永久排水系統施工技術及質量控制

□湯俊昌（河南省水利第二工程局）

0 引言

南水北調潮河四標項目標段內渠道襯砌永久排水系統主要由集水暗管、排水墊層、逆止閥等組成。當地下水位高于渠道水位時,逆止閥受壓開啟,地下水排入渠道;當地下水位低于渠道水位時,逆止閥復位關閉,避免渠水外滲。

1 集水暗管

1.1 排水溝槽開挖

排水溝槽分為橫向集水溝和縱向集水溝，橫向集水溝12m一道，單面渠坡有2道縱向集水溝。為保證施工質量，排水溝槽開挖應在渠道干燥下進行，采用小挖掘機開挖人工配合清理的施工方法由上到下進行開挖，渠底高程要嚴格控制，預留渠底保護層最好在5cm左右，為后期渠底清理提供好的工作面。開挖過程中要保證溝槽走向順直，溝底部平整。

1.2 集水管安裝

因標段內地質條件有所不同，分為一般地質建基面和改性土建基面，兩者集水暗管施工方法也不完全相同。

1.2.1 一般地質建基面

根據設計要求，渠坡、渠底集水暗管采用強滲軟式透水管，透水管內徑為150mm。

排水溝槽開挖成型后，先把溝槽周圍松動的泥土清除掉，然后由人工將馬道上備用的砂礫料經坡面運至溝槽底部，先鋪設6cm砂礫料墊層，灑水濕潤后用振動平板夯振壓3遍，反濾料鋪設振壓完成后應保證表面平整，無高低起伏現象，再將軟式透水管平順地放置于溝槽中央砂礫料墊層上。軟式透水管應順直繃緊，可采用竹筷子固定在透水管周圍。

軟式透水管在溝槽三岔口、溝槽十字口和逆止閥位置分別通過三通、四通、異型三通分別與透水管連接。三通、四通、逆止閥三通連接處透水管一定要保持相通，接口處的軟式透水管要把透水布裁剪掉，保證管與管之間無阻礙，后期地下水能順利排出。管間接頭應使用扎絲綁牢拉緊且外層須用土工布包裹，尼龍扎線扎緊。

1.2.2 改性土建基面

改性土段采用上下兩層排水系統，上層排水系統分布在改性土層與襯砌混凝土層之間，施工所采用原材料與施工方法一致，但是其單面渠坡只有1道。下層排水系統分布在改性土回填基面，所用原材料有內徑250mm的強滲軟式透水管和內徑100mm的UPVC波紋管。

施工中，有關軟式透水管的施工方法與內容與上層排水一致，只是透水管上多了一些接頭，通過異型三通與內徑100mm的UPVC波紋管相連接。波紋管水平放置，4m一道，與逆止閥密閉連接，將地下水單向排向渠道內。

1.3 質量控制措施

為便于開挖土料清理，排水溝槽開挖結合坡面清理施工同時進行，溝槽開挖尺寸嚴格按設計要求進行，開挖應在渠道干燥狀態下進行，溝槽走向順直，溝底部平整。排水溝槽開挖完成后，當下道工序不能及時施工時用塑料布對新鮮面進行覆蓋，防風保水、防止雨水沖刷，以達到坡面不開裂、不變形的目的。

軟式透水管鋪設前要檢查其外觀質量，如因運輸或搬運過程中造成濾布破損，嚴禁使用，管間對接整齊且不能錯縫，外包土工布應平整均勻、松緊適度，且應用尼龍扎線扎緊，禁止采用細鋼絲綁扎。

波紋管周圍采用人工配合電夯夯實，要求回填改性土密閉不透水，實驗人員及時對夯實后的土料進行取樣，試樣合格后方可進行下步施工。

軟式透水管與逆止閥的連接口暫時用棉布填塞，并用塑料袋包裹或膠帶粘貼保護，以防砂子及其他雜物進入管中，堵塞管道、逆止閥，影響渠基排水。

2 排水墊層

2.1 材料要求

排水墊層采用連續級配砂礫料，要求顆粒＜0.75×10-1的顆粒含量不超過5%，最大粒徑＜20mm。且設計要求不均勻系數Cu＞5，曲率系數Cc＝1～3，滿足濾土排水要求，要求D15/d85≤5，且D15≤0.70mm；要求D15≥4d15，且D15≥0.1mm，砂墊層相對密度≥0.75。

2.2 施工方法

砂礫料采用自卸汽車運至一級馬道，由挖掘機轉至砂礫料坡面并大致攤平，連接逆止閥的透水管周圍需人工輔助鋪料，以保證透水管的豎直。

軟式透水管安放平順后，由人工在其四周鋪填砂礫料，灑水濕潤之后宜采用30型振搗器振搗，振搗密實標準宜以砂礫料不再顯著下沉，表面無水泡冒出為準，壓實相對密度應能滿足≥0.75的設計要求。

溝槽振搗完成后，由測量人員在坡面上放出砂礫料高程控制樁，開口線、渠坡中間、坡腳各一根，沿渠道方向每5.70m放一排，掛上高程線，沿線放置方鋼。然后由人工借助刮板從坡頂向坡腳方向逐幅刮平攤鋪砂礫料墊層，每幅鋪設寬度5.80m，虛鋪厚度控制在22.50cm左右。每幅兩側預埋高22.50cm自制方鋼作為模板，最后由人工拖動自制的6.00m槽鋼由下往上刮平（不足時補料）；然后灑水濕潤透，再采用特制的振砂桁架帶動振動平板夯振壓3遍，振動平板夯采用改裝的雙電機單板振動平板夯（200cm長×50cm寬），每臺電機功率均為2.20kW，相鄰兩側壓實作業面搭壓寬度≥10cm。為保證渠道坡腳以及渠底齒墻溝槽附近砂礫料墊層的密實度，可在坡腳齒墻溝槽兩側砌筑120mm寬磚墻作為臨時支擋。

逆止閥安裝過程中，需要將逆止閥周圍的砂礫料鏟除，待逆止閥連接透水管位置擺正后進行回填，灑水后用振搗棒振搗密實。

砂礫料墊層是南水北調永久排水系統中尤為重要的工序。施工中，要求砂礫料中不能摻雜著其它的雜物，以免影響其應有的排水濾土，保持土體穩定的作用。砂礫料也是渠道襯砌混凝土面板的基礎，可減少渠道襯砌結構變形量，直接影響著渠道混凝土結構的穩定。

2.3 質量控制措施

從原材料入手，嚴格控制砂礫料的自身質量，做到不合格的材料不接收，接收后若發現不符合質量標準的材料作為廢料處理。

振搗時，嚴格控制砂礫料的灑水量要充足，否則將無法振實，振搗過程中隨時取樣檢測反濾料相對密度，經檢測合格后方能進行下道工序的施工，若不合格，查找原因并做返工處理。

砂礫料振實后要及時復測頂面高程，平整度采用2m靠尺控制，允許偏差10mm/2m，發現凹坑及時人工補填，發現凸起及時人工清除，保證鋪料表面平整，鋪填厚度符合要求。

3 逆止閥

逆止閥是永久排水系統中不可缺少也是至關重要的一環，它的施工質量直接影響到排水系統的效果。渠道邊坡采用拍門式逆止閥，渠道底板采用球形逆止閥。一般地質建基面上逆止閥12m一個；改性土建基面上，上層排水系統逆止閥12m一個，下層排水系統逆止閥4m一個。現以拍門式逆止閥的安裝為例進行說明。

3.1 托盤的安裝

復合土工膜鋪設焊接完成并經驗收合格后，即可進行托盤的安裝。先將土工膜外透水管剪到適當的長度，然后將其剪開幾個口子，以能平整地鋪到土工膜上為準；在土工膜與剪開的透水管中間涂滿萬能膠，將二者粘在一起，然后再將托盤底面也涂滿膠水，將托盤牢牢地粘在土工膜上并用泡沫板將托盤蓋嚴以防混凝土料落入透水管中影響排水效果。

3.2 逆止閥的安裝

逆止閥的安裝主要在混凝土鋪料后進行。作業人員要將除去頂面濾網的逆止閥安裝到預留的逆止閥孔中，通過預先做的標記，保證逆止閥拍門軸保持水平且拍門開口向下。抹面完成后在逆止閥頂面濾網貼上透明膠帶，防止雜物等進入堵塞。

3.3 質量控制措施

施工前，先對逆止閥進行外觀質量檢查，有質量缺陷或規格尺寸不滿足設計要求的不能使用。

土工膜鋪設前，測量人員將逆止閥位置點到保溫板上，作業人員根據相應的位置安裝逆止閥托盤，以保證逆止閥安裝完成后呈一條直線，保證外觀質量。

逆止閥安裝過程中，通過預先做的標記，必須保證逆止閥拍門軸保持水平且拍門開口向下。

抹面完成后，可以通過旋轉絲扣調整逆止閥，閥蓋不能與混凝土粘結在一起，以便于更換。保證逆止閥上表面與混凝土坡面齊平，且不能高于襯砌坡面。

4 結語

永久排水系統是南水北調的基礎工程，是渠道結構安全的首要保證，只有認真做好永久排水系統，確保其施工質量，才能從根本上保證南水北調工程渠道運行安全。