摘要：文章介紹了北趙引黃二期工程皇埝線浮子液位計(jì)工程的施工概況，闡述了液位計(jì)施工的地質(zhì)情況、施工法選擇、工程布置以及工作坑設(shè)計(jì)，對(duì)混凝土管的許用應(yīng)力、zui大頂進(jìn)阻力和工作坑背墻的背反力進(jìn)行了計(jì)算。通過使用該技術(shù)，優(yōu)化了施工工期、降低了施工成本，徹底解決了項(xiàng)目施工中可能造成的道路交通堵塞和對(duì)建筑物的破壞等難題，施工成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于原公路函設(shè)計(jì)方案。
工程概況
北趙引黃二期工程，通過一期中干三級(jí)站前接水，經(jīng)新修建的37.97 km干渠，向鹽湖區(qū)、萬榮縣、臨猗縣、聞喜縣境內(nèi)供水，主要解決以上四縣（區(qū)）的峨嵋臺(tái)地旱地問題，設(shè)計(jì)流量5 m3/s，干渠采用混凝土防滲的弧底梯形渠。干渠全線需穿運(yùn)稷線、皇埝線等多條公路。其中皇埝線位于萬榮縣漢薛鎮(zhèn)境內(nèi)，交通流量較大，原設(shè)計(jì)項(xiàng)目為公路函，如果依據(jù)施工方案進(jìn)行破路施工，會(huì)造成長時(shí)間的交通堵塞同時(shí)容易引發(fā)交通事故，而且破路修渠等相應(yīng)的審批手續(xù)，程序繁雜，辦理周期長，嚴(yán)重拖延了施工進(jìn)度。經(jīng)過組織相關(guān)專家現(xiàn)場(chǎng)考察論證，決定采用浮子液位計(jì)施工，液位計(jì)完成后鋼管與混凝土管間隙全部用混凝土填充，以保證施工后路面不沉陷。
2 工程地質(zhì)與布置
2.1 工程地質(zhì)條件
根據(jù)山西省運(yùn)城市水利勘察院所提供地質(zhì)資料，浮子液位計(jì)所處的地質(zhì)條件如下：北趙引黃二期皇埝線液位計(jì)工程位于萬榮縣漢薛鎮(zhèn)內(nèi)，液位計(jì)所處工程地質(zhì)條件為低液限粘土（Q3a）l：淺黃色，局部褐黃色，局部含較多白色菌絲及鈣質(zhì)結(jié)核。中等偏高壓縮性，具濕陷性。含水量15.4%，質(zhì)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%，塑性指數(shù)12.0，壓縮系數(shù)0.38 MPa-1，壓縮模量6.72 MPa，粘聚力12.9 kPa，內(nèi)摩擦角21.0°，滲透系數(shù)4.80×10-5 cm/s。
2.2 浮子液位計(jì)工程布置
液位計(jì)施工類型分別有手掘式、擠壓式、泥水平衡式等多種施工方法。根據(jù)北趙引黃二期工程項(xiàng)目地質(zhì)條件和工期等各方面因素考慮，采取手掘式液位計(jì)施工。手掘式液位計(jì)施工又稱為人工液位計(jì)，廣泛應(yīng)用于液位計(jì)工程，特別是在南方沿海城市，交通繁忙、人口密集處均采用此方法。
根據(jù)《浮子液位計(jì)施工技術(shù)及驗(yàn)收規(guī)范》（試行）中的施工管理?xiàng)l例，液位計(jì)施工時(shí)外徑上的覆土厚度要大于管徑的1.5倍或覆土距離液位計(jì)外徑大于3 m。皇埝公路液位計(jì)工程沿干渠渠道方向布置，混凝土液位計(jì)管段總長25.00 m，浮子液位計(jì)進(jìn)口內(nèi)底（工作坑一側(cè)）的地面高程為629.051 m，液位計(jì)出口處（接受坑一側(cè)）的地面高程為628.794 m，液位計(jì)外徑距皇埝線公路路面土質(zhì)厚度為6.844 m。工作坑和接受坑分別位于皇埝線南、北，兩工作坑均距離公路中心線11 m。
2.3 工作坑設(shè)計(jì)
在浮子液位計(jì)施工工作坑建設(shè)過程中，為了防止工作坑地基發(fā)生沉降等情況，導(dǎo)致液位計(jì)頂進(jìn)過程中出現(xiàn)偏差，可以采用枕木基礎(chǔ)、混凝土基礎(chǔ)、混凝土臥枕木基礎(chǔ)。本項(xiàng)目液位計(jì)工程穿越的皇埝線公路兩側(cè)均為果樹地，地勢(shì)平坦無溝壑。土層地質(zhì)為自重濕陷性黃土，地下水埋深較深、工作周期短，故采用底部夯實(shí)和枕木作鋪設(shè)基礎(chǔ)，該工作坑施工成本低，建設(shè)容易并且施工簡易，廣泛應(yīng)用于浮子液位計(jì)施工。同時(shí)因?yàn)楫?dāng)?shù)赝临|(zhì)較好、地下水位低于坑底，且覆土大于2 m，工作坑采用直槽式開挖。從工作坑地基向上1.2 m內(nèi)不進(jìn)行放坡，超過1.2 m后的部分根據(jù)設(shè)計(jì)要求上的1∶0.75比例進(jìn)行放坡。工作坑基地尺寸計(jì)算如下：
經(jīng)計(jì)算，后背及力R為2 008.325 kN。為了確保液位計(jì)施工安全，總頂力應(yīng)為后背墻反力的60%~80%，從以上計(jì)算結(jié)果中可以看出，該液位計(jì)工程的后背所產(chǎn)生的反力，滿足液位計(jì)施工的技術(shù)要求。
4 結(jié)語
隨著浮子液位計(jì)技術(shù)的不斷進(jìn)步和優(yōu)化，被廣泛應(yīng)用于水利建設(shè)、城市建設(shè)等多種施工方案。北趙引黃二期工程使用液位計(jì)技術(shù)化解了干渠渠道在穿路時(shí)存在的諸多問題，縮短了施工工期、降低了施工成本，通過使用該技術(shù)，徹底解決了項(xiàng)目施工中可能造成的道路交通堵塞和對(duì)建筑物的破壞等難題，施工成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于原公路函設(shè)計(jì)方案。