滲水盲溝在斜南溪地下排水工程中的應用

隆 琨

(中國中鐵二院工程集團有限責任公司，四川成都610031)

根據《豐都縣城市總體規劃(2003-2020)》規劃：斜南溪溝谷回填后擬規劃為豐都縣城商業中心和城市南北、東西交通主干道交匯區域，地理位置十分優越，商業價值突出。對該溝谷進行回填，一是可造地120 hm2，為城市建設提供寶貴的土地資源；二是在空間上使得豐都新縣城區(規劃中)具備了良好的橫向連續性，斜南溪溝谷東西兩側城區互連互通；三是為更好銜接沿江高速公路與豐都縣城區道路，優化交通布局。渝利鐵路兩側50 m范圍內規劃為城市綠化廣場，其余規劃為道路和商住。

在斜南溪溝谷回填方案中，回填區的地下排水系統肩負著將地表來水和地下來水順利排走的重任，為下游的渝利鐵路提供一個安全穩定的建設和運營的環境。本排水系統的設計目的為：利用地下主盲溝和支盲溝將基巖裂隙水、堰塘攔水壩滲透水、城市管網漏水、地表下滲雨水等滲入回填區地下的水順利排入長江，以保證下游渝利鐵路的運營安全和回填土體的整體穩定。

1 地下水構成

斜南溪溝谷回填工程場區面積約1.2 km2。地下水的構成主要包括：基巖裂隙水、堰塘水下滲、城市管網漏損引起下滲、地表雨水下滲。

1.1 基巖裂隙水

根據水文地質資料，攔水壩與鐵路大壩之間地下水凈流量約為5 L/s=0.005 m3/s，鐵路大壩與靠近長江邊公路橋之間地下水凈流量約為11 L/s=0.011 m3/s。

1.2 堰塘水下滲

堰塘攔水壩基巖通過灌漿后，整個壩區的滲水量約0.24 L/s=0. 0002 m3/s。

1.3 城市管網漏損引起下滲

城市管網漏損可采用兩種方法進行估算：一是根據《城市供水管網漏損控制及評定標準》以及供水管網漏損資料，漏損量按供水量的20%計算，污水按供水量80%計。因此，下滲量=城市管網供水量×1.8×20%，經計算下滲量=0.022 m3/s；二是根據國內外的經驗，如同濟大學“區域供水管網漏失水平評價方法”，平均每1人42.7 L/d。根據本區域預計城區人口10 000～20 000人，經計算下滲量=0.018 m3/s。

1.4 地表雨水下滲

城市地表可分為透水區和不透水區兩類，城市的不透水表面如屋頂、混凝土街道、人行道、車站、停車場等，這些不透水區域在城市中占到總區域面積的60%以上(任伯幟：城市地標產流特性與計算方法分析，2006年)，甚至可能達到80%～90%。因此本次計算中將不透水區域占總區域面積的百分比取為70%；透水區主要以各種紅磚、級配碎石、非鋪砌土地面及綠化草地等，其產流損失主要以下滲為主。城市產流計算方法有許多種，其中常用的有徑流系數法、蓄滿產流法、下滲曲線法、指標法、SCS法等，本次雨水下滲計算中地表產流采用綜合徑流系數法較簡單的產流計算方法。

我國絕大多數城市目前均按地面覆蓋種類的透水性采用加權平均法求定地面的綜合徑流系數，計算公式為：

式中:Fi為匯水面積上各類地面的面積(104m2)；ψi為相應各地面的徑流系數，在設計中，ψav也可以是某個特定區域的區域綜合徑流系數，一般市區綜合徑流系數ψav取0.5～0.8 ,郊區ψav取0.4～0.6。

根據豐都縣1965-2009年降雨量表可以推算出新增用地區最大的雨水下滲量為51.27 L/s(0.051 m3/s)。

2 地下水疏排流量計算

2.1 地下水總流量計算

地下水最大總量=0.011+0.0002+0.022+0.051=0.084 m3/s

2.2 地下水疏排設計

軟式透水管的排水能力按曼寧公式計算:

式中:n為粗糙率，取0.014；R為水力半徑(m)，圓管的水力半徑取d/4；i為水力梯度，取同管道坡度，縱坡為0.03，橫披為0.016;A為水力斷面。

經計算，采用主盲溝埋設2根DN/OD250的PVC帶孔雙壁波紋管(外徑250 mm)可滿足疏排要求。

3 地下水疏排工程措施

(1)沿斜南溪溝心從堰塘攔水壩堆石區至長江設置一條主盲溝，主盲溝走向與原斜南溪溝心走向一致，上游與堰塘攔水壩的堆石區連接，中部與混凝土基礎底部的涵洞連接，下游排入公路橋下天然溝渠內。總長1 773 m。主盲溝設計排水流量≥0.1 m3/s，盲溝基礎混凝土采用C20混凝土澆筑，主盲溝埋設兩根DN/OD250的PVC帶孔雙壁波紋管(外徑250 mm)，上部回填潔凈碎石并用透水土工布包裹，主盲溝兩側及頂部均鋪設0.15 m厚砂礫石和0.15 m厚中粗砂。主盲溝所在溝渠，沿溝坎填充碎石，碎石采用采石場的微、弱風化或新鮮開采的灰巖加工而成。

(2)由溝谷斜坡向溝心分別設7條支盲溝，支盲溝基礎混凝土采用C20混凝土澆筑，支盲溝埋設一根DN/OD200的PVC帶孔雙壁波紋管(外徑200 mm)，上部回填潔凈碎石并用透水土工布包裹(見圖1、圖2)。

圖1 主盲溝詳圖

(3)DN/OD250、DN/OD200 PVC帶孔雙壁波紋管要求上部管壁2/3左右范圍內每間隔10 cm左右設置一透水孔，沿管路縱向每30 cm左右設置一透水孔，透水孔孔徑2 cm左右。PVC雙壁波紋管以聚氯乙烯樹脂為主要原料。其主要技術要求:①環剛度≥8 kN/m2；②沖擊強度TIR≤10%③環柔性要求圓滑不破裂、兩壁不脫開，內外壁均無反向彎曲；④烘箱試驗要求無分層、無開裂；⑤蠕變率≤2.5；⑥接點滲透性要求無破裂、無滲漏。未盡事宜按《埋地排水用硬聚氯乙烯(PVC-U)結構壁管道系統第1部分：雙壁波紋管材》(GBT 18477[1].1-2 007)辦理。

圖2 支盲溝詳圖

(4)透水無紡土工布技術標準:單位面積質量300 g/m2；厚度不小于2.4 mm；縱橫向斷裂強度9.5 kN/m；縱橫向斷裂伸長率25%；撕破強度不小于0.24 kN；CBR頂破強度不小于1.5 kN；垂直滲透系數10-1～10-3cm/s。

4 施工注意事項

(1)主盲溝施工到支盲溝起點位置后方可施工支盲溝，支盲溝應根據地形設在較為平緩的斜坡上，并自主盲溝往斜坡上逐步施工。支盲溝應根據地形設在較為平緩的斜坡上，并自主盲溝往斜坡上逐步施工，施工中應注意對已施工盲溝的保護工作，切忌對已施工的盲溝造成破壞。

(2)支盲溝基礎需埋入地表0.5 m，支盲溝PVC管需進入主盲溝反濾層內。

(3)盲溝底座每隔10～20 m設置伸縮縫或沉降縫，寬2 cm，采用瀝青麻筋填塞。

(4)施做盲溝時應分段開挖基礎，分段長度為10～15 m，基坑開挖后應及時施工，盲溝溝底需要抬高地段應采用M7.5漿砌片石回填。

(5)盲溝施工完畢后，沿溝坎填充碎石。施工好盲溝后，才能進行填土施工，禁止邊做盲溝邊填土。回填土應分層填筑壓實；填層應整平，厚度均勻，壓實層表面應大致平整。每層填筑壓實應檢驗合格后，方可在其上繼續填筑。