu)化施工。即在枯水期優(yōu)先進(jìn)行河道窄地質(zhì)差施工困難部位及過流基面高程以下部位施工的措施，可顯著降低排水難度，節(jié)約排水成本。還有將排水與施工臨時(shí)道路灑水養(yǎng)護(hù)用水統(tǒng)籌安排可節(jié)約能耗降低成本。另外在河道過水流量較小、臨時(shí)阻水時(shí)間較短且不影響上游安全的前提下，如地形條件允許，可以采取在上游適當(dāng)位置修筑臨時(shí)橫向圍堰，完全阻斷或設(shè)管道導(dǎo)流，突擊完成影響部位施工后，再拆除圍堰過流的措施也是可取的有效措施（見圖5）。

圖5 橫向圍堰阻斷水流

4 成本控制效果

合同工程施工導(dǎo)流排水措施費(fèi)用為32 575 元，施工過程中通過以上成本控制措施的綜合應(yīng)用，實(shí)際總計(jì)支出費(fèi)用為30 927 元。詳見表1。

表1 導(dǎo)流排水措施合同費(fèi)用與實(shí)際支出成本情況表

表1 中費(fèi)用為該項(xiàng)目合同導(dǎo)流排水費(fèi)用和實(shí)際支出全部導(dǎo)流、排水（含以上措施中黏性土隔水帶、開挖導(dǎo)流渠、增加橫向圍堰等）費(fèi)用對(duì)比。在本項(xiàng)目施工過程中經(jīng)過精心規(guī)劃，科學(xué)勘察論證，實(shí)際支出導(dǎo)流排水成本費(fèi)用為30927 元，占合同費(fèi)用94.9%，合理節(jié)約了費(fèi)用，避免了粗放式強(qiáng)排導(dǎo)致排水費(fèi)用超支的風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)論

根據(jù)施工現(xiàn)場情況及地質(zhì)條件差異，河道治理導(dǎo)流排水措施應(yīng)通過科學(xué)比選進(jìn)行合理成本控制，在深入現(xiàn)場調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，實(shí)事求是研究解決方案。針對(duì)施工中發(fā)現(xiàn)的問題，集思廣益制定對(duì)策，通過現(xiàn)場反饋合理調(diào)整方案，力求實(shí)現(xiàn)質(zhì)量、進(jìn)度、安全、效益的全面提升。