滲水盲溝在斜南溪地下排水工程中的應(yīng)用

隆 琨

(中國(guó)中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川成都610031)

根據(jù)《豐都縣城市總體規(guī)劃(2003-2020)》規(guī)劃：斜南溪溝谷回填后擬規(guī)劃為豐都縣城商業(yè)中心和城市南北、東西交通主干道交匯區(qū)域，地理位置十分優(yōu)越，商業(yè)價(jià)值突出。對(duì)該溝谷進(jìn)行回填，一是可造地120 hm2，為城市建設(shè)提供寶貴的土地資源；二是在空間上使得豐都新縣城區(qū)(規(guī)劃中)具備了良好的橫向連續(xù)性，斜南溪溝谷東西兩側(cè)城區(qū)互連互通；三是為更好銜接沿江高速公路與豐都縣城區(qū)道路，優(yōu)化交通布局。渝利鐵路兩側(cè)50 m范圍內(nèi)規(guī)劃為城市綠化廣場(chǎng)，其余規(guī)劃為道路和商住。

在斜南溪溝谷回填方案中，回填區(qū)的地下排水系統(tǒng)肩負(fù)著將地表來(lái)水和地下來(lái)水順利排走的重任，為下游的渝利鐵路提供一個(gè)安全穩(wěn)定的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的環(huán)境。本排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的為：利用地下主盲溝和支盲溝將基巖裂隙水、堰塘攔水壩滲透水、城市管網(wǎng)漏水、地表下滲雨水等滲入回填區(qū)地下的水順利排入長(zhǎng)江，以保證下游渝利鐵路的運(yùn)營(yíng)安全和回填土體的整體穩(wěn)定。

1 地下水構(gòu)成

斜南溪溝谷回填工程場(chǎng)區(qū)面積約1.2 km2。地下水的構(gòu)成主要包括：基巖裂隙水、堰塘水下滲、城市管網(wǎng)漏損引起下滲、地表雨水下滲。

1.1 基巖裂隙水

根據(jù)水文地質(zhì)資料，攔水壩與鐵路大壩之間地下水凈流量約為5 L/s=0.005 m3/s，鐵路大壩與靠近長(zhǎng)江邊公路橋之間地下水凈流量約為11 L/s=0.011 m3/s。

1.2 堰塘水下滲

堰塘攔水壩基巖通過(guò)灌漿后，整個(gè)壩區(qū)的滲水量約0.24 L/s=0. 0002 m3/s。

1.3 城市管網(wǎng)漏損引起下滲

城市管網(wǎng)漏損可采用兩種方法進(jìn)行估算：一是根據(jù)《城市供水管網(wǎng)漏損控制及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》以及供水管網(wǎng)漏損資料，漏損量按供水量的20%計(jì)算，污水按供水量80%計(jì)。因此，下滲量=城市管網(wǎng)供水量×1.8×20%，經(jīng)計(jì)算下滲量=0.022 m3/s；二是根據(jù)國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，如同濟(jì)大學(xué)“區(qū)域供水管網(wǎng)漏失水平評(píng)價(jià)方法”，平均每1人42.7 L/d。根據(jù)本區(qū)域預(yù)計(jì)城區(qū)人口10 000～20 000人，經(jīng)計(jì)算下滲量=0.018 m3/s。

1.4 地表雨水下滲

城市地表可分為透水區(qū)和不透水區(qū)兩類(lèi)，城市的不透水表面如屋頂、混凝土街道、人行道、車(chē)站、停車(chē)場(chǎng)等，這些不透水區(qū)域在城市中占到總區(qū)域面積的60%以上(任伯幟：城市地標(biāo)產(chǎn)流特性與計(jì)算方法分析，2006年)，甚至可能達(dá)到80%～90%。因此本次計(jì)算中將不透水區(qū)域占總區(qū)域面積的百分比取為70%；透水區(qū)主要以各種紅磚、級(jí)配碎石、非鋪砌土地面及綠化草地等，其產(chǎn)流損失主要以下滲為主。城市產(chǎn)流計(jì)算方法有許多種，其中常用的有徑流系數(shù)法、蓄滿產(chǎn)流法、下滲曲線法、指標(biāo)法、SCS法等，本次雨水下滲計(jì)算中地表產(chǎn)流采用綜合徑流系數(shù)法較簡(jiǎn)單的產(chǎn)流計(jì)算方法。

我國(guó)絕大多數(shù)城市目前均按地面覆蓋種類(lèi)的透水性采用加權(quán)平均法求定地面的綜合徑流系數(shù)，計(jì)算公式為：

式中:Fi為匯水面積上各類(lèi)地面的面積(104m2)；ψi為相應(yīng)各地面的徑流系數(shù)，在設(shè)計(jì)中，ψav也可以是某個(gè)特定區(qū)域的區(qū)域綜合徑流系數(shù)，一般市區(qū)綜合徑流系數(shù)ψav取0.5～0.8 ,郊區(qū)ψav取0.4～0.6。

根據(jù)豐都縣1965-2009年降雨量表可以推算出新增用地區(qū)最大的雨水下滲量為51.27 L/s(0.051 m3/s)。

2 地下水疏排流量計(jì)算

2.1 地下水總流量計(jì)算

地下水最大總量=0.011+0.0002+0.022+0.051=0.084 m3/s

2.2 地下水疏排設(shè)計(jì)

軟式透水管的排水能力按曼寧公式計(jì)算:

式中:n為粗糙率，取0.014；R為水力半徑(m)，圓管的水力半徑取d/4；i為水力梯度，取同管道坡度，縱坡為0.03，橫披為0.016;A為水力斷面。

經(jīng)計(jì)算，采用主盲溝埋設(shè)2根DN/OD250的PVC帶孔雙壁波紋管(外徑250 mm)可滿足疏排要求。

3 地下水疏排工程措施

(1)沿斜南溪溝心從堰塘攔水壩堆石區(qū)至長(zhǎng)江設(shè)置一條主盲溝，主盲溝走向與原斜南溪溝心走向一致，上游與堰塘攔水壩的堆石區(qū)連接，中部與混凝土基礎(chǔ)底部的涵洞連接，下游排入公路橋下天然溝渠內(nèi)。總長(zhǎng)1 773 m。主盲溝設(shè)計(jì)排水流量≥0.1 m3/s，盲溝基礎(chǔ)混凝土采用C20混凝土澆筑，主盲溝埋設(shè)兩根DN/OD250的PVC帶孔雙壁波紋管(外徑250 mm)，上部回填潔凈碎石并用透水土工布包裹，主盲溝兩側(cè)及頂部均鋪設(shè)0.15 m厚砂礫石和0.15 m厚中粗砂。主盲溝所在溝渠，沿溝坎填充碎石，碎石采用采石場(chǎng)的微、弱風(fēng)化或新鮮開(kāi)采的灰?guī)r加工而成。

(2)由溝谷斜坡向溝心分別設(shè)7條支盲溝，支盲溝基礎(chǔ)混凝土采用C20混凝土澆筑，支盲溝埋設(shè)一根DN/OD200的PVC帶孔雙壁波紋管(外徑200 mm)，上部回填潔凈碎石并用透水土工布包裹(見(jiàn)圖1、圖2)。

圖1 主盲溝詳圖

(3)DN/OD250、DN/OD200 PVC帶孔雙壁波紋管要求上部管壁2/3左右范圍內(nèi)每間隔10 cm左右設(shè)置一透水孔，沿管路縱向每30 cm左右設(shè)置一透水孔，透水孔孔徑2 cm左右。PVC雙壁波紋管以聚氯乙烯樹(shù)脂為主要原料。其主要技術(shù)要求:①環(huán)剛度≥8 kN/m2；②沖擊強(qiáng)度TIR≤10%③環(huán)柔性要求圓滑不破裂、兩壁不脫開(kāi)，內(nèi)外壁均無(wú)反向彎曲；④烘箱試驗(yàn)要求無(wú)分層、無(wú)開(kāi)裂；⑤蠕變率≤2.5；⑥接點(diǎn)滲透性要求無(wú)破裂、無(wú)滲漏。未盡事宜按《埋地排水用硬聚氯乙烯(PVC-U)結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)第1部分：雙壁波紋管材》(GBT 18477[1].1-2 007)辦理。

圖2 支盲溝詳圖

(4)透水無(wú)紡?fù)凉げ技夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn):單位面積質(zhì)量300 g/m2；厚度不小于2.4 mm；縱橫向斷裂強(qiáng)度9.5 kN/m；縱橫向斷裂伸長(zhǎng)率25%；撕破強(qiáng)度不小于0.24 kN；CBR頂破強(qiáng)度不小于1.5 kN；垂直滲透系數(shù)10-1～10-3cm/s。

4 施工注意事項(xiàng)

(1)主盲溝施工到支盲溝起點(diǎn)位置后方可施工支盲溝，支盲溝應(yīng)根據(jù)地形設(shè)在較為平緩的斜坡上，并自主盲溝往斜坡上逐步施工。支盲溝應(yīng)根據(jù)地形設(shè)在較為平緩的斜坡上，并自主盲溝往斜坡上逐步施工，施工中應(yīng)注意對(duì)已施工盲溝的保護(hù)工作，切忌對(duì)已施工的盲溝造成破壞。

(2)支盲溝基礎(chǔ)需埋入地表0.5 m，支盲溝PVC管需進(jìn)入主盲溝反濾層內(nèi)。

(3)盲溝底座每隔10～20 m設(shè)置伸縮縫或沉降縫，寬2 cm，采用瀝青麻筋填塞。

(4)施做盲溝時(shí)應(yīng)分段開(kāi)挖基礎(chǔ)，分段長(zhǎng)度為10～15 m，基坑開(kāi)挖后應(yīng)及時(shí)施工，盲溝溝底需要抬高地段應(yīng)采用M7.5漿砌片石回填。

(5)盲溝施工完畢后，沿溝坎填充碎石。施工好盲溝后，才能進(jìn)行填土施工，禁止邊做盲溝邊填土。回填土應(yīng)分層填筑壓實(shí)；填層應(yīng)整平，厚度均勻，壓實(shí)層表面應(yīng)大致平整。每層填筑壓實(shí)應(yīng)檢驗(yàn)合格后，方可在其上繼續(xù)填筑。