復(fù)雜地質(zhì)條件下的渠道滲控處理措施

摘 要：在渠道施工過(guò)程中，利用透水材料在建基面以下布置靈活多樣的盲溝及排水形式，對(duì)邊坡及渠底滲水進(jìn)行引排，保證旱地施工。同時(shí)增加PVC管道及逆止閥用于永久排水減壓，做為渠道通水后渠底滲水通道進(jìn)入渠內(nèi)，減輕邊坡水壓對(duì)渠道襯砌板的壓力，保證渠道的正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)條件；滲控；多種盲溝形式布置

1 工程簡(jiǎn)述

南水北調(diào)方城四標(biāo)段渠道總長(zhǎng)為6.66km，渠道為梯形斷面，渠底寬度為20～21m，渠道內(nèi)邊坡為1/2～2.25，一級(jí)馬道（堤頂）寬5.0m，外坡邊坡1/1.75，渠道縱比降為1/25000，全段采用混凝土襯砌。根據(jù)本標(biāo)段渠道開(kāi)挖過(guò)程中揭露地質(zhì)情況所示，存在多種地層條件：

（1）TS145+651～TS147+537段渠底主要由al-lQ3中細(xì)砂層組成，具中等-強(qiáng)透水性，地下水豐富且具微承壓性，地下水位高于渠底板0～3m，該區(qū)段施工前期采取渠道外側(cè)及渠底布置降水井等方式排水，但表面滲水情況仍嚴(yán)重，同時(shí)導(dǎo)致周邊村莊水位下降。

（2）TS147+911～TS149+955段主要由Q3礫砂層和N層砂巖組成，地下水位和渠底板相近。

（3）TS150+264～TS152+311段主要由Q3砂層或N砂巖組成，含礫中粗砂、砂礫石層，具中等-強(qiáng)透水性，地下水位高于渠底板2～7m，且具微承壓性。施工過(guò)程中對(duì)該區(qū)段進(jìn)行了水泥攪拌樁及塑性混凝土防滲墻施工，滲水情況得到緩解，但是仍有持續(xù)滲水情況，施工開(kāi)挖期降排水難度大，嚴(yán)重影響渠道后續(xù)施工。

2 滲控方案的布置形式

針對(duì)上述渠道內(nèi)透水層分布變化較大的情況，我公司經(jīng)設(shè)計(jì)同意，分別在上述三個(gè)區(qū)段采用多種形式盲溝結(jié)合逆止閥的滲控方案進(jìn)行處理。處理時(shí)根據(jù)滲水量大小及埋藏位置確定盲溝尺寸，內(nèi)鋪設(shè)無(wú)紡布包裹天然濾水材料及透水軟管，將滲水引入指定排水井。同時(shí)設(shè)置PVC管及逆止閥，用于泵坑封堵后排出滲水進(jìn)入渠道，減輕邊坡水壓對(duì)渠道襯砌板的壓力。襯砌前排水井持續(xù)工作，排水井位置預(yù)留，后期采用碎石及混凝土封堵并對(duì)接縫進(jìn)行灌漿。在最經(jīng)濟(jì)、環(huán)保前提下對(duì)透水進(jìn)行匯集、排出，保證滲控后邊坡無(wú)滲水、渠底水位低于施工面30～50cm，為下個(gè)步驟施工創(chuàng)造條件。

2.1 渠道TS145+651～TS147+537段：透水層位于渠底開(kāi)挖面以下50cm，透水性相對(duì)較小，盲溝設(shè)計(jì)深度為50cm，開(kāi)挖至由中細(xì)砂、砂礫石組成的透水層，滲透系數(shù)為ix10-4cm/s。采用I型盲溝，距坡腳4m，底寬30cm、深50cm、邊坡坡比1：1。盲溝外側(cè)包裹300g/m2無(wú)紡布碎石，盲溝中部鋪設(shè)Φ250軟式透水管。每隔12m設(shè)置一道Φ110PVC管及逆止閥，用于永久排水至渠道。每隔200設(shè)置臨時(shí)集水井，采用直徑1m的無(wú)砂透水管，與盲溝連通，用于臨時(shí)排出渠道滲水，保證基礎(chǔ)面干地施工，在完成襯砌后封堵、灌漿。

2.2 渠道TS147+911～TS149+955段：透水層上部高于渠底建基面，下部低于渠底，透水性較大，滲透系數(shù)為ix10-3cm/s。盲溝設(shè)計(jì)150cm、50cm深兩種，開(kāi)挖至由中細(xì)砂層形成的透水層。該段除在溝底部設(shè)置I型盲溝外，增加布置II型盲溝，溝底寬1m、深度1.5m、邊坡坡比1：1，II型盲溝采用改性土回填。每隔12m設(shè)置一道Φ110PVC管及逆止閥，用于永久排水至渠道。每隔100m設(shè)置臨時(shí)集水井，采用直徑1m無(wú)砂透水管，與盲溝連通，用于臨時(shí)排渠道滲水，與上段相同。

2.3 渠道TS150+264～TS152+311段：透水層位于渠坡中夾層，上、下均為不透水層，透水性相對(duì)較大，底板滲水量較小。盲溝設(shè)計(jì)深度為50cm，開(kāi)挖至由含礫石中細(xì)砂組成的透水層，滲透系數(shù)為2.3x10-3cm/s。本系統(tǒng)包括縱向、橫向兩種形式盲溝。在邊坡上沿透水層下部橫向布置III型盲溝，用于阻截透水層滲水。在渠底距坡腳2m設(shè)置I型橫向盲溝。每隔6m，縱向布置III型盲溝連通兩道橫向盲溝。III型盲溝底寬30cm、深50cm、邊坡坡比1：1，盲溝外側(cè)包裹300g/m2無(wú)紡布碎石，盲溝中部鋪設(shè)Φ100軟式透水管。III型盲溝滲水排入I型盲溝后由I型盲溝配置集水井及逆止閥排出。

3 與當(dāng)前國(guó)內(nèi)同類防滲技術(shù)的綜合比較

常用控制滲水的主要方法有降低水位及阻斷透水層兩種，最常見(jiàn)的降水井抽排降水及塑性混凝土墻兩種方案在本標(biāo)也有應(yīng)用，與本方案對(duì)比效果均不理想，三種方法對(duì)比如下：

（1）多種形式盲溝滲控，能夠適應(yīng)多種地質(zhì)情況，但強(qiáng)透水情況下需要與其他方式結(jié)合。滲控效果較好好能夠保證旱地施工；技術(shù)要求不高，需要大量人工；各種形式盲溝加權(quán)計(jì)算，在3萬(wàn)元/百米左右；可能造成周圍水位下降，下降幅度較小。

（2）排水井降水，適宜透水層穩(wěn)定條件。較難保證旱地施工，有局部滲水情況，需要打井場(chǎng)地，需要長(zhǎng)期維護(hù)。以間距25m布置排水井，20m深控制，打井投資6萬(wàn)元/百米，日常抽水費(fèi)用240元/天.百米，明顯降低周圍地下水位，尤其在施工范圍300m以內(nèi)。

（3）塑性混凝土防滲墻，能夠適應(yīng)多種地質(zhì)情況。滲控效果好，能夠保證旱地施工；施工技術(shù)要求高，需要大型設(shè)備展開(kāi)場(chǎng)地；以均深10m計(jì)算，20萬(wàn)元/百米。阻斷地下水層，對(duì)周圍地下水影響方式隨地質(zhì)情況變化。

4 結(jié)束語(yǔ)

本標(biāo)段渠道3.71km需采用該技術(shù)，目前施工基本結(jié)束，現(xiàn)場(chǎng)效果良好：

（1）效果明顯，利用透水材料在建基面以下布置盲溝，能夠有效控制邊坡及渠底滲水，保證旱地施工。同時(shí)增加PVC管道及逆止閥用于永久排水減壓，能減小渠道形成后地下水水壓力對(duì)襯砌面板的破壞。即使在分布有中等～強(qiáng)透水，含砂巖、砂礫巖渠段仍效果明顯，解決施工中的滲水問(wèn)題。

（2）布置靈活，滿足設(shè)計(jì)要求前提下，采用多種盲溝形式，對(duì)復(fù)雜地形情況適應(yīng)能力強(qiáng)、效果良好，同時(shí)避免了對(duì)其他施工的干擾。

（3）境影響較小，用傳統(tǒng)降水井方式施工，地下水每下降0.5m，將影響360m范圍內(nèi)居民的生活用水，沿線兩側(cè)村莊多在150范圍內(nèi)，按平均渠道平均下降水位3m計(jì)算，沿線居民水井水位將下降1m以上，而采用盲溝排水根據(jù)多次測(cè)量，未見(jiàn)居民水井水位明顯下降。

（4）經(jīng)濟(jì)節(jié)約，滲控施工使用的無(wú)紡布、PVC管、碎石、透水軟管等材料市場(chǎng)易采購(gòu)，消耗材料總價(jià)值預(yù)計(jì)在3萬(wàn)元/百米。該消耗費(fèi)用較傳統(tǒng)降水井經(jīng)濟(jì)效果明顯具有優(yōu)勢(shì)，具有良好的推廣前景。