引水工程倒虹吸施工技术研究

时间：2024-05-19

宣学经

（甘肃省水利水电工程局有限责任公司，甘肃兰州730030）

1 项目介绍

甘肃省引洮供水二期工程主体工程施工第38-1标段所承建五干渠1#倒虹吸和2#倒虹吸，主要由进水池、管道段、出水池、重力墩、阀井等建筑物组成。根据该工程项目倒虹吸设计图纸及合同要求，1#倒虹吸管道采用壁厚8 mm、直径为900 mm的钢管，2#倒虹吸管道采用壁厚8 mm、直径为800 mm的钢管，均由施工方自行采购；砼强度等级为C25（F200W4），砼采用洞口已具备的强制性拌和机生产，1 m3或3 m3罐车运输，确保工程安全、质量和进度要求；为防止停电项目部配备90 kW发电机一台。

2 倒虹吸施工技术要点

甘肃省引洮供水二期工程主体工程施工第38-1标段的倒虹吸施工技术的应用流程如图1所示。

图1 倒虹吸施工技术施工流程

2.1 施工前的准备工作

在具体的开工之前，需要对现场进行全面的勘察测量，掌握实际的施工数据如开挖位置、标高、开挖方向、深度等，并结合测量结果利用石灰对开挖位置进行标注，作为倒虹吸施工的基础线进行应用。在此基础上，结合设计图纸，要对倒虹吸长度、宽度、基坑开挖线、轴线位置、管节管口位置等进行明确，并设置相应的控制桩和护桩等[1]。最后需要结合设计要求对测量放样结果进行复核校验，确保其标高、尺寸满足需求。

2.2 基础施工技术

（1）土方开挖。采用300型挖掘机开挖，在开挖前先进行测量放线，确保开挖高程及几何尺寸符合图纸设计要求，按照土方开挖规范和标准施工，严格控制土方的超挖和欠挖并清理松动土。

（2）基础处理。依据引洮供水二期工程主体工程施工第38-1标五干渠倒虹吸结构设计图技术指标的要求，对地基进行原基面夯实、原土翻夯、10%水泥土处理。对于交通便利部位基础进行机械分层碾压夯实，每层铺土厚度控制在30～40 cm；对于交通不便利部位采用人工配合冲击夯进行分层夯实，每层土厚度控制在15～20 cm[2]。夯填土含水率根据试验室出具的最优含水率进行控制，压实度经现场取样达到设计后进行下一道工序。

2.3 砼浇筑施工技术

首先要对混凝土的制作质量进行严格把关，保证其原材料水泥、细骨料、粗骨料、外加剂等质量合格，并结合设计要求且按配合比进行严格控制，通常需要进行集中制作、搅拌，并利用罐车运输到施工现场。制作时要保证其水灰比、坍落度的合理性和科学性。在模板安装环节中，要先在垫层上测量放样，明确立模定位。还要保证模板表面的清洁性，涂刷脱模剂，木模板还要烤涂石蜡等，起到一定的防护作用。在具体的安装过程中，确保其质量检验合格性，尤其是要保证其平整度，避免出现变形问题。设置一定数量的临时固定支撑点，并用相应型号的钢管进行加固，设置拉杆；模板接缝处需要使用双面胶带进行粘贴，避免出现漏浆问题[3]。然后需要进行质量检查，对其安装误差进行合理控制，避免超过允许值。

2.4 管道安装施工技术

（1）安装前的准备工作。管道安装之前，需要对管槽进行清理验收，保障其符合安装要求。要结合设计图纸标准对其进行精准测量放线，管道腰线高程测放在管槽两侧的槽壁上，中心测放在槽底上，管节上“十”字型标示管轴线。要对施工人员开展专项安全施工教育培训，树立安全生产意识，强化安全防护能力，并要进行施工前的安全技术交底工作。对吊车进行合理停放安装。

（2）管道安装。对管槽基础施工作业完成之后，经监理验收合格之后方能对管道进行安装。该工程施工中主要是利用25 t吊车进行吊装，人工配合，把管道安装在标准位置，管两侧用与管基础同标号的砼预制块镶牢，使管两端对中，管外围对齐。

（3）管道焊接。保证焊接人员具有一定的专业资质，持证上岗，保证焊接作业的规范性。利用氧乙炔焰切割方式对坡口进行焊接，利用砂轮对其表面的氧化皮进行全面清理。该工程施工中主要是使用手工电弧焊进行焊接操作，在具体的焊接之前需要对焊件接头质量进行检验，保障其符合焊接条件要求。不同规格的焊条在焊接时需要的电流不同，在实践操作中要结合具体的钢材材质以及实际的焊接需求合理选择电流。要对焊接质量进行科学检测，先进行自检，并做好记录，对焊缝外观进行平衡性检测，在焊接完成之后24小时内，利用射线对焊缝进行无损探伤检查。如果发现焊缝缺陷问题，需要结合具体情况采取针对性的修复、补焊措施。

2.5 压水试验

一般情况下，在倒虹吸施工中，在具体的回填施工之前，需要采取有效的压水试验，并严格按照（GB50268—2008）《给水排水管道工程施工及验收规范》标准采用压水试验，确保其施工规范性和标准性，避免在应用过程中出现质量问题。试验压力应为工作压力加上0.5 MPa，且不少于0.9 MPa。在管道充满水后，经过24小时，方可进行水压试验。应先将管道升至试验压力，使其保持恒压状态10 min以上（为保持压力允许向管内补水），检查接口及管道附件未发生破坏及较重渗水现象，即可进行渗水试验。实验阶段，停止注水补压，稳定15 min；如果在15 min后压力下降没有超过实验压力数值，可以将实验压力降至工作压力，并保持30 min。最后对外观进行检查，确保无漏水现象，即认为试验合格。压水试验合格后方可进行土方的回填。

2.6 土方回填施工技术

土方回填之前，要保证各个环节的施工质量达到一定标准，保证压水试验合格后才能实施回填操作。回填土一般为开挖料，避免使用混凝土块、碎石块、土块、冻土块等不良土质进行回填。回填时采用相应的机械设备如挖掘机、装载机等，需要人工和机械结合的方式进行回填施工，对管沟进行机械回填，并利用振动夯击或蛙式打夯机进行夯实，保证其压实度达到标准要求。在距离顶部一定距离时，利用压路机采取静压的方式进行压实。通常情况下，需要在隐蔽工程完成之后才能开始回填施工，并采取分层填筑、压实的方式进行，每层厚度在30厘米以下，保证管两侧对称回填夯实。在完成回填施工后，需要对其施工质量进行检测。