永临结合的排水系统在南沙河倒虹吸中间明渠的应用

□李英杰

永临结合的排水系统在南沙河倒虹吸中间明渠的应用

□李英杰

南水北调中线工程是一项跨流域的特大型水利工程，供水目标为京津豫冀等4省市的沿线受水城市。南沙河渠道倒虹吸工程位于河北省邢台市与沙河市之间、高店村东北2km处的南沙河上，是南水北调中线一期工程大型河渠交叉建筑物之一。南沙河渠道倒虹吸由进口渠道、南段倒虹吸、中间明渠、北段倒虹吸、出口渠道五大部分组成，其中南、北段倒虹吸分别由进口渐变段、进口检修闸、管身、出口节制闸（或检修闸）、出口渐变段五部分组成。工程起止桩号93+621～98+016，全长4395m。

1.中间明渠结构布置及永久排水系统

中间明渠段起止桩号94+921～96+ 951，长2030m，本段渠道为挖方渠道，渠底高程80.191～80.110m，底宽21.0m，纵坡1/25000；渠道设计水位86.191～86.110m，加大水位86.507～86.426m。渠道采用梯形断面，过水断面全断面现浇混凝土板衬砌，一级马道以下边坡1:2.5，一级马道至地面边坡1:2.0，两侧防洪堤内边坡1:2.5。

由于明渠处于强透水地基上，为保证衬砌稳定性，采用压重混凝土衬砌与逆止阀相结合的工程措施。按渠底基础为砂卵石（渠段I）和细粒土层（渠段II）分别布置压重，渠段I，渠底压重衬砌厚度为110cm，渠坡厚度为110cm～75cm；渠段II，渠底压重衬砌厚度为80cm，渠坡厚度为110cm～75cm。渠道永久内排水系统采用软式透水管集水，通过排水孔排入渠道。排水孔布置：渠底3排、单侧渠坡4排。渠底排水孔采用球形逆止阀，渠坡采用拍门式逆止阀。排水布置见图1。

2.中间明渠施工期排水方案

中间明渠工程区地下水位高且地层透水性强，基坑降水是施工的重要环节。根据工程特点，考虑以下两方案：

方案一：管井降水方案。在渠道两侧布置管井，根据降水试验确定的参数，持续抽排，将水位降至建基面以下，直至衬砌及聚硫密封胶填缝施工完毕。

方案二：管井与永久排水系统相结合的降水方案。在渠道两侧布置管井，将水位降至建基面以下，结合软式透水管沟槽开挖，采用管井加明沟的排水方式，压重混凝土衬砌施工后，通过衬砌下面的透水管把水导入端部集水坑，管井与集水坑同时抽排，将永久排水系统的集水装置与管井相结合进行基坑降水，保证干场作业。

中间明渠约有长1140m的渠段置于卵石层，约890m长的渠段坐落于壤土、黏土层。对于卵石层的渠段，根据降水试验确定的合理参数，两方案均能有效降水。但方案二充分利用了永久排水系统，较方案一集水面积大，降水速度快，不仅费用较少且能够加快施工进度，对于座落于黏性土层的渠段，水位降至卵石与黏性土交接面后，单纯靠井点降水所需要的时间会很长，而方案二则能很好解决这一问题，保证施工进度。综合考虑，南沙河倒虹吸中间明渠采用管井与永久排水系统相结合的降水方案。

3.实际排水效果

实际施工过程中，通过软式透水管把水导入端部集水坑进行抽排，取得了良好效果。特别是当相邻仓位压重混凝土衬砌浇筑后，这种效果尤为明显。变形缝聚硫密封胶的施工要求作业面完全干燥，混凝土衬砌浇筑后，通过衬砌下面的透水管把水导入端部集水坑，管井与集水坑同时抽排，有效保证了干场作业。随着渠底最后一仓混凝土衬砌的浇筑完成，软式透水管和端部的临时集水坑也被填埋，这时就利用逆止阀作为“小型集水井”，密封胶顺利施工。

南沙河倒虹吸中间明渠处于强透水地基上，施工中永临结合，充分利用永久排水系统，采取管井与永久排水系统相结合的降水方案，取得了良好效果，加快了施工进度，保证了施工质量。□

图1 中间明渠排水系统典型结构图

2014-05-29

李英杰，男，汉族，南水北调中线工程建设管理局河北省直管项目部，高级工程师。