干渠護砌改造工程施工排水措施探析

□郜俊霞 □鞏文軍（焦作市廣利灌區管理局）

□杜明星（焦作市峰林峽風景名勝區旅游管理局）

□高利琴（河南方正水利工程咨詢有限公司）

一、廣利總干渠概況

廣利灌區位于焦作市西南部，范圍涉及濟源市東北部、沁陽市沁南地區、溫縣縣城以北、武陟縣沁南西部24個鄉（鎮、辦事處）441個村，系多渠首無壩引沁河自流灌區，設計自流灌溉面積2.07萬hm2，補源面積1.33萬hm2，控制流域面積620km2，耕地4.12萬hm2，人口50余萬人。

廣利總干渠是灌區主要的引水渠道，于1959年在原有古老渠系的基礎上重新開挖而成，引水口位于沁河右岸，自濟源市五龍口鎮沁河出山口引水，至武陟縣大封鎮入蟒河止，全長63.5km。設計流量30m3/s，控制灌溉面積2.45萬hm2。由于受灌區歷史水系和地形限制，廣利總干渠8+550～63+500渠段為灌排合一的渠道，不僅承擔著灌區的引輸水灌溉任務，同時汛期還負擔著灌區的排澇任務，渠道型式為深河床復式梯形斷面。

二、施工排水措施

（一）干渠16+550～18+000渠段護砌改造設計概況

廣利總干渠16+550～18+000渠段渠道設計為復式梯形斷面,渠段長1450m，渠底寬7m，渠深5m，馬道寬2.0m、比渠底高2.5m，渠上口寬24.5m，縱坡1/2000，渠道邊坡1:1.5，設計灌溉流量30m3/s、排澇流量50m3/s。護砌改造計劃對渠道邊坡采用C20現澆混凝土護砌，護砌厚度0.12m，護砌高度4.50m，渠深5m。

（二）施工排水措施

廣利總干渠16+550～18+000渠段為灌排合一深河床斷面,渠道兩岸地面僅比渠道頂部低于0.5～1.0m，工程開工之前，渠道長期輸水灌溉，渠道兩岸地下水位較高，地下水位埋深在1.5～2m左右。

該渠段于2010年11月10日開工，施工初期，僅在渠底中間設一條導流明溝，將渠道滲水排走。在渠道兩岸邊坡土方開挖過程中，由于渠道邊坡側滲，加之邊坡土質為粉性砂土質層，左右兩岸邊坡不同程度出現大面積塌方，并將渠底淤塞，造成邊坡土方開挖工作被迫停工。由于工程施工正值冬灌季節，如不采取有效排水措施，不但造成渠道邊坡繼續擴大塌方面積，而且不能確保工程按期完成。

根據現場觀測，右岸邊坡側滲嚴重，邊坡下部部分出現明水，經分析,造成邊坡側滲的原因主要有兩點:一是渠道長期輸水灌溉，渠道兩岸地下水位較高；二是兩岸坡側向地下水補給作用較強,而原設計中未考慮到它對渠基邊坡土方開挖的影響。

結合已有的排水經驗，為盡快降低地下水位，確保工程施工的正常進行，決定在滲水嚴重渠段，放棄開挖導流明溝排水方案，采取管井法來降低地下水位。管井法降低地下水位主要原理是在渠基兩岸布置每個一定距離，設置管井，在管井中放入水泵吸水管，地下水借重力作用流入管井后，被水泵抽走。使渠基兩岸地下水位降到開挖的渠基底面以下，一般應使地下水位降到設計渠基底面以下1～2m左右，地下水位降低后，可提高兩岸邊坡開挖施工的效率和質量，此外，地下水位降低時，動水壓力方向向下，土壤自重增加（由潛容重變濕容重）對下面土層有壓實作用，對今后渠岸沉陷和穩定有利，該法屬單純適用重力作用排水，適用于滲透系數為10～250m/d的土層。根據上述原理,結合總干渠實際,采取管井法較為合適。

因此，在總干渠17+300～17+900右岸馬道上，按每20m布置一眼管井，共布置30眼管井，管井采取無砂混凝土井管,井深15m，井徑500mm，配套抽水設備選用150QJ32-18/3潛水泵抽水,配套電機功率3kW。通過抽水觀察，1天之后渠道兩岸邊坡及渠底不再出現滲水，管井水位比渠基底面低1.5m,解決了渠道邊坡基礎混凝土無水施工的難題，加快了施工進度，保證了混凝土施工質量。

施工發現，在缺乏有效地質資料的情況下，管井排水中，井深、井距和井徑的確定要協調一致，不能出現井距太遠或井深不足，從而出現地下水位降不下的狀況，或者井距太近或井深太深，潛水泵抽水時抽時停的狀況。

通過總結，在渠道工程施工中，針對地下水位較高的灌排合一渠段，一定要重視施工排水工作，因地制宜采取有效的施工排水方案，從而加快施工進度和保證施工質量。