涔天河灌区锦江倒虹吸工程施工方案研究

1 工程概况

涔天河灌区锦江倒虹吸工程位于江永县境内，属于涔天河灌区工程左干渠二标段（ZG29+765＼～70+633，渠道全长约 41.086km）的控制性工程，也是涔天河水库扩建工程的配套工程，该扩建工程是国务院2014 年确定的172 个重大水利项目之一。

锦江倒虹吸全长 2.09km，倒虹吸管身内径 2.8m ，埋置式预应力钢筒砼管（PCCP），长度为 6m/ 每节，分铠装承插式及标准承插式两种连接方式，镇墩处采用钢制弯管连接。PCCP、钢制弯管及胶圈均采用厂家的定型产品。倒虹吸布置方式为浅埋式，埋管覆土厚度1-3m，过河段最大覆土厚度 9.5m，河滩阶地需复耕。除过河段外，倒虹吸管道一侧修 1.5m 宽的台阶或 3.5m 宽的泥结石检修道路。倒虹吸设置拦污栅1 个、镇墩 11 个、钢制弯管3 节、检修闸井2 处，铠装承插管42 节，标准承插式（47t/ 节）32 节，（37.5t/ 节）251 节，转换链接件5 节。覆土厚度 3m 的单节重 37.5t，覆土 10m 的 （ 过河段 ） 单节重 47t。

2 工程地质情况

锦江倒虹吸工程跨永明河，河谷宽阔，除进口山坡外，基岩均被覆盖，Ⅰ级阶地冲积层上部砂壤土，下部砂砾石，厚 8.5＼～16.9m。其余地段覆盖坡洪积层，厚 1.4＼～10.6m。基岩 D3x2 岩性较软弱，抗冲刷能力弱，灰岩岩性坚硬，抗冲能力强。进口为顺层边坡，存在边坡稳定问题。河床存在较厚层砂砾石，最大冲刷深度为3.0m，存在基坑涌水及抗冲刷稳定问题。

4 施工关键技术及工艺

4.1 施工导流与水流控制

锦江倒虹吸需跨越河流，其跨河段施工拟安排在枯水期施工，导流时段确定为 2018 年 11 月至 2019 年 2 月。跨河倒虹吸所在河段时段施工洪水详见表1。

锦江倒虹吸为倒虹吸管从河底通过[2]，采用分段导流，一期围左岸，二期围右岸。河床总宽度约176m，一期上游围堰长度为140m，期下游围堰长度为109m， 二期上游围堰长度为89m，二期下游围堰长度为84m，纵向围堰长度为63m，具体位置见围堰平面布置图如图2 所示。

4.4 导流建筑物设计

锦江倒虹吸施工围堰采用粘土心墙填筑 [3]，粘土心墙向两岸延伸到 3#、6# 镇墩，过河段砂卵砾石埋深约 4m，心墙开挖至岩石面采用

粘土回填防渗，底宽不小于 2m。堰顶因没有交通要求，但为便于施工确定上游堰顶宽度为 4.5m，迎水面坡比 1 ：2，背水面坡比 1 ：1.5 ；

下游堰顶宽度为 4.5m，迎水面边坡为 1 ：2，背水面边坡为 1 ：1.5。纵向围堰内外坡均为 1 ：2，内边坡为 1 ：1.5，顶宽 4.5m，堰顶高程不

低于设计洪水位的静水位加安全超高大于 0.5m，H=205.39+0.5=205.89， 取 206.0m，具体如下图 3 所示。在围堰施工过程中，为了保证4#、5# 镇墩在干地施工，且开挖较深，可以将粘土心墙布置在一级马道处。

4.5 导流建筑物施工

水下粘土采用进占回填，粘土取自就近下岗口土料场，CAT320 挖掘机装15t 自卸汽车运输到围堰回填区，推土机推平压实。围堰合拢后，初期排水后再进行粘土心墙开挖回填防渗体施工。河床为砂砾石，覆盖深度约 4m，粘土心墙水下开挖采用长臂反铲进行施工，开挖料甩在围堰外侧，开挖过程中向槽内回填粘土，形成泥浆护壁。心墙回填与开挖交替进行，开挖清底一段后立即回填粘土心墙。水上粘土分层回填，分层厚度为50cm，20t 振动碾压实。

一期围堰内施工项目完成后，进行二期围堰施工，部分一期围堰拆除料用于二期围堰填筑，弃渣运输至雷洞弃渣场。二期围堰内施工完成后进行拆除，拆除料部分用于回填，弃料运输到弃渣场，围堰的拆除采用CAT320 挖掘机挖装，15t 自卸汽车运输，退占法拆除临时围堰。4.6 排水降水措施nH

初期排水主要是围堰内积水、围堰渗水、雨水及基坑渗水等，基坑积水 112（长）*62（宽）*1（水深）=6944m3，再加围堰及基坑渗水估计约 8000m3，排水时间为 2 天，平均 200m3/h，配置 1 台 6" 泵，2 台 4" 泵，4 台 2" 泵。

4.6.2 经常性排水

倒虹吸开挖及安装过程中要进行施工降排水，但管线施工循环快，各部位施工时段短，排水措施首先采用明排。如果明排满足不了降水要求，采用井点排水。

（2）较陡的边坡从上到下进行开挖，每层开挖面向外倾斜，利用开挖面自然排水；

（3）过河段在开挖基础面一侧、砂砾石与岩石分界面两侧坡脚设排水沟及集水井，排出围堰渗水及基础岩石渗水。（4）5#、6# 镇墩及一级阶地为基本农田，开挖范围内上部砂壤土，下部砂砾石，地下水埋深较浅，渗水量大，安排在枯水期水位较低2018 年 11 月份施工，减少排水难度。同时加密集水井的设置，每 10-20m 设一个，集水井内埋钢筋笼外包钢丝网，管道安装且回填完成后井内采用碎石回填。

因下部砂砾石渗水量大，如果明排满足不了排水要求，建议采用井点排水，初步确定井壁距开口线2.0m，间距2.0m，深度比建基面深1.单排（或双排）。具体井点深度、间距及排数根据渗透系数现场实验另行确定。

（5）其它管道安装部位主要防止雨水，回填从下向上分层水平回填且向外倾斜，这样开挖槽底部形成自然排水通（6）每个镇墩、阀井坡顶设截水沟，马道及基础周边设排水沟，在基础及每层马道一角设集水井。

（7）在左侧管道堆放中部挖排水沟回填两侧做土埂做为排水干沟，尺寸为 100cm*70cm，直接通往河（8）施工过程中设专人及时清理排水沟及集水井，保证排水畅通。

排水沟尺寸为 40cm（宽）*50cm（深），集水井为 60cm（长）*60cm（宽）*100cm（高）或直径为 60cm 深 100cm 的圆井，每处集水井安装1 台2”或 4”泵将水排出。河床部位直接排入河中，其它部位排入主排水沟，主排水沟防渗采用塑料布。4.7 施工期渡汛

度汛标准为 10 年一遇全年洪水。河床段安排在 2018 年 11 月至 2019 年 2 月枯水期施工，一级阶地段安排在 2018 年 11 月份施工，避开汛期。其它受汛期影响小的部位根据施工条件安排施工。为确保本工程安全渡汛，在施工过程中还将采取如下措施：（1）安全度汛小组汛期对围堰进行巡视，发现异常情况及时采取措施处理。

（2）备足足够的渡汛物资，遭遇超标洪水，按监理人指示，采取紧急措施，进行防洪防灾抢险工作。（4）优化施工组织设计，合理安排施工总进度计划，力保汛前完成受汛期影响大的河床及一级阶地部位

（5）做好防汛抗洪准备，组织抢险队伍，保证通讯畅通，减少洪水损失。

（6）在施工期间，加强围堰运行期的维护工作。

（7）与业主、设计、监理组成工程渡汛联合指挥部，对工程渡汛进行统一指挥、统一协调，确保工程渡汛安全。4.8 施工范围内水系

一级阶地为水田，田间灌溉及排水沟供排水系统；穿路穿房段排水沟等排污系统。施工前对供排水系统及排污系统进行详细调查，施工过程中保证原有的供排水系统及排污系统不因施工而影响原有功能。施工单位为了即保证原有功能，又不对作业面产生影响，建议采用钢管做为穿沟槽上下游连接，具体直径及长度满足原有功能要求。为了保证开挖后田间灌溉水不进入施工区，在施工区两侧做截水田埂。

5 结语

锦江倒虹吸工程作为涔天河灌区工程左干渠二标段的控制性工程，已通过竣工验收，运行达效。该工程施工方案通过整合工程地质条件分析、导流与排水技术创新及施工组织优化，形成了一套完整的技术解决方案。实践表明，分段导流结合粘土心墙围堰的设计，有效解决了跨河段施工期水流控制难题；井点排水与明排结合的降水措施，确保了砂壤土及砂砾石层基坑的干地施工条件；而渡汛体系的构建则保障了工程进度与安全。该方案不仅满足了工程设计标准，还兼顾了农田复耕与水系保护等环保要求。

未来，针对类似复杂地质条件下的倒虹吸工程，可进一步探索智能化施工监控技术（如基坑变形实时监测、围堰渗流预警系统）的应用，以提升施工管理的精细化水平。同时，在新材料应用方面（如新型防渗材料在围堰中的实践），仍需结合工程案例开展深入研究，为水利工程施工技术的创新发展提供持续动力。

[1] 纪诗闻 . 小清河复航工程滨州段倒虹工程施工导流设计 [J]. 陕西水利 ，2021，（11）：174-175.

[2] 孙怡强， 李国然. 虹吸技术在污水管道穿越交叉管线工程中的应用[J]. 中国给水排水，2024，40（14）：69-72.[3] 田应辉 ， 王迎 ， 吴文洪 ， 等 . 深厚粘性土地基上建高围堰设计关键技术问题 [J/OL]. 中国农村水利水电 ，2025，11（12）：1-12

第一作者简介：王振华（1973.05—），男，湖南祁阳人，本科学历，长期从事大型水利水电工程建设管理及安全监测工作，E-mail ：542116514@qq.com。