陈运峰
盱眙县桂五水库管理所 江苏淮安211700
一、背景技术
自来水厂常从河道取水，取水管道必然要穿越堤防，对堤防而言，新增了薄弱环节。为减小对堤防造成的不利影响，管底需要高于堤防设计洪水位。当水泵布置于堤后时，受大气压强的限制及取水流量的影响，有效吸程一般只有5-6m。当流量较大时，有效吸程还会更小。若河水位变幅较大，设计洪水位与常水位差值超过6m时，堤后水泵将不能按设计流量从河道取水。若将泵房设置在河道中，由于水泵扬程可达几十米甚至上百米，可轻松翻越堤防，直达水厂。但位于河道内的泵房阻水面积较大，将影响河道行洪。若将泵房设置在堤后，仅保留取水口在河道中，这样，阻水面积可大为减小，对河道行洪影响也较小，但需要将穿堤管道底高程降低，使管道从堤防设计洪水位以下穿过。
管道在设计洪水位以下穿越堤防，在管道与堤身接触处，存在接触冲刷隐患，管道还存在破损漏水的可能，这对堤防渗流稳定及抗滑稳定均产生明显不利影响。当堤防下面存在淤泥等软弱地基时，还会带来不均匀沉降，甚至可能溃堤，后果将不堪设想，为此我们提出一种洪水位以下穿越软基堤防的取水管道结构及施工方法用于解决上述问题。
二、技术方案
为解决上述问题，提供如下技术方案：一种洪水位以下穿越软基堤防的取水管道结构，包括高压旋喷桩连续墙，所述高压旋喷桩连续墙浇筑在堤防顶部靠近临水侧的挖坑内，所述高压旋喷桩连续墙上浇筑安装闸阀井，所述闸阀井两端内腔固定套接管道，所述管道的一端贯穿闸阀井的外壁并紧密贴合高压旋喷桩连续墙上，所述高压旋喷桩连续墙上的管道浇筑包裹在混凝土管床内，所述高压旋喷桩连续墙和闸阀井侧壁上填充回填黏土，所述回填黏土的顶部铺设泥结石路面，所述管道远离高压旋喷桩连续墙的一端伸至堤防临水侧坡脚正上方，且堤防坡脚固定埋设桩架，所述管道的端面底部固定焊接在桩架上，且管道的端面固定安装取水口。
洪水位以下穿越软基堤防的取水管道结构的施工方法，包括如下步骤：
1)沿堤防坡脚设置土质围堰到设计高程，土质围堰临水侧坡面上铺设一道防渗土工膜，土工膜外用砂包压顶防护，抽干土质围堰和堤防坡顶间的积水；
2)在堤防坡顶土堤至设计高程，两侧按坡比1:3放坡，形成安装坑；
3)在安装坑底部设置水泥土搅拌桩；
4)在水泥搅拌桩顶部平行于堤轴线布置一排高压旋喷桩连续墙，在高压旋喷桩连续墙临水侧布置闸阀井；
5)整平水平开挖面，并浇筑素混凝土垫层；
6)浇筑闸阀井的钢筋混凝土底板、混凝土支座及两侧刺墙混凝土，闸阀井上下游面预留管道进出口；
7)浇筑闸阀井后的混凝土管床，并采用下宽上窄的断面；
8)将管道贯穿闸阀井，并使得闸阀井后的管道于混凝土管床上，并用混凝土包裹覆盖，然后安装闸阀和闸阀操作杆，并对闸阀井内进行有效止水；
9)在高压旋喷桩连续墙和闸阀井侧壁用回填黏土填充堤身，并间隔设置土工格栅；
10)在回填黏土顶部铺设堤顶泥结石路面；
11)拆除土质围堰，然后在堤防临水侧壁上固定埋设多个钢管桩，在堤防坡底固定埋设桩架；
12)在钢管桩架设管道，管道一端端面支撑在桩架上并固定安装向下的取水口，管道另一端与堤身处的闸阀井内的管道连接；
13)在取水口附近的堤防坡底铺设格宾护垫，在格宾护垫上铺设碎石找平层，且碎石找平层位于取水口的正下方。
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三、有益效果
1、闸阀井内的闸阀，在突发紧急情况下，可迅速切断管道内的水流；
2、闸阀井两侧混凝土刺墙可增加水流渗径，减小水力坡降，有利于保护堤身填土免受接触冲刷；
3、穿管处堤基软弱土层采用水泥土搅拌桩加固，减小了堤基不均匀沉降；
4、闸阀井下方采用高压旋喷桩连续墙，增加了堤基防渗性能；
5、闸阀井后采用混凝土管床，并用下宽上窄的断面，避免锐角，有利于压实回填的粘土；
6、土工格栅可大大消除回填粘土的不均匀沉降，提高堤坡的抗滑稳定性；
7、堤顶处设置的泥结石路面，有助于观察堤顶不均匀沉降，及时发现裂缝等异常现象；
8、取水口附近的河床，采用格宾护垫防护，有利于河床稳定；
9、取水口下方的碎石，有利于防止泥砂吸入取水口。