高地下水位渠道排水系统布置与质量控制.pdf

第 5 1 卷第 1 1 期 2 0 1 5年 l 1月 【 r肃 水 利 水 电 技 术 GA N S U WA T E R R ES 0U RC E S A ND HYD RO P OWE R T E CH NO LOG Y Vo I 51 No 1 1 N O V 2 01 5 高地下水位渠道排水系统布置与质量控制 刘长喜 ( 甘肃省水利水电勘测设计研 究院， 甘肃 兰州 7 3 0 0 0 0 ) 摘要： 基于施工区工程水文地质条件， 介绍了高地下水渠段排水系统布置、 排水材料技术性能和质量控制标准， 在工 程 实践 中取得 了较好的效果。 关键词 ： 地下水 ； 排水 系统布置 ； 质量控 制 中图分类号 ： T V 6 7 2 文献标志码 ： B 文章编号 ： 2 0 9 5 0 1 4 4 ( 2 0 1 5 ) 1 1 - 0 0 3 8 - 0 3 1 工程概 况 南 水北 调 中线 总 干渠 禹州长 葛段渠 道全 长 5 3 7 k m 设 计 流 量 3 0 5 3 1 5 m 3 s 。 设 计 水 深 7 m， 渠 底 比 降 1 2 3 4 0 0 1 2 6 0 0 0 ； 渠道过水断面为梯形 ， 设计底 宽 为 1 5 5 2 4 5 m。 堤顶宽 5 m， 渠道 一级 边坡 系数 为 2 0 3 5 二级边坡系数为 1 5 3 2 5 ； 渠道多为半挖半 填断面 。 少部分为全挖断面 。 渠道平均挖深约 9 2 m。 全段渠道一级马道以下采用混凝土衬砌 。 渠坡衬砌 厚度 1 0 c m 渠底衬砌厚度 8 c m， 混凝土衬砌强度等 级为 C 2 0 ， 抗冻标号 F 1 5 0 抗渗标号 W6 。 南水北调中线总干渠禹州长葛段渠道位于山前 丘 陵 、 岗地 与平 原 的过 渡 地带 。地下 水 含 水层 组 为 基岩孔隙裂隙含水层组和第四系松散岩类孔隙含水 层组 。 地 下水 性 质主要 为潜 水 ， 具有 微承 压性 。由于 裂隙发育的差异， 含水层组渗透性差别很大， 一般为 中等透水 ， 局部强透水或弱透水 。地下水的补给主 要接受大气降水人渗 、 地下水侧 向迳流 、 地表河水入 渗补给 。 地下水与河水补排关系随季节变化明显， 受 降 水 和地 表径 流 影响 变 化较 大 。 根据 勘察 资 料 ， 渠 道多年最高地下水位高于渠底板 的渠段分 布长度 2 2 5 5 k m，多年最高地下水位在渠底板附近的渠段 长 度 2 0 k m， 地 下水 具动态 变化 特征 。另 外 ， 长 度有 2 6 2 k m 渠 段 为黏 粒 多 ( 双 ) 层 、 卵 ( 砾 ) 石 互 层 结 构 段 ， 卵 ( 砾 ) 石 透水 性强 。 水 质矿化 度 一般小 于 1 g L ， p H值为 6 6 7 8 ， 属中性一 弱碱性水 ， 水质良好 。 2渠道逆 止 式排水 系统 布置 根 据工 程 区水文 地质 条件 ， 为确保 工程质 量 ， 保 证渠道边坡稳定和防止地下水扬压力对渠道衬砌面 板的破坏 ， 对地下水高于渠底 的渠段设计采用 自流 内排方式 ， 排水系统由渠坡 、 渠底纵横向集水暗管组 成排水管网， 纵横 向集水暗管敷设在管沟内， 采用粗 砂回填包裹 ， 集水暗管通过三通 、 四通连接管连接 ， 渠道边坡渗水经集水暗管收集后 ，通过逆止式排水 器排入 渠道 内。 2 1 排 水 系统布 置方式 依据地下水 出露高程和渗透等级的不同，渠坡 采取单排 、 二排 、 三排排水器 ， 集水暗管采用强渗软 式透水管 ， 渠坡采用拍 门式逆止阀， 渠底使用球型逆 止阀。具体布设形式为 3种 ： ( 1 ) 单排排水器 ：当地下水位线高出渠道底板 高程 4 0IT I ， 两侧渠坡各设置三排 , , 2 5 0软式透水管， 渠 底布设 三排 + 2 5 0软式透水 管 ， 拍 门式 逆止 阀 和球 型 逆止 阀安装 间距均 为 1 6 m， 交 叉布设 ( 图 l 、 图 2 ) 。 2 2排水材 料 技术性 能指标 2 2 1 软 式透 水管 软式透水管是 以经防腐处理并外覆 聚氯 乙烯 ( P V C )或其他材料作保护层 的弹簧钢丝圈作为骨 架 ，以渗透性土工织物及聚合物纤维编织物为管壁 包裹材料组成的一种复合型土工合成管材。其主要 性 能指标 见表 1 所 列 。 收稿 日期 ： 2 0 1 5 0 8 0 4 作者简介 ： 刘长喜( 1 9 7 6 一 ) ， 男 ， 甘肃民勤人 ， 高级 工程 师， 主要 从事水利水 电工程施工及 _T程监理 ， E - m a i l ： g s y l c x s i n a c o rn。 3 8 第 1 1 期 刘长喜 ： 高地下水位渠道排水系统布置与质量控制 第 5 1 卷 厂 一 l l I l 一 一l 0 0 0 0 jEI 一 EEE一 口E!l l ： m 1 ； i ,1 1 O ( b r 0 _ = 一 ! ! ! 0 纵向集水暗管 0 0 o 、 = = 一 一 栏f 日 集水暗管 0 ( ) f e ， - _ 一 一 - - -_ 旨 0 0 G 、 逆止式排水器 0 一 一 二； 一二 横向集水 0 f 随止式 l 水器 ) o J l 里 盟 图 1 三排排水器排水布置平面 表 1 软式透水管性能指标 图 2 排水器排水布置剖面 序号 项 目 性能指标 直径 4 , 1 5 o 直径 4 , 2 5 0 外径偏差 高碳弹簧钢丝直径 弹簧钢丝外裹 p v e 保护膜厚度 每延米钢丝圈数 滤布层纵向抗拉强度 滤布层横向抗拉强度 滤布层纵向伸长率 滤布层横 向伸长率 C B R顶破强力 渗透系数 等效孑 L 径 土3 5mm 35mn l 05 l l l m 2 5圈 1 0 k N 5 e m 1 0k N 5 C 1 O 8 k N 5 e m 0 8 k N 5 e m 1 2 1 2 2 8 k N 0 1 e m s 1 2 l 2 2 8 k N O 1 e m s O0 6 O_ 2 5 mm 0 0 6 - 0-2 5 mm 2 2 2 逆止 式排 水器 ( 1 ) 基本 要求 ： 逆止 式排 水 器又 称逆 止 阀 ， 作 为 排水 设 施 的一个 最关 键 的部件 ，逆 止 阀的开启 水头 应 为 2 3 e m， 1 0 c m水 头 内达 到设 计流 量 同时应满 足 5 e m、 1 0 e m及 2 0 e m水头下的排水流量 ： 在水压 力 0 2 0 0 k P a 作用下， 保证逆向不渗漏 ； 逆止阀分为 固定 和可拆 卸两 部分 部件 ，固定 部 分部件 使用 年 限 不 少 于 5 0年 ，可 拆卸 部分 部件使 用 年限不 少 于 1 0 年 ； 止 回性是 逆 止 阀不 发 生渠道 漏水 的重 要性 能 ， 各 部件之间应做好密封 ， 应防止渠水外渗 ； 逆止阀应设 置止水环 ， 嵌人混凝土 内， 避免产生新的渗漏通道。 止水环需设置牢靠 ，便于施工。与土工膜采用黏接 3 9 m m m圈 l 2 3 4 5 6 7 8 9加 2 0 1 5年第 1 1 期 甘肃水 利水 电技术 第 5 1卷 垫黏 结 ， 黏接 垫与土 工膜 及逆 止 阀应 黏接 牢靠 ； 逆 止 阀制造 材料 必 须满 足 饮用 水 相关 要 求 ， 对 水 质无 污 染。如 P V C U中不得使用铅盐稳定剂 ， 氯乙烯单体 含量 不应 大于 1 0 m g k g ： 逆止 阀与集 水 管之 问应 采 用 三通 或 四通 连接 ： 渠 道 及 建筑 物 底 板采 用 球形 逆 止 阀 ， 边坡 及边 墙采 用拍 门式逆 止 阀 ： 逆 止 阀周 围粗 砂必 须 回填密 实 ： 砼 浇注 后 ， 阀盖不 应与 砼黏结 在 一 起 以便 于更换 ( 2 ) 球型逆止阀 ： 除满足基本要求外 ， 还应满足 以下 要求 ： 阀体 及 阀盖 为尼龙材 料 ： 密封 球为 空心 钢 球外加 1 0 m m厚密封橡胶 ，橡胶为无毒天然橡胶 ， 密封球的 比重应满足逆止 阀开启水头 的要求 ； 铜 滤 网位于阀盖内侧 ： 阀体及 阀盖应满足 固定部分使用 年限， 密封球及铜滤网应满足可拆卸部分使用年限； 阀盖外 侧 应有 防 尘膜 ， 防止 施 工期 间砂 石 等杂 物 进 入阀体内， 待工程完工后撕下 ： 阀盖外表面应与砼表 面 齐平 。 ( 3 ) 拍 门式逆 止 阀 ： 除 满 足基本 要 求外 ， 阀壳 及 阀盖应 满 足 固定 部分 使用 年 限 ， 其 他 部 件应 满 足 可 拆卸部分使用年限； 阀盖外侧应有防尘膜 ， 防止施工 期间砂石等杂物进入阀体内。 待工程完工后撕下 ； 安 装 时拍 门轴应 保 持水 平 ， 当坡 面或 边 墙 表 面坡 度 缓 于 7 0 。 时 ，逆止阀中轴线应垂直于坡面或边墙外表 面 ， 阀盖外 表 面应 与砼表 面 齐 平 。 当坡 面 或边 墙 表 面坡度 陡于 7 0 。 时 ，逆止 阀中轴线与水平 面夹角 不小 于 2 0 。 ， 阀盖 外表 面下 部与砼 表 面齐平 。 3排 水 系统施 工质 量控 制 3 1 工序 质量 控制 标准 排水 系统施工工序 ：管沟开挖一铺设 沟底 粗 砂一 软式 透水 管铺 设连 接一 逆止 阀安装一 管沟粗 砂 回填 。 ( 1 ) 管 沟开挖 ： 开挖应在 排水 良好 且渠 底干燥 的 状 态下 进 行 ， 沟槽 走 向顺 直 ， 底 部 平 整 ， 沟槽 开 挖 位 置 、 尺寸应满 足设计要 求 ， 沟槽 开挖 宽度允 许偏差 0 ( 上接 第 3 7页) 及质量缺陷处理技术规定( 试行) ， 做好 现场 登记 备 案 、 处理 过 程记 录 ， 验 收记 录 ， 音 像 资料 等备 奄 。 ( 6 ) 墩柱施工过程中，现场监理工程师应严格 控 制 墩柱 保 护层 厚 度及 混凝 土 配 合 比 ， 确保 墩 柱 外 观质量符合 J T G F 8 0 1 2 0 0 4 公路工程质量检验评 定 标准 规定 要求 。 4 结语 2 0 1 2年 5月 在 国调 办组 织 的南 水北 调 中线 一 40 1 0 0 1 T l n l 。 ( 2 ) 铺设沟底粗砂 ： 管沟开挖达到设计要求后 ， 铺设沟底粗砂并夯实 。 ( 3 ) 软 式透 水 管铺设 连 接 ：透水 管 应顺 直 铺放 在砂 层 中央 ， 管 道 中心 线偏 差 2 0 m m 管底 高 程偏 差 1 0 m m。管 问对接 整齐 、 不 错缝 ， 透水 管 与i 通 、 四通 连接段 外 包土工 布平 整均 匀 ， 松 紧适 度 搭 接 长 度不 少 于 3 0 c m， 允许偏 差 0 + 5 0 mm ( 4 ) 逆 止 阀安装 ：逆 止 阀安 装前 应 检查 产 品有 无破 损 、 结 构件 是否 齐全 安装 时与 连接 管黏接 要牢 靠 ， 渠坡逆 止 阀安装 时拍 门方 向应保 持正 确 ， 与衬砌 板面齐平或略高出衬砌板面 ， 控制偏差 0 + 2 0 mm， 阀座托盘与土工膜应使用 K S胶黏结 紧密 ，不能漏 黏形成渗水通道。 ( 5 ) 管 沟 粗 砂 回填 夯 实 ： 粗 砂 填 的 相 对 密 度 应 满 足 设 计 要 求 ， 管 周 罔 砂 垫 层 厚 度 允许 偏 差 2 0 mm。 3 2质量 控制 重点 透水 管铺 设连 接 和逆止 阀安装 是反 滤排 水系 统 中的重要 组成 部分 ，是 混凝 土衬砌 施工 中十分重 要 的环节 ， 若 在 该部位 出现质量 隐患 或 问题 ， 将 对渠 道 边 坡稳定 及 反滤结 构造 成破坏 。因此 。在进 行施 工 质 量控 制 的过 程 中 ， 应将 透 水管 连 接 、 铺 砂 夯填 、 逆 止 阀 的安 装作 为重 点工 作加 以控制 ，严 格按 施工 图 纸和质量标准要求控制各道工序施工质量。 4结语 南水北调中线总干渠禹州长葛段大部分位于膨 胀 岩 ( 土 ) 渠段 ， 岩 土含有 大量 亲水 矿物 ， 具有 很强 的 膨胀潜势，高地下水出露渠段对渠道排水系统布置 及 工程施 工 质量 的要求 应更加 严格 。尤其是 大 型渠 道 工程 ，直 接影 响到工 程整体 质 量和运 营安 全 。采 取科学合理的渠道排水措施 ，严格按设计要求和质 量 控制标 准进 行施 工质 量控 制 在工程 实践 中取 得 了较好 的效果 期 线总 干渠 工程桥 梁桩 基与 墩柱 结合部 位 开挖专 项 检 查 中 ，叶 县 2标 桥梁 桩基 与墩 柱结合 部 位 的施 工 质 量控 制受 到 国调 办鄂 竞平 主任 的肯定 和 表扬 。截 至 目前叶县段设计单元桥梁工程全部完成合同项 目 验 收 ， 桥 梁近 3年 的通 车运行 ， 尚未发 现影 响通行 的 桩 基质 量安 全 问题 。 参 考 文献 ： 1 J q G T F 5 0 2 0 1 1 ， 公路桥涵施工技术规范 S 2 J T G F 8 0 1 2 0 0 4 ， 公路工程质量检验评定标准 S