永臨結(jié)合的排水系統(tǒng)在南沙河倒虹吸中間明渠的應(yīng)用

□李英杰

永臨結(jié)合的排水系統(tǒng)在南沙河倒虹吸中間明渠的應(yīng)用

□李英杰

南水北調(diào)中線工程是一項(xiàng)跨流域的特大型水利工程，供水目標(biāo)為京津豫冀等4省市的沿線受水城市。南沙河渠道倒虹吸工程位于河北省邢臺市與沙河市之間、高店村東北2km處的南沙河上，是南水北調(diào)中線一期工程大型河渠交叉建筑物之一。南沙河渠道倒虹吸由進(jìn)口渠道、南段倒虹吸、中間明渠、北段倒虹吸、出口渠道五大部分組成，其中南、北段倒虹吸分別由進(jìn)口漸變段、進(jìn)口檢修閘、管身、出口節(jié)制閘（或檢修閘）、出口漸變段五部分組成。工程起止樁號93+621～98+016，全長4395m。

1.中間明渠結(jié)構(gòu)布置及永久排水系統(tǒng)

中間明渠段起止樁號94+921～96+ 951，長2030m，本段渠道為挖方渠道，渠底高程80.191～80.110m，底寬21.0m，縱坡1/25000；渠道設(shè)計水位86.191～86.110m，加大水位86.507～86.426m。渠道采用梯形斷面，過水?dāng)嗝嫒珨嗝娆F(xiàn)澆混凝土板襯砌，一級馬道以下邊坡1:2.5，一級馬道至地面邊坡1:2.0，兩側(cè)防洪堤內(nèi)邊坡1:2.5。

由于明渠處于強(qiáng)透水地基上，為保證襯砌穩(wěn)定性，采用壓重混凝土襯砌與逆止閥相結(jié)合的工程措施。按渠底基礎(chǔ)為砂卵石（渠段I）和細(xì)粒土層（渠段II）分別布置壓重，渠段I，渠底壓重襯砌厚度為110cm，渠坡厚度為110cm～75cm；渠段II，渠底壓重襯砌厚度為80cm，渠坡厚度為110cm～75cm。渠道永久內(nèi)排水系統(tǒng)采用軟式透水管集水，通過排水孔排入渠道。排水孔布置：渠底3排、單側(cè)渠坡4排。渠底排水孔采用球形逆止閥，渠坡采用拍門式逆止閥。排水布置見圖1。

2.中間明渠施工期排水方案

中間明渠工程區(qū)地下水位高且地層透水性強(qiáng)，基坑降水是施工的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)工程特點(diǎn)，考慮以下兩方案：

方案一：管井降水方案。在渠道兩側(cè)布置管井，根據(jù)降水試驗(yàn)確定的參數(shù)，持續(xù)抽排，將水位降至建基面以下，直至襯砌及聚硫密封膠填縫施工完畢。

方案二：管井與永久排水系統(tǒng)相結(jié)合的降水方案。在渠道兩側(cè)布置管井，將水位降至建基面以下，結(jié)合軟式透水管溝槽開挖，采用管井加明溝的排水方式，壓重混凝土襯砌施工后，通過襯砌下面的透水管把水導(dǎo)入端部集水坑，管井與集水坑同時抽排，將永久排水系統(tǒng)的集水裝置與管井相結(jié)合進(jìn)行基坑降水，保證干場作業(yè)。

中間明渠約有長1140m的渠段置于卵石層，約890m長的渠段坐落于壤土、黏土層。對于卵石層的渠段，根據(jù)降水試驗(yàn)確定的合理參數(shù)，兩方案均能有效降水。但方案二充分利用了永久排水系統(tǒng)，較方案一集水面積大，降水速度快，不僅費(fèi)用較少且能夠加快施工進(jìn)度，對于座落于黏性土層的渠段，水位降至卵石與黏性土交接面后，單純靠井點(diǎn)降水所需要的時間會很長，而方案二則能很好解決這一問題，保證施工進(jìn)度。綜合考慮，南沙河倒虹吸中間明渠采用管井與永久排水系統(tǒng)相結(jié)合的降水方案。

3.實(shí)際排水效果

實(shí)際施工過程中，通過軟式透水管把水導(dǎo)入端部集水坑進(jìn)行抽排，取得了良好效果。特別是當(dāng)相鄰倉位壓重混凝土襯砌澆筑后，這種效果尤為明顯。變形縫聚硫密封膠的施工要求作業(yè)面完全干燥，混凝土襯砌澆筑后，通過襯砌下面的透水管把水導(dǎo)入端部集水坑，管井與集水坑同時抽排，有效保證了干場作業(yè)。隨著渠底最后一倉混凝土襯砌的澆筑完成，軟式透水管和端部的臨時集水坑也被填埋，這時就利用逆止閥作為“小型集水井”，密封膠順利施工。

南沙河倒虹吸中間明渠處于強(qiáng)透水地基上，施工中永臨結(jié)合，充分利用永久排水系統(tǒng)，采取管井與永久排水系統(tǒng)相結(jié)合的降水方案，取得了良好效果，加快了施工進(jìn)度，保證了施工質(zhì)量?！?/p>

圖1 中間明渠排水系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)圖

2014-05-29

李英杰，男，漢族，南水北調(diào)中線工程建設(shè)管理局河北省直管項(xiàng)目部，高級工程師。