渠道排水系统质量控制要点浅析

摘要：南水北调中线工程全断面衬砌具有渠道线路长，沿线要经过多处高地下水位地段，为防止地下水渗透扬压力对渠道坡面和渠底衬砌混凝土板产生破坏，在地下水位高于渠底的高地下水位渠段布置了相应的排水系统，加强排水措施，本文通过对排水系统施工中的质量控制要点分析，希望对类似工程有一定借鉴意义。

关键词：排水系统质量控制混凝土衬砌

中图分类号：O213文献标识码： A

1.基本情况

南水北调中线干线工程线路长，沿线要经过河南、河北、天津、北京等省市，线路跨域长江、淮河、黄河、海河四大流域，沿线工程水文地质条件复杂，差异较大，其中排水渠段达到数百公里。排水方案有内排、外排、水泵抽排、混凝土压重与渠道内排结合等措施，其中逆止阀内排为排水系统主要组成部分。

根据渠道沿线的地形和水文地质、工程地质特点，参照国内外类似工程的排水设计运行实践，经过多方案分析计算、南水北调中线干线工程采用暗管排水的自流内排方案和外排方案。为防止渠坡、渠底扬压力对衬砌板的破坏，设计中根据工程地质和水文地质条件，在渠道渠坡两侧和渠底设置排水系统，以便及时排出地下水，保证渠道衬砌板质量安全，排水系统质量控制的好坏决定了排水系统是否发挥作用，也是保证工程质量的关键。

2.排水系统控制要点

排水系统包括纵向排水盲沟、纵向软式透水管、集水箱和回填反滤材料、逆止阀安装等部分组成。

（1）排水沟槽的开挖控制

渠道坡面经过机械设备粗修和人工精修后，要及时进行渠坡两侧排水沟槽的开挖。开挖前要精确放线，确定位置和开挖深度，现场可以采用挂线或者撒灰线进行控制。沟槽开挖必须在排水良好、渠道干燥情况下进行，当地下水位较高时，则需要采取降排水措施。沟槽开挖宜采用人工开挖，对坡面原状土无扰动，开挖沟槽走向顺直、底部平整，开挖高程要符合设计比降，以便水流能沿着排水系统汇集到集水箱。沟槽宽度和深度，必须保证透水管安装后、留有一定余度，以填充反虑材料。槽内的松散土粒和覆土要清除干净，保证透水管安装前，沟槽内没有大块土粒，以免影响透水效果。

（2）软式透水管的安装控制

渠道沟槽开挖完成后，为了避免已开挖成型沟槽坍塌，需尽快安装软式透水管 。现场应合理安排工序，在开挖沟槽时可以安排人员用土工布包裹软式透水管，土工布沿管周围的搭接长度必须要保证，一般不少于25cm，不得出现漏包或者搭接长度过短的现象，并用扎丝沿透水管长度方向每隔30~40cm绑扎一道。土工布包裹、绑扎过程中要严禁沙土等杂物混入。包裹绑扎后的土工布平整均匀，松紧适度。透水管铺设完成后不得堆放重物，回填应及时，严禁已安装完成的管道长期暴露造成损坏。在槽底铺设5cm厚中粗砂并夯实后，把软式透水管放入沟槽，透水管铺设在排水沟槽中心，走向顺直，底部平整，高程和坡降与设计渠底保持一致。软式透水管应安装于沟槽中间，摆放顺直，以便回填中粗砂。

（3）软式透水管与集水箱的连接控制

软式透水管每隔60m设置一个集水管，上下两排呈梅花形布置，集水管上部设置逆止阀，当地下水位高于输水渠道水位时，地下水通过排水暗管汇入集水管，在水压力下逆至式阀门开启，由出水管自排入输水渠内，以降低地下水位，减少浮托力，反之阀门关闭，维持渠道的防渗功能。集水管为PVC材质，集水管安装高程与水平位置，要求集水孔中心与排水暗管中心重合，集水箱水平安放。软式透水管需插入集水管，并用土工布把接口包裹密实，用铁丝固定，以防止杂物进入集水管造成堵塞。

（4）回填中粗砂的质量控制

排水系统效果好坏的一个重要环节是回填中粗砂的质量控制，选用的中粗砂应为天然河砂，细度模数应为2.3~3.0之间，含泥量小于2%，细砂和机制砂不利于水流渗透，严禁使用，施工过程中注意粗砂的现场倒运，避免中粗砂中混入泥土，堵塞排水管，影响排水效果。混入泥块、杂物的中粗砂，不得用于回填排水盲沟，以免影响排水系统的透水效果。排水管周围应回填中粗砂至坡面，并用大功率平板振捣器沿坡面上下反复振捣3~4遍后，经过检测相对密实度渠底不小于0.7、渠坡不小于0.65，夯实后的坡面应平整，没有凸凹不平现象，使沟槽形成一个透水通道。

回填后的排水垫层应采用碾压参数和相对密度进行质量控制，相对密度应依据《土工试验规程》（SL237-1999）测定，对于渠底的排水垫层采用一般试验套环去测定，对于渠坡的排水垫层由于位于斜面上，需要根据渠坡坡度制作相应的专门的套环来测定(见附图)。

渠坡排水垫层检测

（5）逆止阀的选择和施工质量控制

逆止阀的安装质量关系到高于渠道的地下水能否顺利排入渠道，又要求渠道内的水不能渗出，所以逆止阀的产品质量和安装质量均很重要，安装过程中，应及时检查逆止阀是否与PVC管连接到位，发现安装错位及PVC管损坏等情况应及时处理，还要检查PVC管与土工膜粘结是否牢固，并确保逆止阀的安装高程。

3.工程建设中需要注意的问题

在排水系统施工中，需要根据工程的水文地质情况，确定合理的施工期方案和排水系统完成后的保护。在施工期排水施工中应注意以下问题：

（1）施工期排水系统的临时排水设施布置

按照设计，一般是将高于渠底的地下水经排水系统排至临近的排水建筑物中，在施工期根据现场安排，排水系统尚未形成，而渠道衬砌是分段进行的，这就会造成高于渠底的地下水因系统未形成而中断，这就需要设置临时的排水坑或者将水流经临时的排水泵排出，一旦未设置排水通道或者排水通道堵塞，将可能造成渗透压力增大而造成先期施工的渠底和渠坡混凝土衬砌板的隆起破坏，对临时排水设施应做好后期的处理。

（2）做好接头部位的处理

在实际施工中，由于受到施工现场布置和施工安排的限制，在渠道上要预留施工临时道路、跨渠桥梁等预留的缺口需要后续施工，类似部位的接头部位处理需要加强，一是已经施工完成的排水系统在预留缺口开挖、填筑过程中容易造成破坏和混合，造成已经完成的排水垫层等排水性能降低；二是该部位的接头处理是一个薄弱环节，应按照设计要求做好接头部位的处理。

4.意见及建议

南水北调中线工程建设过程中，经常会遇到地下水位与原设计勘探时不一致的情况，如果未设置相应的排水设施将可能导致个别部位渠道衬砌混凝土产生破坏，例如在渠道的两侧一般都有很多农田，部分农田耕作层下透水性较强，在灌溉时大量的灌溉用水渗透至下层基础，导致渠道边坡和渠底渗透压力增大，达到一定压力后即可对衬砌混凝土产生破坏。因此在设计时应充分考虑渠道两侧的环境，保证各种状况下渠道运行安全。

5结语

目前，南水北调中线工程渠道衬砌已经完成，排水系统是渠道衬砌中的重要组成部分，控制好排水系统的质量是保证渠道衬砌安全的重要前提，排水系统要求的细节较多，每一个环节环环相扣，要保证排水系统的质量，对每一个环节施工都要严格控制，按照相关规范和标准操作，保证排水系统发挥作用，防止非输水期特别是高地下水位对渠道衬砌板的顶托破坏。

参考文献：

1.《南水北调中线干线工程渠道混凝土衬砌施工操作指南》（试行）

2.《土工试验规程》（SL237-1999），中华人民共和国行业标准

3. 《南水北调中线一期工程总干渠填方渠道施工技术规定》（试行） (NSBD-ZGJ-1-36)

作者：石文彦（1974-），女，河北丰润人，工程师，主要从事水利工程管理方面研究。E-mail：shiwenyan@nsbd.cn

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