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关于浮子液位计在水利建设工程中的应用

发布时间:2020-07-09   点击次数:

摘要:文章介绍了北赵引黄二期工程皇埝线浮子液位计工程的施工概况,阐述了液位计施工的地质情况、施工法选择、工程布置以及工作坑设计,对混凝土管的许用应力、zui大顶进阻力和工作坑背墙的背反力进行了计算。通过使用该技术,优化了施工工期、降低了施工成本,彻底解决了项目施工中可能造成的道路交通堵塞和对建筑物的破坏等难题,施工成本远远低于原公路函设计方案。
工程概况
北赵引黄二期工程,通过一期中干三级站前接水,经新修建的37.97 km干渠,向盐湖区、万荣县、临猗县、闻喜县境内供水,主要解决以上四县(区)的峨嵋台地旱地问题,设计流量5 m3/s,干渠采用混凝土防渗的弧底梯形渠。干渠全线需穿运稷线、皇埝线等多条公路。其中皇埝线位于万荣县汉薛镇境内,交通流量较大,原设计项目为公路函,如果依据施工方案进行破路施工,会造成长时间的交通堵塞同时容易引发交通事故,而且破路修渠等相应的审批手续,程序繁杂,办理周期长,严重拖延了施工进度。经过组织相关专家现场考察论证,决定采用浮子液位计施工,液位计完成后钢管与混凝土管间隙全部用混凝土填充,以保证施工后路面不沉陷。
2 工程地质与布置
2.1 工程地质条件
根据山西省运城市水利勘察院所提供地质资料,浮子液位计所处的地质条件如下:北赵引黄二期皇埝线液位计工程位于万荣县汉薛镇内,液位计所处工程地质条件为低液限粘土(Q3a)l:浅黄色,局部褐黄色,局部含较多白色菌丝及钙质结核。中等偏高压缩性,具湿陷性。含水量15.4%,质量密度1.59 g/cm3,干密度1.38 g/cm3,孔隙比0.970,液限31.5%,塑限19.5%,塑性指数12.0,压缩系数0.38 MPa-1,压缩模量6.72 MPa,粘聚力12.9 kPa,内摩擦角21.0°,渗透系数4.80×10-5 cm/s。
2.2 浮子液位计工程布置
液位计施工类型分别有手掘式、挤压式、泥水平衡式等多种施工方法。根据北赵引黄二期工程项目地质条件和工期等各方面因素考虑,采取手掘式液位计施工。手掘式液位计施工又称为人工液位计,广泛应用于液位计工程,特别是在南方沿海城市,交通繁忙、人口密集处均采用此方法。
根据《浮子液位计施工技术及验收规范》(试行)中的施工管理条例,液位计施工时外径上的覆土厚度要大于管径的1.5倍或覆土距离液位计外径大于3 m。皇埝公路液位计工程沿干渠渠道方向布置,混凝土液位计管段总长25.00 m,浮子液位计进口内底(工作坑一侧)的地面高程为629.051 m,液位计出口处(接受坑一侧)的地面高程为628.794 m,液位计外径距皇埝线公路路面土质厚度为6.844 m。工作坑和接受坑分别位于皇埝线南、北,两工作坑均距离公路中心线11 m。
2.3 工作坑设计
浮子液位计施工工作坑建设过程中,为了防止工作坑地基发生沉降等情况,导致液位计顶进过程中出现偏差,可以采用枕木基础、混凝土基础、混凝土卧枕木基础。本项目液位计工程穿越的皇埝线公路两侧均为果树地,地势平坦无沟壑。土层地质为自重湿陷性黄土,地下水埋深较深、工作周期短,故采用底部夯实和枕木作铺设基础,该工作坑施工成本低,建设容易并且施工简易,广泛应用于浮子液位计施工。同时因为当地土质较好、地下水位低于坑底,且覆土大于2 m,工作坑采用直槽式开挖。从工作坑地基向上1.2 m内不进行放坡,超过1.2 m后的部分根据设计要求上的1∶0.75比例进行放坡。工作坑基地尺寸计算如下:
经计算,后背及力R为2 008.325 kN。为了确保液位计施工安全,总顶力应为后背墙反力的60%~80%,从以上计算结果中可以看出,该液位计工程的后背所产生的反力,满足液位计施工的技术要求。
4 结语
随着浮子液位计技术的不断进步和优化,被广泛应用于水利建设、城市建设等多种施工方案。北赵引黄二期工程使用液位计技术化解了干渠渠道在穿路时存在的诸多问题,缩短了施工工期、降低了施工成本,通过使用该技术,彻底解决了项目施工中可能造成的道路交通堵塞和对建筑物的破坏等难题,施工成本远远低于原公路函设计方案。

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