渠道排水系統(tǒng)質(zhì)量控制要點淺析

摘要：南水北調(diào)中線工程全斷面襯砌具有渠道線路長，沿線要經(jīng)過多處高地下水位地段，為防止地下水滲透揚壓力對渠道坡面和渠底襯砌混凝土板產(chǎn)生破壞，在地下水位高于渠底的高地下水位渠段布置了相應(yīng)的排水系統(tǒng)，加強排水措施，本文通過對排水系統(tǒng)施工中的質(zhì)量控制要點分析，希望對類似工程有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：排水系統(tǒng)質(zhì)量控制混凝土襯砌

中圖分類號：O213文獻標(biāo)識碼： A

1.基本情況

南水北調(diào)中線干線工程線路長，沿線要經(jīng)過河南、河北、天津、北京等省市，線路跨域長江、淮河、黃河、海河四大流域，沿線工程水文地質(zhì)條件復(fù)雜，差異較大，其中排水渠段達(dá)到數(shù)百公里。排水方案有內(nèi)排、外排、水泵抽排、混凝土壓重與渠道內(nèi)排結(jié)合等措施，其中逆止閥內(nèi)排為排水系統(tǒng)主要組成部分。

根據(jù)渠道沿線的地形和水文地質(zhì)、工程地質(zhì)特點，參照國內(nèi)外類似工程的排水設(shè)計運行實踐，經(jīng)過多方案分析計算、南水北調(diào)中線干線工程采用暗管排水的自流內(nèi)排方案和外排方案。為防止渠坡、渠底揚壓力對襯砌板的破壞，設(shè)計中根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，在渠道渠坡兩側(cè)和渠底設(shè)置排水系統(tǒng)，以便及時排出地下水，保證渠道襯砌板質(zhì)量安全，排水系統(tǒng)質(zhì)量控制的好壞決定了排水系統(tǒng)是否發(fā)揮作用，也是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵。

2.排水系統(tǒng)控制要點

排水系統(tǒng)包括縱向排水盲溝、縱向軟式透水管、集水箱和回填反濾材料、逆止閥安裝等部分組成。

（1）排水溝槽的開挖控制

渠道坡面經(jīng)過機械設(shè)備粗修和人工精修后，要及時進行渠坡兩側(cè)排水溝槽的開挖。開挖前要精確放線，確定位置和開挖深度，現(xiàn)場可以采用掛線或者撒灰線進行控制。溝槽開挖必須在排水良好、渠道干燥情況下進行，當(dāng)?shù)叵滤惠^高時，則需要采取降排水措施。溝槽開挖宜采用人工開挖，對坡面原狀土無擾動，開挖溝槽走向順直、底部平整，開挖高程要符合設(shè)計比降，以便水流能沿著排水系統(tǒng)匯集到集水箱。溝槽寬度和深度，必須保證透水管安裝后、留有一定余度，以填充反慮材料。槽內(nèi)的松散土粒和覆土要清除干凈，保證透水管安裝前，溝槽內(nèi)沒有大塊土粒，以免影響透水效果。

（2）軟式透水管的安裝控制

渠道溝槽開挖完成后，為了避免已開挖成型溝槽坍塌，需盡快安裝軟式透水管 。現(xiàn)場應(yīng)合理安排工序，在開挖溝槽時可以安排人員用土工布包裹軟式透水管，土工布沿管周圍的搭接長度必須要保證，一般不少于25cm，不得出現(xiàn)漏包或者搭接長度過短的現(xiàn)象，并用扎絲沿透水管長度方向每隔30~40cm綁扎一道。土工布包裹、綁扎過程中要嚴(yán)禁沙土等雜物混入。包裹綁扎后的土工布平整均勻，松緊適度。透水管鋪設(shè)完成后不得堆放重物，回填應(yīng)及時，嚴(yán)禁已安裝完成的管道長期暴露造成損壞。在槽底鋪設(shè)5cm厚中粗砂并夯實后，把軟式透水管放入溝槽，透水管鋪設(shè)在排水溝槽中心，走向順直，底部平整，高程和坡降與設(shè)計渠底保持一致。軟式透水管應(yīng)安裝于溝槽中間，擺放順直，以便回填中粗砂。

（3）軟式透水管與集水箱的連接控制

軟式透水管每隔60m設(shè)置一個集水管，上下兩排呈梅花形布置，集水管上部設(shè)置逆止閥，當(dāng)?shù)叵滤桓哂谳斔浪粫r，地下水通過排水暗管匯入集水管，在水壓力下逆至式閥門開啟，由出水管自排入輸水渠內(nèi)，以降低地下水位，減少浮托力，反之閥門關(guān)閉，維持渠道的防滲功能。集水管為PVC材質(zhì)，集水管安裝高程與水平位置，要求集水孔中心與排水暗管中心重合，集水箱水平安放。軟式透水管需插入集水管，并用土工布把接口包裹密實，用鐵絲固定，以防止雜物進入集水管造成堵塞。

（4）回填中粗砂的質(zhì)量控制

排水系統(tǒng)效果好壞的一個重要環(huán)節(jié)是回填中粗砂的質(zhì)量控制，選用的中粗砂應(yīng)為天然河砂，細(xì)度模數(shù)應(yīng)為2.3~3.0之間，含泥量小于2%，細(xì)砂和機制砂不利于水流滲透，嚴(yán)禁使用，施工過程中注意粗砂的現(xiàn)場倒運，避免中粗砂中混入泥土，堵塞排水管，影響排水效果?；烊肽鄩K、雜物的中粗砂，不得用于回填排水盲溝，以免影響排水系統(tǒng)的透水效果。排水管周圍應(yīng)回填中粗砂至坡面，并用大功率平板振搗器沿坡面上下反復(fù)振搗3~4遍后，經(jīng)過檢測相對密實度渠底不小于0.7、渠坡不小于0.65，夯實后的坡面應(yīng)平整，沒有凸凹不平現(xiàn)象，使溝槽形成一個透水通道。

回填后的排水墊層應(yīng)采用碾壓參數(shù)和相對密度進行質(zhì)量控制，相對密度應(yīng)依據(jù)《土工試驗規(guī)程》（SL237-1999）測定，對于渠底的排水墊層采用一般試驗套環(huán)去測定，對于渠坡的排水墊層由于位于斜面上，需要根據(jù)渠坡坡度制作相應(yīng)的專門的套環(huán)來測定(見附圖)。

渠坡排水墊層檢測

（5）逆止閥的選擇和施工質(zhì)量控制

逆止閥的安裝質(zhì)量關(guān)系到高于渠道的地下水能否順利排入渠道，又要求渠道內(nèi)的水不能滲出，所以逆止閥的產(chǎn)品質(zhì)量和安裝質(zhì)量均很重要，安裝過程中，應(yīng)及時檢查逆止閥是否與PVC管連接到位，發(fā)現(xiàn)安裝錯位及PVC管損壞等情況應(yīng)及時處理，還要檢查PVC管與土工膜粘結(jié)是否牢固，并確保逆止閥的安裝高程。

3.工程建設(shè)中需要注意的問題

在排水系統(tǒng)施工中，需要根據(jù)工程的水文地質(zhì)情況，確定合理的施工期方案和排水系統(tǒng)完成后的保護。在施工期排水施工中應(yīng)注意以下問題：

（1）施工期排水系統(tǒng)的臨時排水設(shè)施布置

按照設(shè)計，一般是將高于渠底的地下水經(jīng)排水系統(tǒng)排至臨近的排水建筑物中，在施工期根據(jù)現(xiàn)場安排，排水系統(tǒng)尚未形成，而渠道襯砌是分段進行的，這就會造成高于渠底的地下水因系統(tǒng)未形成而中斷，這就需要設(shè)置臨時的排水坑或者將水流經(jīng)臨時的排水泵排出，一旦未設(shè)置排水通道或者排水通道堵塞，將可能造成滲透壓力增大而造成先期施工的渠底和渠坡混凝土襯砌板的隆起破壞，對臨時排水設(shè)施應(yīng)做好后期的處理。

（2）做好接頭部位的處理

在實際施工中，由于受到施工現(xiàn)場布置和施工安排的限制，在渠道上要預(yù)留施工臨時道路、跨渠橋梁等預(yù)留的缺口需要后續(xù)施工，類似部位的接頭部位處理需要加強，一是已經(jīng)施工完成的排水系統(tǒng)在預(yù)留缺口開挖、填筑過程中容易造成破壞和混合，造成已經(jīng)完成的排水墊層等排水性能降低；二是該部位的接頭處理是一個薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)按照設(shè)計要求做好接頭部位的處理。

4.意見及建議

南水北調(diào)中線工程建設(shè)過程中，經(jīng)常會遇到地下水位與原設(shè)計勘探時不一致的情況，如果未設(shè)置相應(yīng)的排水設(shè)施將可能導(dǎo)致個別部位渠道襯砌混凝土產(chǎn)生破壞，例如在渠道的兩側(cè)一般都有很多農(nóng)田，部分農(nóng)田耕作層下透水性較強，在灌溉時大量的灌溉用水滲透至下層基礎(chǔ)，導(dǎo)致渠道邊坡和渠底滲透壓力增大，達(dá)到一定壓力后即可對襯砌混凝土產(chǎn)生破壞。因此在設(shè)計時應(yīng)充分考慮渠道兩側(cè)的環(huán)境，保證各種狀況下渠道運行安全。

5結(jié)語

目前，南水北調(diào)中線工程渠道襯砌已經(jīng)完成，排水系統(tǒng)是渠道襯砌中的重要組成部分，控制好排水系統(tǒng)的質(zhì)量是保證渠道襯砌安全的重要前提，排水系統(tǒng)要求的細(xì)節(jié)較多，每一個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，要保證排水系統(tǒng)的質(zhì)量，對每一個環(huán)節(jié)施工都要嚴(yán)格控制，按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)操作，保證排水系統(tǒng)發(fā)揮作用，防止非輸水期特別是高地下水位對渠道襯砌板的頂托破壞。

參考文獻：

1.《南水北調(diào)中線干線工程渠道混凝土襯砌施工操作指南》（試行）

2.《土工試驗規(guī)程》（SL237-1999），中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

3. 《南水北調(diào)中線一期工程總干渠填方渠道施工技術(shù)規(guī)定》（試行） (NSBD-ZGJ-1-36)

作者：石文彥（1974-），女，河北豐潤人，工程師，主要從事水利工程管理方面研究。E-mail：shiwenyan@nsbd.cn

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