复合截渗施工技术在水利工程中的应用

李本鲁，马向前，吕英豪

（山东临沂水利工程总公司，山东 临沂 276006）

济宁市泗水县泗河泗水大闸除险加固工程施工1标（以下简称泗水大闸），位于泗水县泗河街道办事处西洼村村北，距泗河和济河交汇口下游约500 m，该拦河闸在原址上拆除重建，改建直升式节制闸钢筋混凝土结构，地质自上而下为粗砂、泥质页岩，上、下游闸底板分别设混凝土截渗墙一道，高3.0 m，深入泥质页岩1.5 m。

博兴县南水北调续建配套工程博兴水库工程为中型平原水库（以下简称博兴水库），库区占地总面积420.0 hm2，全长7.1 km。该工程围坝轴线上游8.0 m处设0.4 m宽40.0 m深塑性混凝土防渗墙，其上填筑约11 m高的土方围坝，填筑用土全部取自库区内，挖深2.4 m。土质自上而下分别为黏土、壤土、砂壤土，黏土厚度在0.5 m～2.0 m范围内呈不均匀分布，与设计图纸一致。

1 工程降排水和截渗施工方法

当地下水位埋深高于基坑开挖面时，需要采取降排水措施，降低地下水位。根据地下水的丰富情况和开挖深度，可归纳如下两种降排水类型。

1）在砂土、粉土、黏土地区基坑开挖深度超过3 m，一般就要用井点降水。开挖深度浅，基坑涌水量不大时，可边开挖边用排水沟和集水井进行集水明排，该法经济实用，应用最广泛。明沟、集水井排水多是在基坑的两侧或四周设置排水明沟，在基坑四角或每隔30 m～40 m设置集水井，使基坑渗出的地下水通过排水明沟汇集于集水井内，然后用水泵将其排出基坑外。

2）地下水丰富（承压水），或当降水会对基坑周边建（构）筑物、地下管线、道路等造成危害时，应采取深层搅拌桩、高压旋喷桩、地下连续墙等截水措施。

2 降排水措施对比分析

2.1 泗水大闸施工工艺

闸基防渗墙施工降排水措施：围堰一级拦水截水，然后在其下游15 m位置处设排水沟进行二级截水，利用原址黏土防渗墙作为三级截水，在闸基防渗墙开挖施工时，设环形排水沟作为末级截水措施。

经过现场查勘、施工技术研讨分析，本工程地质为粗砂和泥质页岩，且闸基防渗墙高度3.0 m，深入泥质页岩1.5 m。多级拦水和截水，可以最直接、最有效地将地下水进行收集、抽排；当采用井点降水施工时，无法深入泥质页岩中进行有效性截断，即井孔在泥质页岩中，不如壤土、砂壤土、粉土层等地质容易穿透，使地下水通过土质本身较大的孔隙渗入井孔内，将水位降低至基础底标高以下进行截水降水。

另外，当渗水量较大、排水功率不足时，将会沿泥质页岩层流入防渗墙基础中，造成基槽浸水。因此，最终决定采用多级截渗施工技术，放弃降水井施工技术措施。

1）工艺顺序：导流围堰→围堰下游排水沟→原址黏土防渗墙检查、加固→闸底板防渗墙和环形排水截渗沟开挖、降排水。

2）围堰结构型式采用全段围堰法导流，即在基坑上、下游主河槽内填筑挡水围堰，一次拦断河水，在一侧滩地上开挖导流明渠将河道上游来水导入下游河道。在主河槽右岸滩地设置导流明渠，导流明渠底宽6.0 m，水深2.1 m，进口底高程90.4 m，进水处水位92.5 m，渠底坡降1/3 000，开挖边坡按1∶2施工。

围堰土料采用导流明渠开挖土料，自卸汽车运输至工作面，推土机平料，振动碾碾压。围堰高度根据往年汛期河道水位加高1.0 m。上、下游围堰迎水面铺设土工膜防水布，再用编织袋装土逐层填筑护坡。

3）围堰下游排水截渗沟。围堰填筑后，在距围堰下游15.0 m处挖一道排水沟，一端设集水坑，布设低扬程、大流量污水泵，降排明水和渗水。其主要做用是将围堰和原址黏土防渗墙中间部位的明水以及河流和地下渗水进行截渗和降排。

4）原址黏土防渗墙检查、加固。该黏土防渗墙位于地下保存较为完整，无扰动。对其检查发现破损时，及时进行修复，主要防止第二级截渗措施出现问题后，导致地下水位上升、地表水无法抽排等影响。

5）环形排水截渗沟。闸基防渗墙施工前，在裹头附近先开挖一处集水坑，先进行闸基渗水降排。闸基开挖时，在防渗墙左右两侧1.0 m位置处分别开挖0.5 m×0.5 m的明沟截渗沟，将渗水引流至集水坑，明沟截渗沟随防渗墙同时开挖，清槽验收合格后及时立模浇筑混凝土。

表1 泗水大闸与博兴水库工程降排水措施对比

2.2 博兴水库施工工艺

1）工艺顺序：塑性混凝土防渗墙→排水截渗沟和集水坑→降排水。

2）博兴水库根据先地下后地上的原则，先做防渗墙后填筑围坝。结合泗水大闸闸基多级截渗施工经验，先施工40.0 m深塑性混凝土防渗墙，形成闭合“水池”，然后在库区内进行排水截渗沟和集水坑的开挖，即开挖“田”字型和“鱼刺”型排水沟，使其纵横相连，分部位、分别设集水坑，配备低扬程大流量水泵，将水排至场外。水泵的排水量为基坑涌水量的1.5～2倍，后期根据水量增设小功率水泵配合使用，以便持续降水，确保填筑土体含水量的适宜性。

3 工程效益

通过多级截渗施工技术的综合应用，在泗水大闸工程中闸底板基础施工工期提前一个月，节省直接施工费用约50万元；在博兴水库施工中，土料含水量得到有效控制，提前近一个月完成填筑任务，节省直接施工费用约70万元。

4 结语

多级截渗施工技术可以是地下连续墙、降水井、明沟截渗沟中的一种或者多种组合型式。虽然在水利工程施工过程中，水文地质条件复杂，只要经过详细的查勘施工现场，了解施工区水文地质情况，确定合理降排水措施，就可以在施工中最大化的节约费用，加快工期，从而创造更多的效益。