渗水盲沟在斜南溪地下排水工程中的应用

隆 琨

(中国中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都610031)

根据《丰都县城市总体规划(2003-2020)》规划：斜南溪沟谷回填后拟规划为丰都县城商业中心和城市南北、东西交通主干道交汇区域，地理位置十分优越，商业价值突出。对该沟谷进行回填，一是可造地120 hm2，为城市建设提供宝贵的土地资源；二是在空间上使得丰都新县城区(规划中)具备了良好的横向连续性，斜南溪沟谷东西两侧城区互连互通；三是为更好衔接沿江高速公路与丰都县城区道路，优化交通布局。渝利铁路两侧50 m范围内规划为城市绿化广场，其余规划为道路和商住。

在斜南溪沟谷回填方案中，回填区的地下排水系统肩负着将地表来水和地下来水顺利排走的重任，为下游的渝利铁路提供一个安全稳定的建设和运营的环境。本排水系统的设计目的为：利用地下主盲沟和支盲沟将基岩裂隙水、堰塘拦水坝渗透水、城市管网漏水、地表下渗雨水等渗入回填区地下的水顺利排入长江，以保证下游渝利铁路的运营安全和回填土体的整体稳定。

1 地下水构成

斜南溪沟谷回填工程场区面积约1.2 km2。地下水的构成主要包括：基岩裂隙水、堰塘水下渗、城市管网漏损引起下渗、地表雨水下渗。

1.1 基岩裂隙水

根据水文地质资料，拦水坝与铁路大坝之间地下水净流量约为5 L/s=0.005 m3/s，铁路大坝与靠近长江边公路桥之间地下水净流量约为11 L/s=0.011 m3/s。

1.2 堰塘水下渗

堰塘拦水坝基岩通过灌浆后，整个坝区的渗水量约0.24 L/s=0. 0002 m3/s。

1.3 城市管网漏损引起下渗

城市管网漏损可采用两种方法进行估算：一是根据《城市供水管网漏损控制及评定标准》以及供水管网漏损资料，漏损量按供水量的20%计算，污水按供水量80%计。因此，下渗量=城市管网供水量×1.8×20%，经计算下渗量=0.022 m3/s；二是根据国内外的经验，如同济大学“区域供水管网漏失水平评价方法”，平均每1人42.7 L/d。根据本区域预计城区人口10 000～20 000人，经计算下渗量=0.018 m3/s。

1.4 地表雨水下渗

城市地表可分为透水区和不透水区两类，城市的不透水表面如屋顶、混凝土街道、人行道、车站、停车场等，这些不透水区域在城市中占到总区域面积的60%以上(任伯帜：城市地标产流特性与计算方法分析，2006年)，甚至可能达到80%～90%。因此本次计算中将不透水区域占总区域面积的百分比取为70%；透水区主要以各种红砖、级配碎石、非铺砌土地面及绿化草地等，其产流损失主要以下渗为主。城市产流计算方法有许多种，其中常用的有径流系数法、蓄满产流法、下渗曲线法、指标法、SCS法等，本次雨水下渗计算中地表产流采用综合径流系数法较简单的产流计算方法。

我国绝大多数城市目前均按地面覆盖种类的透水性采用加权平均法求定地面的综合径流系数，计算公式为：

式中:Fi为汇水面积上各类地面的面积(104m2)；ψi为相应各地面的径流系数，在设计中，ψav也可以是某个特定区域的区域综合径流系数，一般市区综合径流系数ψav取0.5～0.8 ,郊区ψav取0.4～0.6。

根据丰都县1965-2009年降雨量表可以推算出新增用地区最大的雨水下渗量为51.27 L/s(0.051 m3/s)。

2 地下水疏排流量计算

2.1 地下水总流量计算

地下水最大总量=0.011+0.0002+0.022+0.051=0.084 m3/s

2.2 地下水疏排设计

软式透水管的排水能力按曼宁公式计算:

式中:n为粗糙率，取0.014；R为水力半径(m)，圆管的水力半径取d/4；i为水力梯度，取同管道坡度，纵坡为0.03，横披为0.016;A为水力断面。

经计算，采用主盲沟埋设2根DN/OD250的PVC带孔双壁波纹管(外径250 mm)可满足疏排要求。

3 地下水疏排工程措施

(1)沿斜南溪沟心从堰塘拦水坝堆石区至长江设置一条主盲沟，主盲沟走向与原斜南溪沟心走向一致，上游与堰塘拦水坝的堆石区连接，中部与混凝土基础底部的涵洞连接，下游排入公路桥下天然沟渠内。总长1 773 m。主盲沟设计排水流量≥0.1 m3/s，盲沟基础混凝土采用C20混凝土浇筑，主盲沟埋设两根DN/OD250的PVC带孔双壁波纹管(外径250 mm)，上部回填洁净碎石并用透水土工布包裹，主盲沟两侧及顶部均铺设0.15 m厚砂砾石和0.15 m厚中粗砂。主盲沟所在沟渠，沿沟坎填充碎石，碎石采用采石场的微、弱风化或新鲜开采的灰岩加工而成。

(2)由沟谷斜坡向沟心分别设7条支盲沟，支盲沟基础混凝土采用C20混凝土浇筑，支盲沟埋设一根DN/OD200的PVC带孔双壁波纹管(外径200 mm)，上部回填洁净碎石并用透水土工布包裹(见图1、图2)。

图1 主盲沟详图

(3)DN/OD250、DN/OD200 PVC带孔双壁波纹管要求上部管壁2/3左右范围内每间隔10 cm左右设置一透水孔，沿管路纵向每30 cm左右设置一透水孔，透水孔孔径2 cm左右。PVC双壁波纹管以聚氯乙烯树脂为主要原料。其主要技术要求:①环刚度≥8 kN/m2；②冲击强度TIR≤10%③环柔性要求圆滑不破裂、两壁不脱开，内外壁均无反向弯曲；④烘箱试验要求无分层、无开裂；⑤蠕变率≤2.5；⑥接点渗透性要求无破裂、无渗漏。未尽事宜按《埋地排水用硬聚氯乙烯(PVC-U)结构壁管道系统第1部分：双壁波纹管材》(GBT 18477[1].1-2 007)办理。

图2 支盲沟详图

(4)透水无纺土工布技术标准:单位面积质量300 g/m2；厚度不小于2.4 mm；纵横向断裂强度9.5 kN/m；纵横向断裂伸长率25%；撕破强度不小于0.24 kN；CBR顶破强度不小于1.5 kN；垂直渗透系数10-1～10-3cm/s。

4 施工注意事项

(1)主盲沟施工到支盲沟起点位置后方可施工支盲沟，支盲沟应根据地形设在较为平缓的斜坡上，并自主盲沟往斜坡上逐步施工。支盲沟应根据地形设在较为平缓的斜坡上，并自主盲沟往斜坡上逐步施工，施工中应注意对已施工盲沟的保护工作，切忌对已施工的盲沟造成破坏。

(2)支盲沟基础需埋入地表0.5 m，支盲沟PVC管需进入主盲沟反滤层内。

(3)盲沟底座每隔10～20 m设置伸缩缝或沉降缝，宽2 cm，采用沥青麻筋填塞。

(4)施做盲沟时应分段开挖基础，分段长度为10～15 m，基坑开挖后应及时施工，盲沟沟底需要抬高地段应采用M7.5浆砌片石回填。

(5)盲沟施工完毕后，沿沟坎填充碎石。施工好盲沟后，才能进行填土施工，禁止边做盲沟边填土。回填土应分层填筑压实；填层应整平，厚度均匀，压实层表面应大致平整。每层填筑压实应检验合格后，方可在其上继续填筑。