永久排水系统施工技术及质量控制

□汤俊昌（河南省水利第二工程局）

0 引言

南水北调潮河四标项目标段内渠道衬砌永久排水系统主要由集水暗管、排水垫层、逆止阀等组成。当地下水位高于渠道水位时,逆止阀受压开启,地下水排入渠道;当地下水位低于渠道水位时,逆止阀复位关闭,避免渠水外渗。

1 集水暗管

1.1 排水沟槽开挖

排水沟槽分为横向集水沟和纵向集水沟，横向集水沟12m一道，单面渠坡有2道纵向集水沟。为保证施工质量，排水沟槽开挖应在渠道干燥下进行，采用小挖掘机开挖人工配合清理的施工方法由上到下进行开挖，渠底高程要严格控制，预留渠底保护层最好在5cm左右，为后期渠底清理提供好的工作面。开挖过程中要保证沟槽走向顺直，沟底部平整。

1.2 集水管安装

因标段内地质条件有所不同，分为一般地质建基面和改性土建基面，两者集水暗管施工方法也不完全相同。

1.2.1 一般地质建基面

根据设计要求，渠坡、渠底集水暗管采用强渗软式透水管，透水管内径为150mm。

排水沟槽开挖成型后，先把沟槽周围松动的泥土清除掉，然后由人工将马道上备用的砂砾料经坡面运至沟槽底部，先铺设6cm砂砾料垫层，洒水湿润后用振动平板夯振压3遍，反滤料铺设振压完成后应保证表面平整，无高低起伏现象，再将软式透水管平顺地放置于沟槽中央砂砾料垫层上。软式透水管应顺直绷紧，可采用竹筷子固定在透水管周围。

软式透水管在沟槽三岔口、沟槽十字口和逆止阀位置分别通过三通、四通、异型三通分别与透水管连接。三通、四通、逆止阀三通连接处透水管一定要保持相通，接口处的软式透水管要把透水布裁剪掉，保证管与管之间无阻碍，后期地下水能顺利排出。管间接头应使用扎丝绑牢拉紧且外层须用土工布包裹，尼龙扎线扎紧。

1.2.2 改性土建基面

改性土段采用上下两层排水系统，上层排水系统分布在改性土层与衬砌混凝土层之间，施工所采用原材料与施工方法一致，但是其单面渠坡只有1道。下层排水系统分布在改性土回填基面，所用原材料有内径250mm的强渗软式透水管和内径100mm的UPVC波纹管。

施工中，有关软式透水管的施工方法与内容与上层排水一致，只是透水管上多了一些接头，通过异型三通与内径100mm的UPVC波纹管相连接。波纹管水平放置，4m一道，与逆止阀密闭连接，将地下水单向排向渠道内。

1.3 质量控制措施

为便于开挖土料清理，排水沟槽开挖结合坡面清理施工同时进行，沟槽开挖尺寸严格按设计要求进行，开挖应在渠道干燥状态下进行，沟槽走向顺直，沟底部平整。排水沟槽开挖完成后，当下道工序不能及时施工时用塑料布对新鲜面进行覆盖，防风保水、防止雨水冲刷，以达到坡面不开裂、不变形的目的。

软式透水管铺设前要检查其外观质量，如因运输或搬运过程中造成滤布破损，严禁使用，管间对接整齐且不能错缝，外包土工布应平整均匀、松紧适度，且应用尼龙扎线扎紧，禁止采用细钢丝绑扎。

波纹管周围采用人工配合电夯夯实，要求回填改性土密闭不透水，实验人员及时对夯实后的土料进行取样，试样合格后方可进行下步施工。

软式透水管与逆止阀的连接口暂时用棉布填塞，并用塑料袋包裹或胶带粘贴保护，以防砂子及其他杂物进入管中，堵塞管道、逆止阀，影响渠基排水。

2 排水垫层

2.1 材料要求

排水垫层采用连续级配砂砾料，要求颗粒＜0.75×10-1的颗粒含量不超过5%，最大粒径＜20mm。且设计要求不均匀系数Cu＞5，曲率系数Cc＝1～3，满足滤土排水要求，要求D15/d85≤5，且D15≤0.70mm；要求D15≥4d15，且D15≥0.1mm，砂垫层相对密度≥0.75。

2.2 施工方法

砂砾料采用自卸汽车运至一级马道，由挖掘机转至砂砾料坡面并大致摊平，连接逆止阀的透水管周围需人工辅助铺料，以保证透水管的竖直。

软式透水管安放平顺后，由人工在其四周铺填砂砾料，洒水湿润之后宜采用30型振捣器振捣，振捣密实标准宜以砂砾料不再显著下沉，表面无水泡冒出为准，压实相对密度应能满足≥0.75的设计要求。

沟槽振捣完成后，由测量人员在坡面上放出砂砾料高程控制桩，开口线、渠坡中间、坡脚各一根，沿渠道方向每5.70m放一排，挂上高程线，沿线放置方钢。然后由人工借助刮板从坡顶向坡脚方向逐幅刮平摊铺砂砾料垫层，每幅铺设宽度5.80m，虚铺厚度控制在22.50cm左右。每幅两侧预埋高22.50cm自制方钢作为模板，最后由人工拖动自制的6.00m槽钢由下往上刮平（不足时补料）；然后洒水湿润透，再采用特制的振砂桁架带动振动平板夯振压3遍，振动平板夯采用改装的双电机单板振动平板夯（200cm长×50cm宽），每台电机功率均为2.20kW，相邻两侧压实作业面搭压宽度≥10cm。为保证渠道坡脚以及渠底齿墙沟槽附近砂砾料垫层的密实度，可在坡脚齿墙沟槽两侧砌筑120mm宽砖墙作为临时支挡。

逆止阀安装过程中，需要将逆止阀周围的砂砾料铲除，待逆止阀连接透水管位置摆正后进行回填，洒水后用振捣棒振捣密实。

砂砾料垫层是南水北调永久排水系统中尤为重要的工序。施工中，要求砂砾料中不能掺杂着其它的杂物，以免影响其应有的排水滤土，保持土体稳定的作用。砂砾料也是渠道衬砌混凝土面板的基础，可减少渠道衬砌结构变形量，直接影响着渠道混凝土结构的稳定。

2.3 质量控制措施

从原材料入手，严格控制砂砾料的自身质量，做到不合格的材料不接收，接收后若发现不符合质量标准的材料作为废料处理。

振捣时，严格控制砂砾料的洒水量要充足，否则将无法振实，振捣过程中随时取样检测反滤料相对密度，经检测合格后方能进行下道工序的施工，若不合格，查找原因并做返工处理。

砂砾料振实后要及时复测顶面高程，平整度采用2m靠尺控制，允许偏差10mm/2m，发现凹坑及时人工补填，发现凸起及时人工清除，保证铺料表面平整，铺填厚度符合要求。

3 逆止阀

逆止阀是永久排水系统中不可缺少也是至关重要的一环，它的施工质量直接影响到排水系统的效果。渠道边坡采用拍门式逆止阀，渠道底板采用球形逆止阀。一般地质建基面上逆止阀12m一个；改性土建基面上，上层排水系统逆止阀12m一个，下层排水系统逆止阀4m一个。现以拍门式逆止阀的安装为例进行说明。

3.1 托盘的安装

复合土工膜铺设焊接完成并经验收合格后，即可进行托盘的安装。先将土工膜外透水管剪到适当的长度，然后将其剪开几个口子，以能平整地铺到土工膜上为准；在土工膜与剪开的透水管中间涂满万能胶，将二者粘在一起，然后再将托盘底面也涂满胶水，将托盘牢牢地粘在土工膜上并用泡沫板将托盘盖严以防混凝土料落入透水管中影响排水效果。

3.2 逆止阀的安装

逆止阀的安装主要在混凝土铺料后进行。作业人员要将除去顶面滤网的逆止阀安装到预留的逆止阀孔中，通过预先做的标记，保证逆止阀拍门轴保持水平且拍门开口向下。抹面完成后在逆止阀顶面滤网贴上透明胶带，防止杂物等进入堵塞。

3.3 质量控制措施

施工前，先对逆止阀进行外观质量检查，有质量缺陷或规格尺寸不满足设计要求的不能使用。

土工膜铺设前，测量人员将逆止阀位置点到保温板上，作业人员根据相应的位置安装逆止阀托盘，以保证逆止阀安装完成后呈一条直线，保证外观质量。

逆止阀安装过程中，通过预先做的标记，必须保证逆止阀拍门轴保持水平且拍门开口向下。

抹面完成后，可以通过旋转丝扣调整逆止阀，阀盖不能与混凝土粘结在一起，以便于更换。保证逆止阀上表面与混凝土坡面齐平，且不能高于衬砌坡面。

4 结语

永久排水系统是南水北调的基础工程，是渠道结构安全的首要保证，只有认真做好永久排水系统，确保其施工质量，才能从根本上保证南水北调工程渠道运行安全。