景德镇应急水源工程输水隧洞施工技术
时间：2023-04-15 22:30:02 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
孙 容
(江西省建洪工程监理咨询有限公司，江西 南昌 330000)
1.1 城市水源概况
景德镇市隶属于我国江西省，位于该省的东北部，处于安徽、浙江和江西三个省份的交界位置，坐落于黄山、怀玉山余脉与鄱阳湖平原过渡地带，当前，景德镇市中心城区所拥有的现状水源共来源于两个层面，分别是地下水源和地表水源，在这两种水源中，能够实现城市集中供水的水源主要为地表水，即流经景德镇市的南河和昌江。该市的地下水源大多分布于境内的山地地区和丘陵地区，能够作为城市用水供水水源的地下水并不包括平原地区的地下水资源。整体而言，水源开发利用的程度还处于一个较低的水准。
1.2 工程概况及工程建设背景
本项目全称为景德镇市应急备用水源建设工程 EPC(采购施工)，于江西省景德镇市施工，起点为境内的玉田水库，终点为洋湖水厂。当前，景德镇市中心城区的供水来源呈现出单一化和污染化的现状，中心城区用水面临着一定的困境。为了能够更加有效地面对突发性水源污染，保障景德镇市中心城区居民的正常生活用水，开展应急水源工程的建设至关重要[1]。
2.1 水量保障措施
景德镇市应急水源工程建设的根本目的就在于为中心城区提供更加充足的水源，水量保障是其中的重点。从渠道输水能力的角度出发，周边分布的玉田水库死水位为51.20 m，正常状态下水位可以基本保持在58.17 m。本次项目的施工团队经过现场踏勘和地形图分析之后，对原有渠道的基本情况进行了全面的了解，并在此基础上生成了相应的改造渠方案，将灌溉渠的宽度进行了合理的拓宽，拓宽之后灌溉渠的长度将基本保持在1.5～2.0 m之间，有效水深可以达到1.0～1.2 m，实现了输水能力的有效保障。
由于输水渠道的横截面可以被视作一个矩形，当这种矩形面积不同时，即渠道的宽和水深呈现出差异化特征时，渠道本身的输水能力也会呈现出较大的差异，这种输水能力对比如表1所示。
通过表1中的相关数据可以得知，若想促使应急水源工程达到更为良好的效果，就需要将渠道的尺寸进行改良，并且保持在2.0 m×1.5 m比较适宜，且渠道本身坡度需要控制在0.0002以上。
表1 不同渠道尺寸下渠道输水能力
2.2 服务范围确定
景德镇市应急水源工程的服务范围以景德镇市中心城区为主，共牵扯到罗家组团、高新组团、陶瓷创意新区、浮梁组团、景东组团以及核心组团，图1表示的即为景德镇市应急备用水源建设工程服务范围。本次工程项目以该服务范围图作为基准，开展相应的工程施工，以此保证充足的水量供应。
图1 景德镇市应急备用水源建设工程服务范围图
2.3 工程服务范围需水量确定
在确定实际的应急水源工程规模时，施工团队对应急需水量进行了更加精准且科学的预测，保证了景德镇应急水源工程能够满足该地区居民的实际用水需求，并且在实施之后并未出现水资源浪费的情况。具体而言，景德镇市应急水源工程的需水量确定方案如表2所示。
表2 需水量确定方案
2.4 景德镇应急水源工程结构施工要点
在景德镇市应急备用水源建设工程中，为了保证输水隧洞施工技术应用的有效化，施工单位针对相关结构开展了相应的结构施工，这一环节的施工内容主要包括景德镇市应急备用水源建设工程中的原水输送渠道、加压泵房以及各个建构筑物单体。
2.4.1 抗震设防施工
施工团队为了确保景德镇市应急备用水源建设工程在完成建设之后能够具备良好的性能，可以切实满足景德镇市的用水需求，在抗震设防这一部分投入了较多的力量。在进行这一环节时，施工团队根据中华人民共和国国家标准《中国地震动参数区划图》(GB 18306—2015)、《建筑抗震设计规范(附条文说明)(2016 年版)》(GB 50011—2010)、《建筑工程抗震设防分类标准》(GB 50223—2008)和赣建抗[2009]1 号文件的相关规定，保证了施工的制度化和规范化。景德镇市应急备用水源建设工程的施工场地属于0.05 g地震动峰值加速度区，地震基本烈度为6级，地震反应谱特征周期为0.35 s。基于上述情况，在实际建设的过程中，施工单位建设的加压泵房类型为乙类抗震设防类别，同时采用7级抗震措施，实现了对地震灾害侵扰的有效防范。此外，该工程的基本风压和基本雪压均为0.35 kN/m2。
2.4.2 荷载计算
在景德镇应急水源工程结构施工的过程中，施工团队为保障工程整体施工的严谨性，还开展了相应的工程荷载计算。在这一过程中，主要涉及恒载、活载这两个不同的层面。其中，恒载主要包括钢筋混凝土和钢材两项内容，其荷载分别为25.0 kN/m2和78.0 kN/m2，其他与这项内容相关的数值则根据工程中的实际情况取值；
活载则主要包含地面堆积荷载、不上人屋面、楼梯以及泵房走道板，这四项内容的荷载分别为10.0 kN/m2、0.5 kN/m2、3.5 kN/m2、2.5 kN/m2，其他荷载参考工艺设备条件以及现行荷载规范。
2.4.3 相关建构筑物结构施工
在景德镇市应急水源工程中，还涉及相关建构筑物的结构施工，这也是工程项目施工期间的重要一环。以景德镇应急水源工程中的加压泵房为例，这一建构筑物从外观看属于一个矩形建筑物，整体占地面积287.0 m2。其组成部分共包含高低压配电室以及泵房部分，施工单位在进行这一部分施工时采用现浇钢筋混凝土结构施工。除加压泵房之外，在该工程中，原水输送渠道的结构施工也十分关键。原水输送渠道下端水渠呈现出口字形的封闭状态，宽度为2.0 m，水渠高度则为1.5 m。输送渠道的上端则水渠则呈现出敞开式的状态，其深度为1.3 m，在这一部分施工时，景德镇市应急水源工程施工单位所选择的原水输送渠道结构施工方式同样为现浇钢筋混凝土结构。
3.1 输水管工程
在景德镇市的应急水源工程建设期间，使用到了输水隧洞施工技术，这一技术在该工程中的应用就在于输水管工程的施工。
(1)埋地管道。在对埋地管道上层进行土体的覆盖时，应当对管道维修时的多项影响因素进行更加全方位的考虑，包括工程投资、荷载传递以及空管康复要求和防冻要求等。此外，道路结构层的深度通常应当保持在0.6～0.8 m，并且其与管道之间还应当保持有0.2～0.4 m的间距以发挥保护作用。在全方位考虑管道埋深对成本投入的影响、管道抗浮以及必要的保护间距等条件之后，与景德镇市市政给水管道埋深的具体经验进行有机结合之后，确定景德镇应急水源工程输水隧洞管道顶端最小覆土高度至少需要保持在1 m左右[2-3]。
(2)管道安装。在将输水隧洞施工技术应用到应急水源工程中时，管道安装是其中一项至关重要的组成部分，共包含管道接口、管道基础以及管道支墩。第一，管道接口。在该应急水源工程中，使用到的管道材料基本为钢管和球墨铸铁管。前者的接口方法为：如果是管道与管道之间的连接，则借助焊接的形式，如果是钢管与其他管材或者是阀门进行连接时，则会使用到法兰连接的形式。后者的管道接口方式则为通过橡胶圈完成管道与管道之间的接口的承插。当与其他管材或者是阀门进行连接时，同样会使用到法兰连接的形式；
第二，管道基础，如果管道经过的位置，其土壤材质为砂层、土层或者是岩基，出现沉降现象的可能性小之又小，此时，管道基础可以使用砂基础；
第三，管道支墩。在景德镇市应急水源工程中，当进行球墨铸铁管连接时，使用的方法基本为柔性连接，当管道角度小于6°时，通常会按照实际的角度使用多根管道或者是单根管道完成借转操作，当管道的角度超出11.25°时，则需要在弯曲的位置设置钢筋混凝土支墩，对管道进行支撑，同时可抵消管道轴向拉力。
3.2 施工支护
在应用输水隧洞施工技术时，为了确保应急水源工程完成之后的性能，就需要做好施工支护的工作，而施工支护通常应该紧随隧洞开起工程展开，在每完成一定长度的隧洞开挖之后，就需要迅速安装槽钢骨架。槽钢骨架的安装需要顺着隧洞本身的轴线方向，相邻的槽钢骨架之间还需要保持1.0～1.5 m的距离，在连接槽钢骨架时，需要使用焊接的形式，并做好相应的锁脚措施，避免钢架产生下沉的情况，切实提升施工支护的效果。在施工支护中，景德镇市应急水源工程中还涉及基坑支护环节。具体来说，在基坑施工时，结合施工现场实际情况，使用的支护方法包括大开挖以及深基坑支护等多种高效支护方法，同时，针对施工基坑降水措施进行了充分的考虑，确保支护工作的有效落实[4]。
3.3 输水隧洞回填灌浆施工措施
为了避免钢筋混凝土和混凝土衬砌过程中隧洞上端面临塌方的风险，回填灌浆工作必不可少。在此期间，需要以隧洞衬砌的条件和结构为依据，对回填灌浆的浓度、孔距、排距以及范围等多项内容进行明确。在实际回填灌浆之前，还应当做好灌浆试验，确保灌浆材料能够满足相关的标准和要求。确保混凝土强度达到设计强度的70%之后，才可以进行灌浆。
水利工程始终是与国计民生息息相关的一种基础设施类工程，也是我国不断朝前发展期间必不可少的工程。作为水利工程的一种形式，应急水源工程在规划和建设期间也应当注重施工工艺的正确应用，在这类工程中，输水隧洞施工技术的应用可以保证良好的施工效果。通过对景德镇市应急备用水源建设工程进行分析发现，应急水源工程的建设能够为城市居民用水创造更加坚实的保障，同时，也可以促使我国水利事业整体朝着更加良好的方向发展，输水隧洞施工技术在其中提供了强有力的保障。
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