干渠护砌改造工程施工排水措施探析

□郜俊霞 □巩文军（焦作市广利灌区管理局）

□杜明星（焦作市峰林峡风景名胜区旅游管理局）

□高利琴（河南方正水利工程咨询有限公司）

一、广利总干渠概况

广利灌区位于焦作市西南部，范围涉及济源市东北部、沁阳市沁南地区、温县县城以北、武陟县沁南西部24个乡（镇、办事处）441个村，系多渠首无坝引沁河自流灌区，设计自流灌溉面积2.07万hm2，补源面积1.33万hm2，控制流域面积620km2，耕地4.12万hm2，人口50余万人。

广利总干渠是灌区主要的引水渠道，于1959年在原有古老渠系的基础上重新开挖而成，引水口位于沁河右岸，自济源市五龙口镇沁河出山口引水，至武陟县大封镇入蟒河止，全长63.5km。设计流量30m3/s，控制灌溉面积2.45万hm2。由于受灌区历史水系和地形限制，广利总干渠8+550～63+500渠段为灌排合一的渠道，不仅承担着灌区的引输水灌溉任务，同时汛期还负担着灌区的排涝任务，渠道型式为深河床复式梯形断面。

二、施工排水措施

（一）干渠16+550～18+000渠段护砌改造设计概况

广利总干渠16+550～18+000渠段渠道设计为复式梯形断面,渠段长1450m，渠底宽7m，渠深5m，马道宽2.0m、比渠底高2.5m，渠上口宽24.5m，纵坡1/2000，渠道边坡1:1.5，设计灌溉流量30m3/s、排涝流量50m3/s。护砌改造计划对渠道边坡采用C20现浇混凝土护砌，护砌厚度0.12m，护砌高度4.50m，渠深5m。

（二）施工排水措施

广利总干渠16+550～18+000渠段为灌排合一深河床断面,渠道两岸地面仅比渠道顶部低于0.5～1.0m，工程开工之前，渠道长期输水灌溉，渠道两岸地下水位较高，地下水位埋深在1.5～2m左右。

该渠段于2010年11月10日开工，施工初期，仅在渠底中间设一条导流明沟，将渠道渗水排走。在渠道两岸边坡土方开挖过程中，由于渠道边坡侧渗，加之边坡土质为粉性砂土质层，左右两岸边坡不同程度出现大面积塌方，并将渠底淤塞，造成边坡土方开挖工作被迫停工。由于工程施工正值冬灌季节，如不采取有效排水措施，不但造成渠道边坡继续扩大塌方面积，而且不能确保工程按期完成。

根据现场观测，右岸边坡侧渗严重，边坡下部部分出现明水，经分析,造成边坡侧渗的原因主要有两点:一是渠道长期输水灌溉，渠道两岸地下水位较高；二是两岸坡侧向地下水补给作用较强,而原设计中未考虑到它对渠基边坡土方开挖的影响。

结合已有的排水经验，为尽快降低地下水位，确保工程施工的正常进行，决定在渗水严重渠段，放弃开挖导流明沟排水方案，采取管井法来降低地下水位。管井法降低地下水位主要原理是在渠基两岸布置每个一定距离，设置管井，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。使渠基两岸地下水位降到开挖的渠基底面以下，一般应使地下水位降到设计渠基底面以下1～2m左右，地下水位降低后，可提高两岸边坡开挖施工的效率和质量，此外，地下水位降低时，动水压力方向向下，土壤自重增加（由潜容重变湿容重）对下面土层有压实作用，对今后渠岸沉陷和稳定有利，该法属单纯适用重力作用排水，适用于渗透系数为10～250m/d的土层。根据上述原理,结合总干渠实际,采取管井法较为合适。

因此，在总干渠17+300～17+900右岸马道上，按每20m布置一眼管井，共布置30眼管井，管井采取无砂混凝土井管,井深15m，井径500mm，配套抽水设备选用150QJ32-18/3潜水泵抽水,配套电机功率3kW。通过抽水观察，1天之后渠道两岸边坡及渠底不再出现渗水，管井水位比渠基底面低1.5m,解决了渠道边坡基础混凝土无水施工的难题，加快了施工进度，保证了混凝土施工质量。

施工发现，在缺乏有效地质资料的情况下，管井排水中，井深、井距和井径的确定要协调一致，不能出现井距太远或井深不足，从而出现地下水位降不下的状况，或者井距太近或井深太深，潜水泵抽水时抽时停的状况。

通过总结，在渠道工程施工中，针对地下水位较高的灌排合一渠段，一定要重视施工排水工作，因地制宜采取有效的施工排水方案，从而加快施工进度和保证施工质量。