渠道排水系統質量控制要點淺析

摘要：南水北調中線工程全斷面襯砌具有渠道線路長，沿線要經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的排水系統，加強排水措施，本文通過對排水系統施工中的質量控制要點分析，希望對類似工程有一定借鑒意義。

關鍵詞：排水系統質量控制混凝土襯砌

中圖分類號：O213文獻標識碼： A

1.基本情況

南水北調中線干線工程線路長，沿線要經過河南、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，沿線工程水文地質條件復雜，差異較大，其中排水渠段達到數百公里。排水方案有內排、外排、水泵抽排、混凝土壓重與渠道內排結合等措施，其中逆止閥內排為排水系統主要組成部分。

根據渠道沿線的地形和水文地質、工程地質特點，參照國內外類似工程的排水設計運行實踐，經過多方案分析計算、南水北調中線干線工程采用暗管排水的自流內排方案和外排方案。為防止渠坡、渠底揚壓力對襯砌板的破壞，設計中根據工程地質和水文地質條件，在渠道渠坡兩側和渠底設置排水系統，以便及時排出地下水，保證渠道襯砌板質量安全，排水系統質量控制的好壞決定了排水系統是否發揮作用，也是保證工程質量的關鍵。

2.排水系統控制要點

排水系統包括縱向排水盲溝、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

渠道坡面經過機械設備粗修和人工精修后，要及時進行渠坡兩側排水溝槽的開挖。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，當地下水位較高時，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，開挖高程要符合設計比降，以便水流能沿著排水系統匯集到集水箱。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。槽內的松散土粒和覆土要清除干凈，保證透水管安裝前，溝槽內沒有大塊土粒，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 ?，F場應合理安排工序，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，不得出現漏包或者搭接長度過短的現象，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。透水管鋪設完成后不得堆放重物，回填應及時，嚴禁已安裝完成的管道長期暴露造成損壞。在槽底鋪設5cm厚中粗砂并夯實后，把軟式透水管放入溝槽，透水管鋪設在排水溝槽中心，走向順直，底部平整，高程和坡降與設計渠底保持一致。軟式透水管應安裝于溝槽中間，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設置一個集水管，上下兩排呈梅花形布置，集水管上部設置逆止閥，當地下水位高于輸水渠道水位時，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，以降低地下水位，減少浮托力，反之閥門關閉，維持渠道的防滲功能。集水管為PVC材質，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）回填中粗砂的質量控制

排水系統效果好壞的一個重要環節是回填中粗砂的質量控制，選用的中粗砂應為天然河砂，細度模數應為2.3~3.0之間，含泥量小于2%，細砂和機制砂不利于水流滲透，嚴禁使用，施工過程中注意粗砂的現場倒運，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，以免影響排水系統的透水效果。排水管周圍應回填中粗砂至坡面，并用大功率平板振搗器沿坡面上下反復振搗3~4遍后，經過檢測相對密實度渠底不小于0.7、渠坡不小于0.65，夯實后的坡面應平整，沒有凸凹不平現象，使溝槽形成一個透水通道。

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

渠坡排水墊層檢測

（5）逆止閥的選擇和施工質量控制

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

3.工程建設中需要注意的問題

在排水系統施工中，需要根據工程的水文地質情況，確定合理的施工期方案和排水系統完成后的保護。在施工期排水施工中應注意以下問題：

（1）施工期排水系統的臨時排水設施布置

按照設計，一般是將高于渠底的地下水經排水系統排至臨近的排水建筑物中，在施工期根據現場安排，排水系統尚未形成，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未形成而中斷，這就需要設置臨時的排水坑或者將水流經臨時的排水泵排出，一旦未設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，對臨時排水設施應做好后期的處理。

（2）做好接頭部位的處理

在實際施工中，由于受到施工現場布置和施工安排的限制，在渠道上要預留施工臨時道路、跨渠橋梁等預留的缺口需要后續施工，類似部位的接頭部位處理需要加強，一是已經施工完成的排水系統在預留缺口開挖、填筑過程中容易造成破壞和混合，造成已經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節，應按照設計要求做好接頭部位的處理。

4.意見及建議

南水北調中線工程建設過程中，經常會遇到地下水位與原設計勘探時不一致的情況，如果未設置相應的排水設施將可能導致個別部位渠道襯砌混凝土產生破壞，例如在渠道的兩側一般都有很多農田，部分農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，導致渠道邊坡和渠底滲透壓力增大，達到一定壓力后即可對襯砌混凝土產生破壞。因此在設計時應充分考慮渠道兩側的環境，保證各種狀況下渠道運行安全。

5結語

目前，南水北調中線工程渠道襯砌已經完成，排水系統是渠道襯砌中的重要組成部分，控制好排水系統的質量是保證渠道襯砌安全的重要前提，排水系統要求的細節較多，每一個環節環環相扣，要保證排水系統的質量，對每一個環節施工都要嚴格控制，按照相關規范和標準操作，保證排水系統發揮作用，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.《土工試驗規程》（SL237-1999），中華人民共和國行業標準

3. 《南水北調中線一期工程總干渠填方渠道施工技術規定》（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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