干渠護(hù)砌改造工程施工排水措施探析

□郜俊霞 □鞏文軍（焦作市廣利灌區(qū)管理局）

□杜明星（焦作市峰林峽風(fēng)景名勝區(qū)旅游管理局）

□高利琴（河南方正水利工程咨詢(xún)有限公司）

一、廣利總干渠概況

廣利灌區(qū)位于焦作市西南部，范圍涉及濟(jì)源市東北部、沁陽(yáng)市沁南地區(qū)、溫縣縣城以北、武陟縣沁南西部24個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、辦事處）441個(gè)村，系多渠首無(wú)壩引沁河自流灌區(qū)，設(shè)計(jì)自流灌溉面積2.07萬(wàn)hm2，補(bǔ)源面積1.33萬(wàn)hm2，控制流域面積620km2，耕地4.12萬(wàn)hm2，人口50余萬(wàn)人。

廣利總干渠是灌區(qū)主要的引水渠道，于1959年在原有古老渠系的基礎(chǔ)上重新開(kāi)挖而成，引水口位于沁河右岸，自濟(jì)源市五龍口鎮(zhèn)沁河出山口引水，至武陟縣大封鎮(zhèn)入蟒河止，全長(zhǎng)63.5km。設(shè)計(jì)流量30m3/s，控制灌溉面積2.45萬(wàn)hm2。由于受灌區(qū)歷史水系和地形限制，廣利總干渠8+550～63+500渠段為灌排合一的渠道，不僅承擔(dān)著灌區(qū)的引輸水灌溉任務(wù)，同時(shí)汛期還負(fù)擔(dān)著灌區(qū)的排澇任務(wù)，渠道型式為深河床復(fù)式梯形斷面。

二、施工排水措施

（一）干渠16+550～18+000渠段護(hù)砌改造設(shè)計(jì)概況

廣利總干渠16+550～18+000渠段渠道設(shè)計(jì)為復(fù)式梯形斷面,渠段長(zhǎng)1450m，渠底寬7m，渠深5m，馬道寬2.0m、比渠底高2.5m，渠上口寬24.5m，縱坡1/2000，渠道邊坡1:1.5，設(shè)計(jì)灌溉流量30m3/s、排澇流量50m3/s。護(hù)砌改造計(jì)劃對(duì)渠道邊坡采用C20現(xiàn)澆混凝土護(hù)砌，護(hù)砌厚度0.12m，護(hù)砌高度4.50m，渠深5m。

（二）施工排水措施

廣利總干渠16+550～18+000渠段為灌排合一深河床斷面,渠道兩岸地面僅比渠道頂部低于0.5～1.0m，工程開(kāi)工之前，渠道長(zhǎng)期輸水灌溉，渠道兩岸地下水位較高，地下水位埋深在1.5～2m左右。

該渠段于2010年11月10日開(kāi)工，施工初期，僅在渠底中間設(shè)一條導(dǎo)流明溝，將渠道滲水排走。在渠道兩岸邊坡土方開(kāi)挖過(guò)程中，由于渠道邊坡側(cè)滲，加之邊坡土質(zhì)為粉性砂土質(zhì)層，左右兩岸邊坡不同程度出現(xiàn)大面積塌方，并將渠底淤塞，造成邊坡土方開(kāi)挖工作被迫停工。由于工程施工正值冬灌季節(jié)，如不采取有效排水措施，不但造成渠道邊坡繼續(xù)擴(kuò)大塌方面積，而且不能確保工程按期完成。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，右岸邊坡側(cè)滲嚴(yán)重，邊坡下部部分出現(xiàn)明水，經(jīng)分析,造成邊坡側(cè)滲的原因主要有兩點(diǎn):一是渠道長(zhǎng)期輸水灌溉，渠道兩岸地下水位較高；二是兩岸坡側(cè)向地下水補(bǔ)給作用較強(qiáng),而原設(shè)計(jì)中未考慮到它對(duì)渠基邊坡土方開(kāi)挖的影響。

結(jié)合已有的排水經(jīng)驗(yàn)，為盡快降低地下水位，確保工程施工的正常進(jìn)行，決定在滲水嚴(yán)重渠段，放棄開(kāi)挖導(dǎo)流明溝排水方案，采取管井法來(lái)降低地下水位。管井法降低地下水位主要原理是在渠基兩岸布置每個(gè)一定距離，設(shè)置管井，在管井中放入水泵吸水管，地下水借重力作用流入管井后，被水泵抽走。使渠基兩岸地下水位降到開(kāi)挖的渠基底面以下，一般應(yīng)使地下水位降到設(shè)計(jì)渠基底面以下1～2m左右，地下水位降低后，可提高兩岸邊坡開(kāi)挖施工的效率和質(zhì)量，此外，地下水位降低時(shí)，動(dòng)水壓力方向向下，土壤自重增加（由潛容重變濕容重）對(duì)下面土層有壓實(shí)作用，對(duì)今后渠岸沉陷和穩(wěn)定有利，該法屬單純適用重力作用排水，適用于滲透系數(shù)為10～250m/d的土層。根據(jù)上述原理,結(jié)合總干渠實(shí)際,采取管井法較為合適。

因此，在總干渠17+300～17+900右岸馬道上，按每20m布置一眼管井，共布置30眼管井，管井采取無(wú)砂混凝土井管,井深15m，井徑500mm，配套抽水設(shè)備選用150QJ32-18/3潛水泵抽水,配套電機(jī)功率3kW。通過(guò)抽水觀察，1天之后渠道兩岸邊坡及渠底不再出現(xiàn)滲水，管井水位比渠基底面低1.5m,解決了渠道邊坡基礎(chǔ)混凝土無(wú)水施工的難題，加快了施工進(jìn)度，保證了混凝土施工質(zhì)量。

施工發(fā)現(xiàn)，在缺乏有效地質(zhì)資料的情況下，管井排水中，井深、井距和井徑的確定要協(xié)調(diào)一致，不能出現(xiàn)井距太遠(yuǎn)或井深不足，從而出現(xiàn)地下水位降不下的狀況，或者井距太近或井深太深，潛水泵抽水時(shí)抽時(shí)停的狀況。

通過(guò)總結(jié)，在渠道工程施工中，針對(duì)地下水位較高的灌排合一渠段，一定要重視施工排水工作，因地制宜采取有效的施工排水方案，從而加快施工進(jìn)度和保證施工質(zhì)量。