高地下水位條件渠道施工降排水方案探討

李鵬濤

【摘要】：老河道占本工程總長度的83%，雨季排澇，旱季灌溉，為全年不斷流河道，降排水一直是施工的重點和難點。本工程經過井點參數計算、設井點降水試驗段、井點降水大面積實施，參數不斷優化等過程，能較快形成干場作業條件，達到預期目的，解決了老河道改造降排水難題，充分證明了方案經濟合理性、可行性，加快了施工進度，為同類工程施工提供了寶貴經驗。

【關鍵字】：高地下水位；渠道施工；降排水；

1.工程概述

某工程渠道樁號為24+600～36+813，長度12.213km，其中新開挖段長2.151km，老河道長10.062km。樁號25+327～36+813段渠道為全斷面襯砌，渠坡襯砌厚度10cm，渠底襯砌厚度8cm，渠底寬為25m，渠道深5.5～6.3m，設計坡比為1：2.5，為半挖半填渠道。

根據輸水河道施工圖紙，施工時段分別按10月～次年5月和11月～次年4月兩種情況進行施工期設計洪水分析計算。施工期洪水標準為10年一遇。趙王河姚屯節制閘施工期10年一遇洪水流量（10月～次年5月）為9.9 m3/s，（11月～次年4月）為4.1m3/s。

2.老河道施工現狀

小運河老河道總長10km，其中小運河長8.7km，趙王河段長1.3km。是集行洪、排澇、灌溉功能為一體的河道，常年持續過流。老河道沿線有39條村間土渠始終源源不斷向老河道排澇。小運河10km處地方水利部門修建橡膠壩一座，非汛期橡膠壩抬高，致使老河道水深達2.5m左右，以供當地村民灌溉之需。

3、工程特點、難點

（1）根據招標文件水文地質資料，本工程地下水位埋深淺，地下水豐富，老河道為一河兩用，雨季排澇，旱季灌溉，對施工影響特別大，上游不停水，老河道無法施工。

（2）由于10km老河道地勢低洼，沿線范圍內沒有可以用來導流的河道、溝渠。河道中的明水及施工過程中的滲水排走沒有出路。要完成該段范圍內所有施工，必須采取開挖導流溝，分段導截流，分段降排水，才能保證河道干場施工。

4、施工降排水的必要性

本工程輸水工程沿線地下水為第四系孔隙潛水，分布于沿線第四系松散沉積層中。經實測地下水埋藏深度一般為0.9～1.5m，主要受大氣降水補給，并由十數條溝渠與二干渠、徒駭河連通，譚莊段3km范圍并受譚莊水庫滲漏影響，降水難度大增。本段渠道原地面高程31.30～38.7m，設計渠底高程30.92～28.1m，地下水位平均高程為32m。根據規范要求，渠道施工時地下水必須低于建基面0.5m，才能確保渠道襯砌在干場條件下進行。

5、降排水總體思路

10km老河段明水抽排采取分段截流，分段抽排明水，分段井點降水，降排水沿老河道右側開挖導流明渠流入下游河道或附近的二干渠或譚莊水庫；新開挖河道段采取分段井點降水，沿渠道右岸導流溝排入附近趙王河、羊角河等河流。從崔莊倒虹吸處樁號24+814開始，至下游趙王河節制閘34+721下游圍堰止，沿老河道右岸永久征地線外10m范圍內，開挖一條排水渠，排水渠上口寬4m，底寬1m，深1.5m，開挖坡比1：1，設計流量3.75m3/s。排水渠過流面采用塑料膜防滲，比降1/5000，渠底高程為33.5～31.3m。

6、渠道降排水施工方案

6.1小運河段明水抽排（樁號24+600～33+237）

對于小運河段老河道明水抽排，需先在崔莊倒虹吸導流明渠上游24+500處，修筑一條擋水圍堰，將小運河上游來水攔截，同時，趙王河下游南外環處橡膠壩要降至最低位置，使小運河、趙王河水位下降，以便河道明水盡量外排，減少排水量，降低排水費用。

之后，樁號24+600～33+237小運河段采取全斷面分段截流、分段排水、分段開挖與襯砌的施工方案。即先在小運河施工段修筑上下游圍堰，分段截斷河道明水，進行河道初期排水，采用3～5臺6寸離心泵抽排河道明水，沿右岸導流明渠分段排至下游段，李田路至蘇里井段明渠接入趙王河明渠段，再由明渠排至下游河道。

（5）確定管井井間距

沿渠道一側每隔40m布置1眼井，能滿足降水需要。

（6）確定單井流量=總涌水量/井數= 4437.64/13=341m3/d

降水井間距受滲透系數、地質情況等多因素影響，理論計算40m布置一眼管井，老河道降水后形成干場條件周期較長，不能滿足進度要求。因此，在原理論計算管井間距基礎上，通過現場試驗論證對比優化，管井間距由40m優化為25m后可比原理論時間提前15天達到干場條件，推進了老河道土方開挖，縮短了降水周期，確保了老河道機械化襯砌進度。

6.4老河道井點降水同新開挖河道段井點降水方案。

7、實施效果評價

本工程地下水埋深淺，水資源極其豐富，降排水是施工重大難題，降水效果決定了施工進度，直接影響著工程節點目標的實現。項目始終圍繞河道降排水這個施工難點，并邀專家親臨現場指導解決降排水難題，計算反復討論降排水方案可行性、經濟性。從新開挖段降排水試驗段實踐，不斷優化改進，積累摸索，得出最優井點降水參數。

通過對不同深度降水井效果比對分析，現場勘查，總結經驗，結合不同區段的地質條件，采取不同的降排水方案，從而解決了10km老河道改造工程中，降排水施工難題。按計劃完成了渠道機械化襯砌，積累了在魯北地區井點降排水的施工經驗，加快了施工進度，保證了施工質量，為同類工程施工提供借鑒和參考。