南水北調中線南陽一標倒虹吸充水工藝試驗研究

【摘 要】王村干渠倒虹吸位于南陽市王村鄉大井村，因當地灌溉渠與南水北調渠道交叉，而修建的一個灌溉建筑物，本文通過對南水北調南陽一標王村干渠倒虹吸的充水試驗方法與試驗過程的分析研究，取得用以指導充水試驗施工的工藝參數。

【關鍵詞】南陽一標；王村干渠倒虹吸；充水試驗

1 工程概況

王村干渠原為南陽市大井村一條灌溉渠道，在樁號TS89+374處與南水北調渠道交叉，成127.440夾角，設計采用倒虹吸形式下穿南水北調主干渠；建筑物總長251.92m，管身段水平長度135.75m，進出口漸變段長度8.64，進口連接渠段長度6m，出口連接渠段長度92.89m。

2 編制依據

2.1 （2011）長南河委設計規字第029號：《關于南陽各標段總干渠穿渠倒虹吸及涵洞充水檢驗施工技術要求的通知》；

2.2 中線局工〔2011〕113號文：《關于對南水北調中線干線工程穿渠建筑物進行充水檢驗的通知》。

3 施工準備

3.1 管身段已全部施工完成，最后一倉砼施工時間為2011年11月1日，距離現在30天；滿足設計要求：充水檢驗時，被檢驗箱涵砼最短齡期不少于15天，砼強度指標不低于設計強度的90%。

3.2 管身段2處缺陷已按照《混凝土結構質量缺陷及裂縫處理技術規定》（試行）的要求備案，根據監理批復的方案處理完畢、并通過驗收。

3.3 完成伸縮縫密封膠充填。

4 施工方案

4.1 檢測要求

4.1.1 根據設計要求：檢漏水位為134.32m；

4.1.2 充水檢驗部位為管身砼質量和永久縫止水施工質量；

4.1.3 充水檢驗保壓時間不小于72小時。

4.2 檢測內容

4.2.1 箱涵永久縫止水帶是否滲漏；

4.2.2 箱涵砼裂縫修補質量是否滿足要求；

4.2.3 砼外表面是否存在濕潤區；

4.2.4 箱涵底面與墊層砼之間是否有水滲出。

4.3 檢測合格標準

經檢驗箱涵永久縫止水無滲漏、箱涵砼裂縫及其它缺陷已按設計要求進行了處理無滲漏現象、箱涵外表面無其它濕潤區、箱涵底面與墊層砼之間無水滲出。

4.4 充水圍堰布置方案

在進出口側做“八”字形土圍堰，與進出口未開挖邊坡及管身形成封閉圈；土圍堰采用陸營取土場弱膨脹土人工分層夯實，夯實要求同渠堤填筑工程；圍堰頂寬0.5m，邊坡坡比1:1，圍堰軸線與管身軸線成300夾角。

圍堰防水措施：a、臨水側敷設復合土工膜；b、圍堰在管身孔內部分采用鋼板圍擋，鋼板與土體之間敷設土工膜防滲；c、采用150g/m2-0.3mm-150g/m2兩布一膜復合土工膜作為防滲材料，布為寬幅（幅寬大于5m）聚酯長絲針刺土工布；d、圍堰填筑土料采用粘性土，滲透系數為10-5～10-8；e、圍堰完成后，距離背水側坡腳30cm，人工開挖一條30*30cm的矩形排水溝，并在靠近坡腳處設置集水井。

4.5 圍堰穩定性驗算

本工程圍堰土料來自渠道開挖料，根據試驗室的實驗數據，取圍堰填土容重γ=20KN/Msup3; ，內摩擦系數f=0.25；

4.5.1 圍堰的抗滑穩定驗算

故抗滑穩定滿足要求。

4.5.2 圍堰抗傾覆穩定驗算

傾覆力矩:

抗傾覆力矩：

故抗傾覆驗算滿足要求。

4.5.3 邊坡穩定驗算

取圍堰填土的粘聚力c=10KN/Msup3;、內摩擦角為27°；根據試驗室實驗數據，取浮容重γ'=12.2KN/Msup3;，自然條件下容重γ=20KN/Msup3;，飽和容重=22KN/Msup3;；

采用瑞典條分法：由坡角為45°可得坡底角為28°、坡頂角為38°，由此確定最可能發生滑坡的圓弧線如圖，將滑坡塊等分成10條，每條寬0.30942m，由圖得圓弧線L=3.95m；根據公式：

侵潤線之上的取土自然條件下容重γ=20KN/Msup3;，在侵潤線和背水面地下水位之間取飽和容重=22KN/Msup3;（滑動體不存在在背水面地下水位以下的部位)，分別代入每一條土體的重度和圓弧切線與垂線夾角 得：

故圍堰邊坡穩定滿足要求。

瑞典條分法計算圖例

4.6 水源

由于王村干渠無水，本工程水源從1#營地的水井中抽取，灑水車運輸至現場。

4.7 充水要求

4.7.1 本工程為單榀箱涵，一次完成充水試驗，充水速率控制在2m/h以內。

4.7.2 充水及充水保壓期間，安排專人值班，加強監視。

4.7.3 由于本工程使用水源為可飲用水，無污染，充水完成后用水泵直接將水抽排至原溝渠。

4.7.4 沿基坑四周填筑土圍堰，防止外來水匯入基坑。

4.8 檢測頻次

4.8.1 根據設計要求，本次充水檢驗時間為72小時。

4.8.2 充水過程中，圍堰處、管身兩端及中間各安排一人，觀察是否有異?，F象發生。

4.8.3 充水后3小時內觀測人員不間斷巡查，每半小時記錄一次檢查結果（期間若出現異常，隨發現隨記錄）；3小時～第一天其余時間，2個小時檢測記錄一次；第二天、第三天每3個小時檢測記錄一次。

4.8.4 期間派專人注意水位高程是否符合要求。

4.9 放水

由于本工程試驗水源來自地下深井水，充水試驗完成后，可采用自吸泵直接抽排至原溝渠中，防水速率同充水速率，控制在2m/h以內。

4.10 安全應急措施

4.10.1 成立應急救援小組

4.10.2 充水及充水保壓期間發生圍堰潰決時，首先及時疏散人員機械確保人員安全；另外本工程基坑開挖時，根據臨時排水溝設置及施工需要，管身與邊坡坡腳間有2m寬的空間，經計算發生潰壩時，以上空間能夠容納施工用水，但為避免坡腳積水，引起邊坡坍塌，現場配置6臺75kw水泵，以備應急。

4.10.3 充水及充水保壓期間，圍堰發生少量滲水時，根據現場地形人工挖取導滲溝集水井，并及時將集水井中的積水抽排至原溝渠中。

4.10.4 充水及充水保壓期間，若發現管身有滲水時，立即接通水泵，將管身中水盡快抽排至原溝渠。

4.10.5 現場醫藥器具到位，隨時用于傷員的臨時搶救。

5 結束語

本文通過分析充水試驗的工藝過程、檢測方法以及試驗中圍堰穩定性計算論證，為指導日后現場充水試驗施工奠定了技術基礎。