水工保护工程

水工保护工程（共7篇）

水工保护工程 篇1

黄土高原沟深坡陡, 长输管道大部分情况下敷设于流域坡面, 而坡面又是水土流失的发源地, 故坡面水工保护措施不但保护长输管道的安全运行, 而且有助于减轻沟道水土流失的程度, 起到间接保护横穿沟道或沿沟岸敷设的管道安全的作用。西部管道工程第六标段115.473公里线路工程, 共有水工保护施工68处, 累计截水墙181道, 淤土坝30道, 混凝土连续覆盖6处, 防冲墙1处, 浆砌石护坡1处, 绝大部分处在戈壁段, 这些都属于水保施工的重点地段。早在年初, 区段监理部、管道三公司项目部与设计、业主、EP C各部门等根据现场实际地形共同确定了六标段线路工程水工保护施工的位置、新增工作量及水保施工作业类型, 并对各二级分包商进行了技术交底、施工图到位。在施工过程中, 区段监理部协同管道三公司项目部多次召开水保专题会议, 强调水保施工的重要性以及Q/HSE管理的重要性, 并坚持现场巡检, 一旦发现不符合要求的地段, 一概推倒重新砌筑。2006年6月28日~30日, 监理总部预验收检查二组对六标段线路、阀室施工实体质量进行了预验收检查, 检查组挖开抽查了多段已掩埋回填的水保施工处, 合格率达100%。六标段总体施工质量情况得到了检查组及各位专家的充分肯定, 尤其是对六标段的水工保护及水土保持施工质量更是赞不绝口。

黄土高原近几年新建工程建设对周边的地形、地貌以及水流的态势产生了一定的扰动, 在一段时期内对新建工程安会运行造成不良后果以及工程运行过程中出现的严重水毁等现象。结合新建工程经过区域的自然条件和水土流失特点及新建工程工程现状, 因地制宜、因害设防, 合理布设, 科学配置, 突出重点, 全面布局, 对新建工程周围易发生坍塌、沉陷、流失的部位, 采取水工保护工程措施, 增强抗蚀性能, 延长维修时间, 消除新建工程运行安全隐患, 使新建工程安全得到充分保障。针对黄土高原近几年新建工程建设实际运行过程出现的严重水毁现象, 新建工程保护的设计原则为“对汇水能分则分、能截则截、就地拦蓄, 分截不成则输至安全区, 最大限度地减少汇水对黄土高原近几年新建工程建设的威胁”, 以及“治小治早”。具体将根据不同新建工程部位的汇水特点, 分别采取“防、截、分、排、消”等措施来防治。“防”, 即通过修建挡土墙及地下防冲墙等工程, 有效防止沟岸坍塌、山体滑坡、沟道下切等安全隐患;“截”, 即通过修建排水渠等工程, 设法拦截冲刷管道的洪水;“分”, 将较集中的来水进行合理分流, 避免形成较大汇流, 威胁管道安全;“排”, 是将进入新建工程范围的汇水或新建工程区域自身的产流, 通过完善排水系统引出新建工程影响区;“消”, 即通过逐级修筑消力池、铅丝笼抛石等设施, 将汇水势能化解。

1. 坡面水工保护工程设计

1.1 土坎水平梯田

1.1.1 设计任务

水平梯田的设计任务主要有: (1) 梯田田面的规划布设; (2) 梯田断面尺寸的设计。

1.1.2 田面布设

在陡坡区, 田块布设需顺山坡地形, 大弯就势, 小弯取直, 田块长度尽可能在100~200m, 以便操作, 对梯田不能全部拦蓄暴雨径流的地方, 应布设相应的排、蓄工程, 在山丘上部有地表径流进入梯田的区域, 应布设截水沟等小型蓄排工程, 以保证梯田安全。在缓坡区, 以道路骨架划分梯田, 田面长200~400m, 对少数地形有波状起伏的, 梯田应顺总的地势呈扇形, 梯田埂线亦随之略有弧度。

1.1.3 断面尺寸

(1) 断面要素

水平梯田的断面要素见图1。

各要素间关系:

θ-原地面坡度, (°) ;α-梯田田坎坡度, (°) ;H-梯田田坎高度, m;Bx-原坡面斜宽, m;Bm-梯田田面毛宽, m;B-梯田田面净宽, m;b-梯田田坎占地宽, m

除上述各要素外, 田边应有蓄水埂, 埂高0.3~0.5 m, 顶宽0.3~0.5 m, 内外坡比约1:1。

(2) 断面主要尺寸

水平梯田断面主要尺寸可参考数值见表1。

(3) 工程量计算

水平梯田单位面积土方量的计算采用下式:

式中:V—单位面积 (公顷或亩) 梯田土方量, m 3/h m或m 3/亩;

L—单位面积 (公顷或亩) 梯田长度, m;

H—田坎高度, m;

B—田面净宽, m。

当梯田面积按公顷计算时:

式中:W—单位面积 (公顷或亩) 土方移运量, m 3·m。

土方移运量的单位为m3·m, 是一复合单位, 即需将若干立方米的土方量运若干米距离。

当梯田面积按公顷计算时:

1.2 坡式梯田

1.2.1. 沟埂布设

坡式梯田等高沟埂的布设与水平梯田一致。每两条沟埂之间的斜坡面应有一定的宽度, 以满足耕作或种植需要。一般根据地面坡度、降雨、土质情况确定田面宽度。地面坡度愈陡, 沟埂间距愈小;地面坡度愈缓, 沟埂间距越大。降雨量和降雨强度大的地区沟埂间距应小些;雨量和强度小的地区, 沟埂间距应大些。土壤颗粒中含沙粒较多、渗透性强的, 沟埂间距应大些;土质粘重、渗透性差的, 沟埂间距应小些。

1.2.2. 沟埂断面尺寸

沟埂的基本形式应采取埂在上、沟在下, 从埂下方开沟取土, 在沟上方筑埂, 通过逐年加高土埂, 使沟埂间地面坡度不断减缓, 最终变成水平梯田。筑埂时, 埂顶宽30~40cm, 埂高50~60cm, 外坡1:0.5, 内坡1:1。沟埂断面尺寸还可通过降雨—径流—泥沙计算的方法确定。在干旱半干旱地区, 要求土埂上方容量能拦蓄当地10~20年一遇的一次降雨中两埂之间坡面所产生的地表径流与泥沙。需要注意的是, 当土埂上方由于泥沙淤积导致容量减小时, 应及时从下方取土加高土埂, 保持初修的容量。其断面见图2。当土埂上种草 (或灌木) 形成草带 (或灌木带) 坡式梯田时, 草带 (或灌木带) 的宽度一般3~4 m。修筑时, 土埂先修宽浅式软埂 (不夯实) , 然后将草 (或灌木) 种在埂上, 见图3。

1.3 隔坡梯田

隔坡梯田的田面布设与水平梯田相似。其断面设计的任务主要是确定梯田斜坡部分与水平部分的宽度及二者间的相对比例。

1.3.1. 平台宽度

根据隔坡梯田适应的地面坡度 (15~25°) , 水平田面宽度一般5~10 m, 坡度缓的可宽些, 坡度陡的可窄些。同时, 平台的宽度还要既能适应种植要求, 又能拦蓄斜坡径流。

1.3.2. 斜坡宽度

斜坡宽度 (按垂直投影计) 常以其与水平部分的宽度比例表示, 即斜宽比, 一般为1:1~3:1 (或者更大) 。干旱少雨地区斜宽比可大些, 雨量较多地区可小些。斜坡宽度应根据地面坡度、土质、植被和当地的降雨情况确定。一般应将斜坡部分在10年一遇一次暴雨中, 每平方米产生的径流和泥沙量, 作为确定斜坡宽度的主要依据。当获知这些资料后, 根据平台部分的宽度、田面土壤的渗透性, 考虑暴雨中田面直接受雨后, 再能接受斜坡暴雨径流的能力, 具体确定斜坡宽度。要求在设计频率暴雨下, 水平田面能全部拦蓄斜坡径流, 不发生漫溢。除以上步骤外, 还需计算斜坡上全年的地表径流, 了解其对水平田面提供径流下泄的水量。如水量偏小, 侧需适当加大斜坡宽度。陕北黄土丘陵区隔坡梯田断面尺寸可参考表2。

1.4 石坎水平梯田

在黄土高原地区, 石坎水平梯田常修建在河流阶地或河漫滩上。石坎在作为田坎的同时, 还应具备一定的抗冲能力, 在发生设计标准洪水时, 保护梯田不被冲坏, 以保证沿河流阶地布设的长输管道安全。

1.4.1. 防洪标准

石坎水平梯田的防洪标准可采用20年一遇的3~6小时暴雨 (可根据长输管道保护要求适当提高) 。

1.4.2. 断面要素

石坎水平梯田的断面图见图4, 其断面要素见表3。

1.4.3.断面尺寸

(1) 田面宽

田面宽根据地面坡度、灌溉、机耕需要确定, 但一般不要小于4m。在土层较厚或借土 (客土) 造田的地方, 石坎梯田的坎高和田面宽的基本关系式为:

一般石坎侧坡的坡比为1:0.2, 地面坡度较缓, 田坎较低时, 石坎侧坡可加大为1:0.1, 或呈直墙。在土层较薄又没有借土条件的地方, 石坎侧坡为直墙时 (β=9 0o) , 田面宽可按下式计算:

(2) 田坎高

田坎高根据土层和地面坡度确定, 一般不超过3m。石坎梯田的地埂应高出田面30cm, 顶宽应大于30cm。石坎梯田的石坎应按挡土墙设计。在石坎梯田上部应设排洪设施, 保证梯田安全。石坎梯田断面尺寸可参考表4。

2、坡面蓄水工程

2.1 蓄水池布设

在黄土高原地区, 蓄水池多建于路旁 (或道路附近, 或改建的道路胡同之中) 、沟头 (见图5、图6) , 用于拦蓄道路、沟头径流, 防止道路冲刷与沟头前进。对于长输管道来说, 则用于拦蓄影响其安全或附属设施安全的径流。拦蓄的径流可供附近群众饮性口和洗涤之用。

对于道路系统, 蓄水池也可沿途多处分散布设, 单池容量100~500m3。蓄水池的位置应选在路旁低于路面, 土质较好 (无裂缝) , 暴雨中有足够地表径流的地方, 距沟头、沟边10m以上。在路面低于两侧地面、形成深1~2m的路壕处, 应将道路改在一侧地面上, 而在路壕中分段修筑小土坝, 作成路壕蓄水堰的形式, 拦蓄暴雨径流。单堰容量随路壕的宽度、深度和土坝的高度与道路的坡度而定, 一般5 0 0~1000m3。对于沟头蓄水池, 可在沟头前低洼处建小土坝或开挖形成。蓄水池距沟头应有一定距离, 距离长短应视蓄水池容积大小、沟头处跌落深度、土质情况等而定, 但务必保证安全。

2.2 蓄水池设计

蓄水池多为土质, 深1.0~1.5 m, 形状依地形而异, 圆形直径一般1 0~1 5m, 矩形边长各10~20 m、20~30 m, 四周边坡一般1:1。蓄水池的容积由集水面积上的来水量而定, 可按下式确定来水量Q:

式中:Q—集水面积上的来水量, m3;

F—集水面积, m 2;

φ—径流系数;

h—设计频率下的最大降雨深, m。

当来水量很大, 一个蓄水池容纳不下时, 可分没几个较小池蓄纳。对于较大蓄水池, 为防止过量洪水入池, 在池的进水口前应设置退水设施。对于路壕蓄水堰, 小土坝一般高1~2m, 或3~5m, 顶宽1~2m, 上游边坡比1:1.5, 下游边坡比1:1。设计时, 须准确计算每座路壕的集水面积、来水量和蓄水容量, 保证路壕中一系列蓄水堰能全部容蓄设计频率下一次暴雨径流。

3、坡面截流与排水工程

3.1 截水沟

蓄水型截水沟基本沿高等线布设, 当截水沟不水平时, 应在沟中每隔5~10 m修一高20~30 cm的小土档, 防止冲刷和径流过分集中而漫溢。

3.1.1. 设计标准

截水沟防御暴雨标准, 按10年一遇24h最大降雨量。

3.1.2. 断面尺寸

截水沟容量按下式计算:

式中:V—截水沟容量, m 3;

Vw—一次暴雨径流量, m3;

Vs—1~3年土壤侵蚀量, m3。

Vw和Vs可分别按下式计算:

Vw=Mw·F (1-1 7)

Vs=3 Ms·F (1-18)

式中:F—截水沟的集水面积, m2;

Mw—一次暴雨径流模数, m3/hm2;

Ms—一年土壤侵蚀模数, m3/hm2。

当求得截水沟的容量V后, 则截水沟的断面面积A1可由下式求得:

式中:A1—截水沟断面积, m2

L—截水沟长度, m。

截水沟一般由半挖半填作成梯形断面形式, 其断面要素常用数值见表5。

3.2 鱼鳞坑

鱼鳞坑是拦蓄径流泥沙、造林整地的工程措施, 平面形状为月牙形或半圆形。一般小型鱼鳞坑的尺寸是:

坑长:0.8~1.5m;坑深:0.4~0.5m;坑宽:0.4~0.5m;坑埂高:0.3~0.4m。

鱼鳞坑在坡面基本上沿等高线布设, 上下两行坑口呈“品”字形错开排列。根据设计造林的行距和株距, 确定坑的行距和穴距。在黄土高原的一些土石山区或石质山区, 土层较薄, 为防止暴雨冲毁鱼鳞坑土埂, 常在埂顶和埂外侧压盖小块石 (图6) 。

3.3 水平沟

水平沟一般用于荒坡治理的造林整地, 可拦蓄一定的径流泥沙。设计任务主要是确定断面大小、挖方量及间距。

如图7所示, 水平沟单位长度上的蓄水容量V为:

以上各式中:b—沟底宽, m;

h—沟深, m;

h′—开挖部分以上最大蓄水深,

m—挖方部分边坡系数;

m′—填方部分边坡系数;

a—地面坡度, °;

W—单位面积来水量, m 3/m 2。

水平沟挖深、底宽、蓄水深、边坡等尺寸的确定, 要根据土层厚薄、土质、当地雨量和地形坡度情况而定。在一般情况下, 挖深与底宽均可取为0.3~0.5m, 挖方边坡系数可取为1:1, 填方可取为1:1.2~1.5, 蓄水深0.7~1.0m, 沟间距约2m左右, 对造林水平沟, 视具体情况可放大尺寸, 多拦蓄降水, 以利树木成活。水平沟沿等高线开挖, 每两行水平沟呈“品”字形排列, 每个水平沟长3~5m, 植灌木3~5棵。

3.4 排水渠

排水渠断面面积, 根据设计频率暴雨坡面最大径流量, 按明渠均匀流公式计算。即:

式中:A—排水渠过水断面面积, m2;

C—谢才系数;

R—水力半径, m;

i—排水渠比降;

Q—设计最大流量, m 3/s。

C值的计算, 采用下式:

式中:n—糙度 (粗糙系数) , 土质排水渠一般取0.025左右, 浆砌石一般取0.025。

R值的计算:

式中:X—排水渠湿周, m。

Q值的计算:

式中:Ir—设计频率10 min最大降雨强度, mm/min;

F—坡面汇水面积, h m 2。

采用明渠均匀流的方法求排水渠断面尺寸, 往往需要采用试算的方法。在求得水深后需加上一定的安全超高即为渠深。安全超高可取0.3~0.5m。设计中, 还需考虑排水渠的不冲不淤流速, 不同材料排水渠的不冲流速见表6。

4、坡面道路排水工程

4.1 边沟、排水沟

边沟是设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧, 用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。平坦地面填方路段的路旁取土坑, 常与路基排水设计综合考虑, 使之起到边沟的作用。排水沟又叫泄水沟, 主要用途在于引排水。边沟、截水沟、取土坑或路基以外的集水, 均可用排水沟排至路基以外的洼地或天然河道。

4.1.1. 设计流量

路界内排水设施所需排泄的设计流量按下式计算:

式中:Q—设计流量, m3/s;

q—设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度, mm/min;

φ—径流系数;

F—汇水面积, k m 2。

q和φ值可参照《公路排水设计规范》 (J T J 0 1 8-9 7) 选用。

4.1.2. 断面形状

长输管道伴行道路一般为四级以下简易公路, 边沟、排水沟断面形状可采用梯形, 边沟内侧边坡坡度按土质类型分别采用1:1~1:1.5。岩石挖方路段, 可采用距形横断面, 其内侧用浆砌石砌筑以保持直立。矩形和梯形边沟的底宽和深度不应小于0.4 m。

4.1.3. 水力计算

边沟的泄水能力按下式计算:

式中:Q—边沟的泄水能力, m3/s;

v—平均流速, m/s;

A—过水断面面积, m 2。

平均流速可按明渠均匀流公式计算:

式中:n—粗糙系数, 按表7选取;

R—水力半径, m, R=A/X;

X—过水断面湿周, m;

i—水力坡度, 可取用边沟底坡, 沟底纵坡应尽可能与道路纵坡保持一致, 一般不宜小于0.5%。土质沟渠的最小纵坡为0.25%;沟壁铺砌的沟渠, 最小纵坡为0.12%。根据设计流量确定边沟所需的过水断面尺寸后, 注意边沟顶面还应高出设计水位0.1~0.2m (即安全超高) 。另外, 还需检查其流速是否在允许范围内。允许流速, 对于明沟, 最小允许流速为0.4m/s, 最大允许流速, 在水深为0.4~1.0m时, 按表8取用, 小于0.4m时, 乘以0.85的修正系数。排水沟的水力计算与边沟基本一致。

4.2 急流槽与跌水

急流槽与跌水是路基地面排水的特殊形式。

4.2.1 急流槽

边沟排水需通过排水沟或急流槽等引排至路基范围以外, 使之不冲刷路堤坡角。边沟出水口的间距, 一般地区不宜超过500m。当排水沟坡度很大时, 可设置急流槽或急流管。急流槽是一种较陡的人工水槽, 一般布设在地质情况不允许冲刷的较陡山坡地段, 目的是集中消减水流能量, 以避免冲蚀路基内外坡体而造成坍塌。急流槽由进水槽、急流槽、消力池和出水槽四部分构成, 见图8。急流槽可采用矩形横断面, 由浆砌片石或水泥混凝土预制件铺筑而成。急流槽纵坡一般不宜超过1:2, 应与天然地面坡度相配合, 可由几个不同纵坡的坡段构成, 一般上段较陡, 下段较缓。

急流槽由浆砌片石砌筑时, 槽底厚可为0.2~0.4m, 壁厚0.3~0.4m。混凝土急流槽厚度可为0.2~0.3m, 槽顶应与两侧斜坡表面齐平。急流槽深最小0.2m, 槽底宽最小0.25m, 槽底每隔2.5~5.0m应设置一个耳墙 (凸榫) , 嵌入坡体内0.3~0.5m, 见图9, 以避免槽体顺坡下滑。急流槽或急流管的进水口与沟渠泄水口应作成渐变段的形式, 并作齿墙深入基础30 cm以上。急流槽或急流管的出口处应设置消力池或消力槛消能, 消力池多采用矩形断面, 其形式如图10、图11所示, 消力槛见图12。急流槽进出水槽处, 底部宜用片石铺砌, 长度一般不小于10m, 特殊情况下应在下游设厚30~50cm, 长2.5m的防冲铺砌。

4.2.2. 跌水

在陡坡或深沟地段的排水沟, 为避免其出口下游受到冲刷, 可设置跌水结构物。跌水可带消力池, 并按坡度和坡长的不同, 设置成单级或多级 (见图13、图14) 。不带消力池的跌水, 其台阶高度不应大于0.5~0.6m, 以0.3~0.4m最为适宜;高度和长度之比, 应与原地面坡度相吻合。带消力池的跌水, 单级跌水墙的高度以1m左右为宜, 消力槛的高度以0.5m左右为宜, 消力槛与跌水墙的距离以5m左右为宜, 但高度与长度之比也应结合原地面的坡度确定。消力池台面应设2%~3%的外倾纵坡;消力槛顶宽不宜小于0.4m, 槛底应设泄水孔。跌水的槽身横断面可采用距形, 断面尺寸和要求与急流槽相同。

急流槽与跌水规模较大时, 其主要部分尺寸应通过相关水力计算确定。

4.2.3 蒸发池

气候干旱、排水困难地段, 可利用沿线的集中取土坑或专门开挖的凹坑修筑蒸发池, 以汇集路界地表水, 并通过蒸发和渗漏使之消散。蒸发池同边沟或排水沟之间设排水沟相连, 池中水位应低于排水沟沟底。池的容量应以一个月内地表水汇入池中的水量能及时完成渗漏和蒸发作为依据。

1-耳墙;2-消力池;3-混凝土槽底

参考文献

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漠大线水工保护技术措施 篇2

漠大线, 即中俄原油管道漠河至大庆段, , 起自位于黑龙江省漠河县漠河口岸东侧的首站, 止于大庆市庆铁线林源输油末站, 线路全长965km。设计管径为914mm, 系统设计压力8.0MPa (局部10.0MPa) 。漠河至加格达奇地段为大兴安岭森林地区, 为永久冻土地带, 境内山峦起伏、河水徜徉、地形复杂, 多属低山区, 海拔多在450-1000米之间, 冻剥蚀低山、丘陵, 区内多年冻土呈岛状分布, 处多年冻土带南部。沿线植被类型有草甸、沼泽, 多分布于林缘坡缓、林间空地及沟谷边缘;加格达奇至大庆地段多为平原地貌, 为季节性冻土地带。以耕田为主, 少有低山丘陵。

二、沿线常见水害现象

管道运行过程中, 水害对管道安全运行有极大威胁, 本工程水害主要表现为水力侵蚀与重力侵蚀、冻融侵蚀。水力侵蚀表现为沟蚀, 即浅沟侵蚀与切沟侵蚀、冲沟侵蚀;重力侵蚀表现为泻溜、崩塌与滑坡;冻融侵蚀表现为冻融土侵蚀, 如陡坡、沟壁、河床、坡渠。

本工程所在地区常见的水害现象包括:

1、在穿越河流时, 对有些河流无水文资

料时, 由于管道埋深不够, 致使管道被洪水冲出裸露, 严重时会造成断管。

2、管道顺河岸敷设时, 由于岸坡不稳定, 特别是在弯道附近, 凹岸受冲刷极易塌陷, 造成管道悬空裸露。

3、管道通过陡坎、陡坡地段, 管沟回填

土比较松散, 若不采取一些必要的防护措施, 雨季地表汇水顺管沟形成集中冲刷, 会使管道裸露。

4、山前倾斜平原地段, 在管沟回填土不

进行夯实的情况下, 山上汇集下来的地表径流极易冲开并进入管沟, 然后沿管沟向下流走, 同时带走管沟内松散回填土, 致使管道露空。

5、管道长距离横 (斜) 向通过丘陵地段

(平行或斜交山体等高线) , 由于地貌起伏较大, 对管道深挖地段易形成边坡不稳定, 上方大面积的汇水冲向管沟, 使管沟上边坡的水土易流失, 严重时会造成管道裸露或冲断管线。

6、管道长距离沿山坡纵向敷设地段, 当

山坡角度较大时, 管沟两侧的边坡坡比较小时, 边坡不稳定易形成水土流失, 在管道回填土夯实、植被恢复不好时, 地表水会沿管沟方向流动, 造成管道回填土流失, 严重时使管道裸露。

7、管道通过小型的冲沟 (渠) 均为开挖,

在埋深不够时, 长期冲刷或在清淤水渠时会使管道上回填土厚度变浅, 严重时管道裸露。

8、管道通过等级公路 (开挖) 时, 当路两

面边坡不夯实时, 会使路边坡下榻, 造成路面毁坏, 路边沟水冲刷路基, 易造成路基处的管道上方回填土厚度变浅, 影响管道运行安全。

三、水工保护设计原则

对沿线滑坡、泥石流、崩塌等灾害地质应根据其性质、规模等, 优先考虑避让原则。

水工保护设计应先判断水害破坏机理, 采取水保方案;

水工保护措施既考虑保土设施, 又要考虑排水导水设施;

水工保护措施多用柔性结构, 少用钢性结构, 多用生态措施, 少用工程措施;

管道通过大兴安岭森林地区边坡的水工保护既要保护管道的运行安全, 又要保护生态与环境;

四、水工保护设计

本工程水工保护的一大特点是管道通过大兴安岭森林地区, 既保护主体工程又兼顾环境与生态, 本工程水工保护设计措施如下:

1、管道横 (斜) 向通过丘陵地段 (平行或斜交山体等高线)

管沟开挖时, 表层土与深层土分别开挖堆放和回填, 当作业带开挖高度小于3m时, 开挖的上边坡坡比设为1:1, 坡面植被可采用自然修复;当作业带开挖深度大于3m时, 开挖的上边坡坡比设为1:0.50~1:0.75, 上边坡采用客土喷薄技术达到稳定边坡与植被恢复目的。作业带下边坡采用加筋土挡墙稳定下边坡。由于横坡敷设距离长, 横向山坡起伏较大, 对管道在通过横向山坡的V型沟低处距管道下游5m处设谷坊, 谷坊顶部高度高于管道顶部自然地面10cm, 由于管道上方汇水面积大, 管沟内易产生沿管沟方向径流, 对横向山坡沿管道方向坡度大于60时应设置截水墙, 沿管道方向的相邻的截水墙顶部与顶部相互照应, 对管道上方向大于200m坡长地段, 在管道上侧坡顶设排水沟, 引至低处排放。

2、管道纵向通过丘陵地段 (垂直山体等高线)

管沟与作业带开挖时, 表层土与深层土分别开挖堆放和回填, 在管沟回填后, 作业带采用人工方式恢复植被, 或种植羊胡子草、胡枝子、小灌木。管道沿山坡坡度大于70时, 设截水墙, 沿管道方向的相邻的截水墙顶部与顶部相互照应, 当山坡低处为陡坎或道路时设浆砌石挡土墙。对管道通过纵向山坡坡度 (15~250) 较大地段, 管道两侧坡度小于1:0.50~1:0.75时, 采用加筋土挡土墙防护, 使侧坡稳定与有效恢复植被。

3、管道通过陡坎地段

对管道通过大于300的陡坎或边坡, 取消作业带, 采用人工开基槽直接敷设, 并在坡脚设置扶壁式重力挡墙, 挡墙上部坡面的坡度不小于1:1, 坡面人工植草或栽培灌木恢复植被, 管沟两侧侧坡坡度不小于1:1.5, 自然恢复植被。

4、管道穿越中、小型河流 (开挖) 、冲沟 (渠) 、沼泽地

管道穿越冲积平原的河流地段, 由于森林的涵养水源作用, 暴雨期间一般情况下不会发生较大的山洪, 河道的纵断面较为平缓, 河道下切不明显, 河流穿越管道设配重块, 对岩质构造设混凝土连续覆盖防护。河岸两侧修筑护岸, 护岸方式根据实际情况可采用刚性结构 (浆砌石挡墙) 或柔性结构 (干砌石挡墙、石笼) 。管道通过沼泽地段设配重块。管道通过沟渠时, 在沟渠两侧扰动区域设挡墙, 与管道相交处管道两侧各3m砌筑护底。加格达奇至大庆地段管道途径主要为平原, 以耕田为主, 其间有大量小型河流, 也有少量山丘。对小型河流穿越加大埋深, 河流两岸根据实际情况以柔性挡墙防护为主。

5、管道穿越等级公路 (开挖)

对管道穿越开挖方式的等级公路两侧设挡土墙或护坡, 保护道路及管道, 保护长度大于每侧扰动长度3m, 若管道上游有集中汇水面, 在管道与汇水流低处相遇处设过水路面以保护管道。

本工程的水工保护设计模式采用“先后两次”设计, 一次设计是EPC承包商在详细设计阶段, 对于一些重要的水工保护, 如截水墙、混凝土现浇、混凝土配重块以及一些河流护岸、坡等体现在施工图中。二次设计指在施工后期, 地貌初步恢复后, 针对现场的实际施工情况, EPC承包商增加、完善和补充管沟以外的水工保护, 这部分水工保护需现场设计。总之, 该工程管道的水工保护设计以保护环境与生态为主, 在管道通过边坡时多采用自然与人工恢复地表植被, 多采用柔性防护, 最大程度地建设成绿色管道与无污染管道。

摘要：对漠大线所处的自然环境、水文气象、地形地貌和管道经过地区可能会遭受的水害进行分析。提出了既要保护管道的运行安全又要顾全大兴安岭森林地区的环境与生态平衡的水工保护措施。科学合理地制定水工保护设计方案, 最大程度地建设绿色无污染管道。

长输燃气管道的水工保护措施 篇3

关键词：长输管道,水工保护,护岸,护底

1 概述

哈-依长输燃气管道, 位于黑龙江东部张广才岭北部低山丘陵和松辽平原东部, 管道全长247km, 其中DN700mm的管道58km、DN600mm管道189km。管道穿越林区67km, 穿越石方段50km, 穿越大小河流97条, 其中大中型河流4条。管道设计压力2.16MPa, 于1993年建成投产。该管道处于低山丘陵区, 地形具有较大的汇水面积, 大量雨水在短时间内集中排泄而下, 形成较大的冲刷。管道埋设地区属亚粘土、轻亚粘土, 土壤疏松, 孔隙率较大, 施工开挖扰动后易形成水土流失, 河道摆动幅度大, 使管道裸露而遭受冻胀、冲击、破坏。投产以来, 经历1994年、1998年特大洪水袭击, 多次发生蚂蚁河、阿什河漂管等重大险情。因此, 河床下切、河岸崩塌后退已成为管道安全的重要障碍, 哈-依长输燃气管道水工保护成为管道维护管理的一项重要工作。

2 水工保护措施

从管道的水工安全来看, 穿越工程显然有两方面的问题。当河床持续冲刷下降时, 原来埋设在河床下面的管道有可能裸露悬空, 水流冲刷导致管道防腐层破坏或管道断裂;再就是河岸的侵蚀后退使管道爬伸段裸露破坏。对于前一种情况, 穿越管道的水工保护措施就是防止河床的持续冲刷, 当这种冲刷不能限制时, 采用一定的工程措施固定管道使其免遭破坏;对于后一种情况, 则需要保护河岸, 避免持续后退导致管道外露进而威胁管道安全。下面根据对哈-依长输燃气管道近年的维护管理情况, 介绍几种水工保护措施。

2.1 护岸工程

护岸工程是针对河岸的横向摆动而言的, 主要防护穿河管道或临近河岸的地下管道安全。

抛石护岸。通过抛石加大河岸物质的抗冲性以维持河岸的稳定, 保护长输管道安全。河道横断面上的抛石范围, 上端应自枯水位水边开始向河中抛护, 下端则根据河床地形而定, 对于深泓逼岸的河段, 下端应达深泓, 对于深泓离岸较远的河段, 则可抛至河底坡度1:2～1:4处。块石的尺寸应根据河水的最大流速来确定, 以不能冲刷移动为宜。抛石厚度以保证块石层下的河床砂砾不被掏刷为准, 一般为块石直径的两倍即可, 在水深流急的部位, 抛石厚度可增大为块石直径的3～4倍。整个岸坡抛石厚度, 可将岸坡分为上、中、下三段, 各段抛石厚度分别为2d, 2.0d～2.5d, 2.5d～4.0d, d在块石平均直径。

砌石护岸。对于枯水位以上的护岸工程可采用干砌块石或浆砌块石护岸。干砌块石护岸在水流冲刷作用下, 易发生块石下面的土粒和砂砾被掏刷而使块石下塌破坏护岸, 因此要特别注意石料大小的搭配和砌石坡度的选择。根据长输管道的维护情况, 建议采用由底层至面层分砌铺的方法, 即:无纺布 (土工布) 底层、砂砾石中层、单层块石面层, 以防止水流掏刷。护岸坡度取1:3为宜, 单层块石面层厚度以0.25～0.30m为宜, 护岸顶部封顶锁口。

丁坝护岸。丁坝由坝头、坝身和坝根组成, 整个工程在平面上与河岸相接形成丁字形护岸, 通过局部水流控制, 防止河岸后退。实际工作中, 由多个丁坝组成的丁坝群护岸效果较为理想。坝长一般为10～150m, 坝间距不超过坝长的10倍, 一般为6～8倍, 坝顶宽2～3m, 坝头坡度为1:2, 坝的上下游侧坡为1:1.5～1:2, 坝顶纵坡为1/20～1/30, 坝身一般为下挑。丁坝护岸是通过改变水流原来的流动方向、减弱水流对原河岸的冲刷来实现护岸目的。因此, 需要考虑好丁坝的长度、高度和迎流角度, 以防止护了一岸又破坏了另一岸的情况发生 (见图1) 。

混凝土连没板护岸。将预制混凝土板采用套挂式结构或铰接式结构连锁组装, 铺装于处理过边坡的河岸, 作为护岸使用, 以保护长输管道。因其相临板块之间具有一定的调整弹性, 对于北方亚粘土、轻亚粘土等土质疏松且水土流失强的河岸具有较好的防护效果。

2.2 护底工程

护底工程是防止河床刷下切导致管道外露受损的措施, 是在河床演变调整, 原来深埋于地下的管道发生裸露或者悬空的情况下, 为避免管道遭受冲击破坏而采取的固管措施。

管桩与套管保护。当长输管道已暴露或埋深较浅时, 宜采用加套管防止管防止管道被冲刷的保护与每隔一定距离打管桩 (钢板桩) 对长输管道进行加固保护的组合方式实现管道保护。打管桩固管对于基岩河床有较好的固管效果, 对于冲刷性较大的河床效果较差, 冲刷严重的河床则不宜采用。

石笼固管。在河床冲刷较大的河流中, 如不能将管道埋设在冲刷深度以下, 可采用石笼固管的方式防止管道受冲刷。常用石笼一般宽1.0m, 高0.5～1.0m, 长2～6m, 圆形石笼一般直径0.6～1.0m, 长2～6m。根据经验, 采用石笼抛石固管存在二方面问题: (1) 施工时对管道外防腐层易产生破坏及对管道安全运行有影响; (2) 上游块石被水冲刷后将对管道有冲击, 并且散落的块石对后期管线的维护管理有很大影响。因此, 采用石笼固管时, 石笼不宜设在管道上游, 最好设于管道下游。当洪水冲毁石笼时不与管道直接发生联系, 有利于施工和管道防护的后续处理。另外, 河床横断面沿管道走向采用石笼固管时, 要考虑河床断面上工程的连续性, 避免在石笼的两端形成新的冲刷, 破坏石笼的保护作用, 引起后续整治工作的困难。为保证采用石笼固管措施的效果, 要充分考虑洪水的冲击力和下游河道的下切速度, 石笼下游要分级高速好水的落差, 考虑好消能措施。

2.3 河道裁弯取直

北方地区的亚粘、轻亚粘土具有土质疏松、孔隙率大的特点, 造成河岸演变速度快、摆动幅度大, 易形成畸形河弯, 使河道逼近平行的燃气管道或使河道偏离原管道穿越位置造成露管, 这时可采用裁弯取直的方法以保护长输管道。通过工程措施开挖新河道, 使过度弯曲的老河道淤废, 新河道发育形成比较顺畅的河道, 使河道远离输气管线或使河道相对稳定地保持在原穿越位置, 达到保护长输管道的目的。

结语

简述长输管线水工保护施工方法 篇4

随着人们对新型洁净能源的需求量增大, 油气长输管道的铺设里程越来越长, 沿线所经地质条件也越来越复杂。针对管道安全运行所采取的各类水工保护施工方法要求也越加严格, 因此作为业主必须了解并掌握管道水工保护工程的一般施工步骤及主要施工方法。

1 一般施工步骤

1.1 水保工程设计及施工队伍确认

根据设计图纸编制施工方案:1) 确定工程地点 (施工具体地点、桩号及工作内容) ;2) 由设计单位按照“一水保一设计”出具设计图纸, 并提供工程参数、技术标准;3) 确定施工单位;4) 确定监理单位;5) 施工单位提供工程造价预算;6) 业主方审计;7) 施工组织方案 (施工单位) , 上报业主方审批。

1.2 水保工程施工准备

1) 开工前, 业主、设计及监理应先对施工单位进行图纸及技术交底, 业主、监理要对施工材料进场情况进行验收, 并对《材料进场验收单》签字确认, 材料验收合格后方可进行下一步;2) 工程施工现场应满足“四通一平”。“四通”即电通、水通、路通、信息通, “一平”即场地已平整。业主和监理验收合格后批准《开工报告》, 方可施工。

1.3 工程施工

1) 测量放线。基础开挖前, 业主方、监理方相关人员应对施工单位测量放线情况进行监督, 放线平面位置及尺寸应符合设计要求。

2) 开槽验收。水保工程严格按照设计图纸进行地基开槽, 业主方、监理方相关人员要填写《地基验槽记录》。

3) 施工过程中业主方、监理方及管道主管部门应对现场施工的节点工程的质量进行监督检查, 填写《中间检验和验收记录》, 针对隐蔽工程完工时, 业主方和监理方要进行质量评定和验收, 填写《隐蔽工程验收记录单》。

1.4 工程完工

1) 水保工程完工后, 施工单位需做到:工完、料净、场地清。为防止出现遗留问题, 业主方需调查工程款、协调费、工资等不存在遗漏后签字。

2) 由施工单位负责人、业主方代表、监理方人员共同确认工程量, 并签字确认《工程签证单》。如出现设计变更, 由施工单位拟定《工程联络单》, 业主方、设计单位、监理方认可变更理由并确认工程变更量。

3) 施工结束后, 要求施工单位按照要求填写《竣工报告》, 汇总竣工影像资料。

4) 业主组织相关人员进行工程竣工验收, 对验收过程中发现的问题, 由施工单位按照要求进行整改完毕后, 方可填写《工程竣工验收单》。

5) 对施工过程中的《开工报告》《地基验槽记录》《中间检验和验收记录》《隐蔽工程验收记录单》《工程联络单》《工程签证单》等有关资料及记录原件, 由业主存入工程技术档案。

2 主要施工方法

2.1 三七灰土挡墙

材料:石灰, 土。

工具:铁锹, 筛子, 轻型电夯机, 木夯, 安全带等。

材料要求:

石灰。石灰在使用前应充分熟化过筛, 不得含有颗粒大于5 mm的生石灰块。

土。优先选用基槽中的土, 采用生土并过筛, 不可使用熟土 (耕植土) 。不得使用火山红土, 因为火山红土不与石灰发生反应, 产生钙化质, 达不到工程所需要求。

1) 施工顺序。

清理现场:清理施工周围有碍施工的杂物, 积水, 并留施工便道。

开挖基槽:根据图纸要求开挖基槽 (一般底部宽度不小于1.2 m, 高度不小于0.6 m) 。

材料进场:按要求检验进场材料 (土的含水量检验, 手捏成团, 落地开花即可) 。

施工:a.灰土搅拌。灰土的配比应为体积比, 除设计有特殊要求外, 一般为2∶8或者3∶7。拌和时必须均匀一致, 至少两遍, 拌和好的灰土颜色应一致, 并当日铺填夯压;灰土施工时, 含水量宜控制在最优含水率的范围内, 现场也可以用“土办法”控制:洒水润湿, 用手将土紧握能成团, 用手指轻捏可碎, 或手握成团、落地开花, 这种就达到了最适宜夯实的情况;b.回填夯实。如果从管道底部开始, 那么必须先用木夯在管道方圆500 mm进行夯实, 随后用机械夯机。每层灰土的厚度为25 cm~30 cm, 夯夯相接纵横交叉进行;夯实的遍数应现场实验确定, 一般不少于3遍;检验三七灰土夯实方法:用直径2 cm, 长度1 m的螺纹钢在离地0.7 m处自然下落, 插入土中2 cm~3 cm为合格。

2) 完工。

灰土最上一层完成后, 应拉线或靠尺检查标高和平整度, 灰土夯实后3 d内不得受水浸泡。把剩余的废弃料清除出场。

2.2 浆砌石水保

材料:石料, 水泥, 砂。

工具:铁皮, 小推车, 铁锹, 大锤, 搅拌机等。

材料要求:

石料应选择单面宽度达到15 cm的毛石, 坚决杜绝使用风化石。

水泥查看生产日期, 规格标号 (最低要求32.5) 。

砂, 砂砾用前过筛, 使用砾径不超过0.5 cm的水洗中砂 (抹面的砂子不得用土砂) 。

1) 施工顺序。

测量放线:根据设计图纸测量挡墙的平面位置和纵断高度。

材料进场:按要求检验进场材料。

施工:a.砂浆搅拌 (配比的体积比为不低于1∶6) 。水泥作业场地应铺放铁皮或其他隔水措施, 避免造成水分流失或混入泥土;b.水保砌筑。石砌体的第一皮及转角、交接和洞口处, 应用较大的毛石砌筑, 并且大的一面朝下;若基底为石质或者混凝土时, 应将表面清洁干净并湿润, 方可砌筑;砌体应坐浆分层砌筑, 每3层~4层为一个分层高度, 找平一次;砌石时先砌外面定位行列, 然后砌筑里面, 外层与里层砌块应交错连成一体, 砌体内任何部位都必须砂浆饱满, 必须达到80%以上不得出现空洞现象;层间砌石要上下错缝, 拉结石、丁结石交错设置, 拉结石的间距不大于2 m, 竖直方向不能出现通缝;石块间均应有砂浆粘结, 不得直接接触。禁止采用先堆石块再进行灌缝的做法;砌体较大时, 应分段砌筑。分段位置应在沉降缝或伸缩缝处, 两相邻工作段的砌筑高差不得超过2 m。砂浆初凝后, 不得再移动石块, 若移动必须将原砂浆清理干净, 重新铺浆砌筑;砌体间的灰缝厚度不得大于20 mm, 外露的厚度不大于40 mm。砌筑上层时, 要避免扰动下层;伸缩缝施工时, 应先放入预先加工好的缝板, 以保证缝宽和两侧砌面的平整, 伸缩缝竖直贯通整个断面;勾缝, 应保持砌合的自然缝, 两者之间应粘结牢固, 密实光洁, 清晰美观。一般采用凹缝。

2) 完工。

墙体完工在砂浆初凝后, 洒水或覆盖养生。把剩余的废弃料运出施工现场。

2.3 过水面

材料:钢筋, 混凝土。

工具:铁锹, 斗车, 支护板等。

材料要求:钢筋, 配置二级钢12, 8;C30混凝土。

1) 施工顺序。

导流、基础开挖, 对河道的水进行改道疏通。根据设计图纸进行人工开挖, 后进行平整。

施工:a.钢筋绑扎, 按照图纸要求进行钢筋绑扎, 顺序先长向后短向 (12@200双层双向;拉钩8@400, 梅花形布置;马镫采用二级钢12, 1个/m2。) ;b.混凝土浇筑, 钢筋绑扎完成后进行模板支设, 后进行混凝土的浇筑 (过水面工程要比原河床标高低50 cm, 以免影响行洪, 同时设置不小于1.5 m的迎水面) 。

2) 完工。

浇筑完成后, 养护时间不少于72 h, 然后方可进行地貌恢复, 清理现场并恢复河道。

3 水保的其他注意事项

1) 工程方面, 要做到治小治早, 即小问题早发现, 早治理, 避免问题扩大造成不必要的损失;

2) 水保的根本在于治理水患即导流, 截断;

3) 在做三七挡墙, 浆砌石挡墙时注意放坡比;

4) 在施工时相关技术人员必须在场, 施工节点完成后, 要有专人进行验收做好资料保存;

5) 进行水渠建设时应先使用三七灰土将渠道底部夯实, 水泥筑底完工后, 再进行渠道两侧护壁;

6) 做护坡时, 单个护坡长度不超过8 m且厚度为0.4 m, 单个挡墙不超过5 m, 如超过应做成阶梯式, 每层要做独立的基础。

4 结语

管道线路水工保护工程施工方法还有很多, 都是以围绕“排水保土”为目的。掌握管道水工保护工程的一般施工步骤及主要施工方法是为了在实施具体的水工保护工程时提供一份参考, 保障输气管道的安全运行, 将能源及时输送到需要的地区。

摘要：以长输管线水工保护施工方法为研究内容, 对管道水工保护工程的一般施工步骤及主要施工方法进行了阐述, 主要研究了施工的准备工作、所用材料、施工顺序等, 并总结了一些施工中的注意事项, 以保障输气管道的安全运行。

关键词：管道,水工保护,施工,材料

参考文献

[1]GB/T 16453-1996, 水土保持综合治理技术规范[S].

[2]GB 50251-2003, 输气管道工程设计规范[S].

[3]SL 204-98, 开发建设项目水土保持方案技术规范[S].

水工保护工程 篇5

1 水工建筑物岩石基础保护层开挖的方法

在实际的水工建筑物岩石基础保护层工程施工中, 手风钻水平预裂加水平主爆孔爆破法是一种比较常见的开挖技术, 其能够适用于大型水利工程建设中, 相比于另一种分层开挖法来说, 其成效率较高。但是, 这种开挖方法在施工过程中, 常常会对预留的保护层产生一定的影响。因此, 这就需要施工人员将保护层的厚度进行严格的控制, 避免水工建筑物岩石基础保护层受到更大的损坏。其次, 还需要根据工程施工需要, 选择合适的施工机械设备, 通常在这一类的工程施工中, 普遍选用手钻机。另外, 这一开挖方法打出的成孔较小, 并不对建筑地基结构造成破坏, 从而充分保障了水工建筑物岩石基础保护层的开挖质量。

2 施工工艺

当水利工程正式开展以前, 水利建设单位需要将具体的施工要求告知给施工单位, 同时设计单位也要将施工设计图纸交给施工单位, 并将施工重点在图纸中进行标识, 充分做好施工技术交底工作。之后, 勘查单位再对建筑物地质条件、以及周围地下水分布情况进行全面的勘查分析以后, 将准确的勘查报告交给施工单位, 这样就为水利工程施工的顺利开展提供大有利的保障。由此, 我们可以看出, 一个完整的工程施工, 需要各个相关部门之间的合作协调, 只有这样, 施工单位才会少走弯路, 避免造成资源的浪费, 从而确保水利工程效益得到真正的发挥。

2.1 准备工作

对于任何一个工程施工而言, 加强做好前期的准备工作是至关重要的, 更是后续各项施工活动有效实施的有力保障。因此, 在实际施工之前, 施工单位必须真正意识到准备工作的重要性, 并对水工建筑物岩石基础保护层厚度进行严格的控制。通常情况下, 保护层的厚度都是通过爆破实验而确定的。之后, 施工单位还要根据地质条件情况, 严格遵守建设单位提出的施工要求, 制定出科学合理的施工方案, 并选择合适的开挖方法, 其中, 声波、地震法等都是比较常见的技术手段。与此同时, 当爆破要求明确以后。施工单位还要充分考虑到岩层中的安全隐患问题, 事先采取有效的防范措施, 避免造成人员的伤亡。

2.2 开挖

首先, 在对水工建筑物岩石基础保护层进行开挖之前, 施工单位应该制定出明确的施工方案, 并对施工工序进行详细的规划安排, 从而确保工程施工的顺利开展。其次, 多数的开挖方法都是由上到下进行逐一的开挖, 若是在水工建筑物岩石基础保护层施工中, 部分部位需要进行上下同时施工时, 施工单位应该提前采取安全保护措施, 避免发生安全事故。并且, 如果这一种开挖方式没有得到建设单位同意的话, 就需要采用其他开挖方法。再者, 由于开挖位置的不同, 对于开挖方式的选择也存在着较大的差异, 这就需要施工人员在对水工建筑物岩石基础保护层施工情况进行全面分析以后, 最终采取有效的开挖技术与开挖工艺。

2.3 排水

第一, 基坑开挖施工中, 应及时排出工作场地的积水。基坑中来水量很大时, 应采取有效办法减少来水量;第二, 基坑排水应减少污水对河流的污染。

3 钻孔爆破

3.1 爆破试验和爆破监测

钻孔爆破施工前或施工中, 应按有关要求进行爆破试验。爆破试验宜成立由有关人员组成的试验组;爆破试验应选择下述内容进行:爆破材料性能试验;爆破参数试验;爆破破坏范围试验;爆破地震效应试验;爆破破坏范围试验的观测方法:在表面应采用宏观调查和地质描述方法;在隐蔽部位应采用弹性波纵波波速观测方法。采用上述观测方法判断爆破破坏的标准;爆破地震效应试验, 应采用质点振动速度观测方法。质点振动速度传播规律, 可公式进行统计分析确定。重要的和有特殊要求的爆破试验, 应按有关要求增加其他观测方法。钻孔爆破施工中, 对建筑物或防护目标的安全有要求时, 应进行爆破监测。对爆破空气冲击波 (或噪音) 1水中冲击波 (或动水压力) 和飞石等效应有防护要求时, 应编入爆破试验或爆破监测大纲 (计划) , 并予实施。应做好爆破试验和爆破监测资料的记录1整理和分析, 及时提出试验研究报告和监测报告。爆破试验和爆破监测成果, 应具有科学性和先进性, 并能指导爆破设计与施工。

3.2 爆破设计与施工

钻孔爆破施工前, 施工单位应进行爆破设计, 并报主管部门;重要的爆破设计, 应经主管部门批准。钻孔爆破施工, 应按爆破设计要求进行钻孔质量应符合下述要求:钻孔孔位应根据爆破设计确定;钻孔开孔位置与爆破设计孔位的偏差, 不宜大于钻头直径的尺寸, 实际孔位应有记录;钻孔角度和孔深, 应符合爆破设计的规定;已造好的钻孔, 孔内岩粉应予清除, 孔口必须盖严。钻孔经检查合格才可装药。炮孔的装药和堵塞, 爆破网络的联结以及起爆, 必须由爆破负责人统一指挥, 由爆破员按爆破设计规定进行。爆破后, 应及立即检查爆破效果, 及时调整爆破参数。

结束语

综上所述, 可知对水工建筑物岩石基础保护层进行开挖, 这是一项非常重要并且专业性非常强的工作, 如果施工单位的技术水平没有达到相关要求, 坚决不允许其施工。在施工期间, 监理单位一定要起到应有的作用, 保证施工单位按照程序进行施工, 没有进行违规操作。

摘要：如今, 我国的水工建筑物数量越来越多, 而岩石基础保护层作为水工建筑物中重要的组成部分, 其施工质量的好坏对建筑物结构的稳定性有着关键性的影响。在当前的水工建筑物岩石基础保护层开挖施工中, 施工单位通常都会采用手风钻对保护层进行预裂加主爆孔爆破的开挖方法, 并且, 这种开挖技术无论是在进行预裂, 或是主爆孔爆破的过程中, 都必须保持水平的开挖方式。为此, 笔者通过结合自身多年的工作经验, 针对水工建筑物岩石基础保护层的开挖方法进行了研究讨论, 从而得出以下相关结论, 以供参考。

关键词：水工建筑物,岩石基础保护层,开挖方法

参考文献

[1]卢文波, 赖世骧, 朱传云, 舒大强.三峡工程岩石基础开挖爆破震动控制安全标准[J].爆炸与冲击, 2001 (1) .

[2]李学武.帷幕灌浆效果的地质因素影响和施工技术分析[J].中国西部科技, 2006 (23) .

水工保护工程 篇6

1 水工建筑物岩石基础保护层开挖的方法

其主要方法有三种, 其中比较普通使用的方法就是手风钻水平预裂加水平主爆孔爆破法, 这种方法之所以能够得到大规模的使用, 主要是因为它的效率相对来说比较高, 尤其是与分层开挖法相比。只是如果利用这种方法, 在施工时就影响预先留下保护层, 通常该保护层大约需要2m厚, 所需设备为手风钻, 该设备在施工时应该与顶部保持一定的距离, 一般为1.2m, 主要是因为在这个地方需要打一排主爆孔, 该爆孔在打时应该保持水平方向;除此之外, 还要在一排预裂孔, 该孔同样需要保持水平方向, 而且需要打在建基面上, 之后就可以进行冲孔、装药、联网等工序。这种方法最大的优势就是打出来的孔比较小, 而且不需装很多药, 除此之外, 对建基面不会产生太大的扰动, 再加之, 使用该方法之后, 残留炮痕保存率非常高, 通常都在1m以上, 而且不平整度相对来说, 也非常小, 通常都可以控制在15m左右。

2 施工工艺

在正式施工开始之前, 建设单位应该将相关的要求提交给施工单位, 而设计单位应该将设计方案交由施工单位, 并且与施工人员做好沟通, 将设计方案中涉及到的内容都要交代给施工人员;勘察单位也要将勘察报告交给施工单位, 让施工单位明确施工所在地的地质条件, 便于施工。总之, 无论是建设单位、设计单位, 还是勘察单位都要与施工方做好交流, 将相关的资料与图纸都要明确的交给施工方, 这是施工单位顺利进行施工的前提。其主要施工步骤如下:

2.1 准备工作

这是后续工作顺利进行的重要保证, 其准确工作主要是明确保护层的具体厚度, 其厚度通常都是利用爆破实验得出, 之后还要依据该地的地质条件, 按照建设单位的要求, 选择出施工方法, 最后, 利用相应的技术手段明确爆破要求, 通常所使用的技术手段主要有钻孔压水、声波, 有时还利用地震的方法, 在明确爆破要求之后, 还要对岩层中隐患进行控制。

2.2 开挖

第一, 开挖之前, 施工单位应该有明确的施工方案, 并且针对施工中存在的隐患, 提出具体的解决措施, 将方案与措施都要交给建设单位, 与之共同商讨;第二, 一般开挖的方式都是从上到下逐一进行, 但是如果有哪些部位必须上下同时进行, 这时就必须事先想出安全措施, 以防出现意外情况, 如果没有得到上级同意以及技术水平没有达到一定水准, 坚决不能使用从下到上的逐一开挖的形式;第三, 根据开挖的位置不同要选择不同的开挖方式, 比如如果是边坡轮廓面, 可以使用两种方法, 一种预裂爆破;另一种是光面爆破;但是如果边坡属于永久性的或者是半永久性的, 同时边坡的高度相比较而言很大, 这时应该采用分台阶开挖的方式;第四, 紧邻水平建基面, 应采用预留岩体保护层并对其进行分层爆破的。

2.3 排水

第一, 基坑开挖施工中, 应及时排出工作场地的积水。基坑中来水量很大时, 应采取有效办法减少来水量;第二, 基坑排水应减少污水对河流的污染。

2.4 出渣运输

第一, 出渣运输应按设计要求进行;第二, 堆 (弃) 渣应符合下述要求;场地应有足够的容量, 施工过程中不宜变动。除通过论证合理或对堆 (弃) 渣需要利用者外, 应避免二次挖运;宜不占或少占耕地, 有条件时应结合堆 (弃) 渣造地;不得占用其他施工场地和妨碍其他工程施工, 不得堵塞河道;第三, 出渣运输和堆 (弃) 渣不得污染环境

3 钻孔爆破

3.1 爆破试验和爆破监测

钻孔爆破施工前或施工中, 应按有关要求进行爆破试验。爆破试验宜成立由有关人员组成的试验组;爆破试验应选择下述内容进行:爆破材料性能试验;爆破参数试验;爆破破坏范围试验;爆破地震效应试验;爆破破坏范围试验的观测方法:在表面应采用宏观调查和地质描述方法;在隐蔽部位应采用弹性波纵波波速观测方法。采用上述观测方法判断爆破破坏的标准;爆破地震效应试验, 应采用质点振动速度观测方法。质点振动速度传播规律, 可公式进行统计分析确定。重要的和有特殊要求的爆破试验, 应按有关要求增加其他观测方法。钻孔爆破施工中, 对建筑物或防护目标的安全有要求时, 应进行爆破监测。对爆破空气冲击波 (或噪音) 1水中冲击波 (或动水压力) 和飞石等效应有防护要求时, 应编入爆破试验或爆破监测大纲 (计划) , 并予实施。应做好爆破试验和爆破监测资料的记录、整理和分析, 及时提出试验研究报告和监测报告。爆破试验和爆破监测成果, 应具有科学性和先进性, 并能指导爆破设计与施工。

3.2 爆破设计与施工

钻孔爆破施工前, 施工单位应进行爆破设计, 并报主管部门;重要的爆破设计, 应经主管部门批准。钻孔爆破施工, 应按爆破设计要求进行钻孔质量应符合下述要求:钻孔孔位应根据爆破设计确定;钻孔开孔位置与爆破设计孔位的偏差, 不宜大于钻头直径的尺寸, 实际孔位应有记录;钻孔角度和孔深, 应符合爆破设计的规定;已造好的钻孔, 孔内岩粉应予清除, 孔口必须盖严。钻孔经检查合格才可装药。炮孔的装药和堵塞, 爆破网络的联结以及起爆, 必须由爆破负责人统一指挥, 由爆破员按爆破设计规定进行。爆破后, 应及时调查爆破效果并根据爆破效果和爆破监测结果, 及时调整爆破参数。

结束语

综上所述, 可知对水工建筑物岩石基础保护层进行开挖, 这是一项非常重要并且专业性非常强的工作, 如果施工单位的技术水平没有达到相关要求, 坚决不允许其施工。在施工期间, 监理单位一定要起到应有的作用, 保证施工单位按照程序进行施工, 没有进行违规操作。

参考文献

[1]卢文波, 赖世骧, 朱传云, 舒大强.三峡工程岩石基础开挖爆破震动控制安全标准[J].爆炸与冲击, 2001 (1) .

[2]李学武.帷幕灌浆效果的地质因素影响和施工技术分析[J].中国西部科技, 2006 (23) .

水工保护工程 篇7

1水工建筑物岩石基础保护层开挖的方法

过去, 在对水工建筑物岩石基础保护层进行开挖的过程中, 主要应用的开挖方法就是分层开挖法, 但是这种开挖方法本身的效率相对较低, 开挖的效果不够明显, 这种传统的开挖方法, 已经无法满足现今水工建筑物岩石基础保护层开挖施工的需求, 因此, 就需要选用其他的开挖方法来替代。而手风钻水平预裂加水平主爆孔爆破法就是一个较为理想的选择, 这种开挖方法相较于分层开挖法来说, 开挖的效率较高, 开挖效果较为明显, 因此, 这种开挖方法在目前的水工建筑物岩石基础保护层开挖施工中得到了广泛的应用。

而在利用这种开挖方法来对水工建筑物岩石基础保护层进行开挖的过程中, 需要先进行保护层的预留, 而所预留的保护层厚度要控制在2m左右, 并且利用手风钻来配合使用。在应用手风钻进行施工的过程中, 一定要保障设备与保护层顶部之间相隔适当的距离, 该距离一般要控制在1.2m。之所以要保持设备与保护层顶部之间的距离, 是为了防止在进行主爆孔施工的时候, 不会对保护层顶部造成破坏, 可以使得爆孔施工能够顺着水平的方向展开。

另外, 所有的爆孔都要预留在建基面上, 在完成爆孔施工后, 就需要进行冲孔以及装药施工。在实际的开挖施工中, 应用手风钻水平预裂加水平主爆孔爆破法这种开挖方法, 主要的应用优势就是能够使得所设置的爆孔孔径相对较小, 在孔洞中, 所需要装设的药品也较少, 这样就能够减少相应的成本费用。同时, 装药量减少, 在爆破的时候, 就不会对建基面造成过大的影响, 使得建基面的完整性得以有效的保障。并且应用这种方法, 也会使得炮痕保留相对完整, 而且每个炮痕的长度都在1-15m之间。就算是一些不平整的炮痕, 数量也相对较少, 不会影响到保护层整体的平整性。

2施工工艺

2.1准备工作。做好相应的准备工作, 才能够使得水工建筑物岩石基础保护层后续开挖工作做好。在进行保护层开挖之前, 要对保护层的厚度进行清楚的了解, 将厚度控制在合理的范围内, 可以采用爆破实验的方式来对保护层的开挖厚度进行确认。在确认保护层厚度之后, 就需要对当地的施工地质条件进行合理的勘探, 严格的依照施工单位的需求, 来选择适宜的施工方法。最后就是要明确爆破的具体要求, 并应用先进的技术手段, 来进行水工建筑物岩石基础保护层的开挖处理, 并针对岩层中所存在的各种问题进行有效的解决。

2.2开挖

2.2.1在对水工建筑物岩石基础保护层进行开挖施工之前, 需要相关的施工单位制定出具体的施工方案, 并针对施工方案中存在的各种问题进行讨论和解决, 从而使得施工方案更加的严谨, 在施工方案制定完成后, 就要将施工方案上交给建设单位, 双方共同进行研究。

2.2.2传统开挖方法施工采用的顺序均为从上到下的顺序, 然而, 如果在开挖的过程中, 需要同时进行上下施工, 就需要做好相应的防护工作, 提高施工人员的安全意识, 从而减少安全事故的发生。在得到上级同意后, 并且相关的技术水平达到相应标准水平的时候, 可以同时进行上下开挖以及从上到下的开挖。

2.2.3开挖方式要根据开挖位置来进行选择, 在边缘部位, 也就是边坡周边区域, 最好应用预裂爆破以及光面爆破法进行开挖施工。而如果边坡的性质为永久性的, 而且边坡的高度也相对较高, 那么在进行开挖施工的时候, 采用的开挖方法最好是分台阶开挖法。

2.2.4当所需要开挖的保护层与水平建基面之间距离较近, 那么就要先进性预留掩体施工, 然后采用分层爆破的方法来进行开挖施工。

2.3排水。第一, 基坑开挖施工中, 应及时排出工作场地的积水。基坑中来水量很大时, 应采取有效办法减少来水量;第二, 基坑排水应减少污水对河流的污染。

2.4出渣运输。第一, 出渣运输应按设计要求进行;第二, 堆 (弃) 渣应符合下述要求;场地应有足够的容量, 施工过程中不宜变动。除通过论证合理或对堆 (弃) 渣需要利用者外, 应避免二次挖运;宜不占或少占耕地, 有条件时应结合堆 (弃) 渣造地;不得占用其他施工场地和妨碍其他工程施工, 不得堵塞河道;第三, 出渣运输和堆 (弃) 渣不得污染环境。

3钻孔爆破

3.1爆破试验和爆破监测。钻孔爆破施工前或施工中, 应按有关要求进行爆破试验。爆破试验宜成立由有关人员组成的试验组;爆破试验应选择下述内容进行:爆破材料性能试验;爆破参数试验;爆破破坏范围试验等。而爆破破坏范围试验的观测方法包括:在表面应采用宏观调查和地质描述方法;在隐蔽部位应采用弹性波纵波波速观测方法。采用上述观测方法判断爆破破坏的标准;爆破地震效应试验, 应采用质点振动速度观测方法。质点振动速度传播规律, 可公式进行统计分析确定。钻孔爆破施工中, 对建筑物或防护目标的安全有要求时, 应进行爆破监测。爆破监测成果, 应具有科学性和先进性, 并能指导爆破设计与施工。

3.2爆破设计与施工。钻孔爆破施工前, 施工单位应进行爆破设计, 并报主管部门;重要的爆破设计, 应经主管部门批准。钻孔爆破施工, 应按爆破设计要求进行钻孔质量应符合下述要求:钻孔孔位应根据爆破设计确定;钻孔开孔位置与爆破设计孔位的偏差, 不宜大于钻头直径的尺寸, 实际孔位应有记录;钻孔角度和孔深, 应符合爆破设计的规定。钻孔经检查合格才可装药。爆破后, 应及时调查爆破效果, 并根据爆破效果和爆破监测结果, 及时调整爆破参数。

4结论

综上所述, 可知对水工建筑物岩石基础保护层进行开挖, 这是一项非常重要并且专业性非常强的工作, 如果施工单位的技术水平没有达到相关要求, 坚决不允许其施工。在施工期间, 监理单位一定要起到应有的作用, 保证施工单位按照程序进行施工, 没有进行违规操作。

参考文献

[1]卢文波, 赖世骧, 朱传云, 舒大强.三峡工程岩石基础开挖爆破震动控制安全标准[J].爆炸与冲击, 2011 (1) .

[2]李学武.帷幕灌浆效果的地质因素影响和施工技术分析[J].中国西部科技, 2012 (23) .