復合截滲施工技術在水利工程中的應用

李本魯，馬向前，呂英豪

（山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276006）

濟寧市泗水縣泗河泗水大閘除險加固工程施工1標（以下簡稱泗水大閘），位于泗水縣泗河街道辦事處西洼村村北，距泗河和濟河交匯口下游約500 m，該攔河閘在原址上拆除重建，改建直升式節制閘鋼筋混凝土結構，地質自上而下為粗砂、泥質頁巖，上、下游閘底板分別設混凝土截滲墻一道，高3.0 m，深入泥質頁巖1.5 m。

博興縣南水北調續建配套工程博興水庫工程為中型平原水庫（以下簡稱博興水庫），庫區占地總面積420.0 hm2，全長7.1 km。該工程圍壩軸線上游8.0 m處設0.4 m寬40.0 m深塑性混凝土防滲墻，其上填筑約11 m高的土方圍壩，填筑用土全部取自庫區內，挖深2.4 m。土質自上而下分別為黏土、壤土、砂壤土，黏土厚度在0.5 m～2.0 m范圍內呈不均勻分布，與設計圖紙一致。

1 工程降排水和截滲施工方法

當地下水位埋深高于基坑開挖面時，需要采取降排水措施，降低地下水位。根據地下水的豐富情況和開挖深度，可歸納如下兩種降排水類型。

1）在砂土、粉土、黏土地區基坑開挖深度超過3 m，一般就要用井點降水。開挖深度淺，基坑涌水量不大時，可邊開挖邊用排水溝和集水井進行集水明排，該法經濟實用，應用最廣泛。明溝、集水井排水多是在基坑的兩側或四周設置排水明溝，在基坑四角或每隔30 m～40 m設置集水井，使基坑滲出的地下水通過排水明溝匯集于集水井內，然后用水泵將其排出基坑外。

2）地下水豐富（承壓水），或當降水會對基坑周邊建（構）筑物、地下管線、道路等造成危害時，應采取深層攪拌樁、高壓旋噴樁、地下連續墻等截水措施。

2 降排水措施對比分析

2.1 泗水大閘施工工藝

閘基防滲墻施工降排水措施：圍堰一級攔水截水，然后在其下游15 m位置處設排水溝進行二級截水，利用原址黏土防滲墻作為三級截水，在閘基防滲墻開挖施工時，設環形排水溝作為末級截水措施。

經過現場查勘、施工技術研討分析，本工程地質為粗砂和泥質頁巖，且閘基防滲墻高度3.0 m，深入泥質頁巖1.5 m。多級攔水和截水，可以最直接、最有效地將地下水進行收集、抽排；當采用井點降水施工時，無法深入泥質頁巖中進行有效性截斷，即井孔在泥質頁巖中，不如壤土、砂壤土、粉土層等地質容易穿透，使地下水通過土質本身較大的孔隙滲入井孔內，將水位降低至基礎底標高以下進行截水降水。

另外，當滲水量較大、排水功率不足時，將會沿泥質頁巖層流入防滲墻基礎中，造成基槽浸水。因此，最終決定采用多級截滲施工技術，放棄降水井施工技術措施。

1）工藝順序：導流圍堰→圍堰下游排水溝→原址黏土防滲墻檢查、加固→閘底板防滲墻和環形排水截滲溝開挖、降排水。

2）圍堰結構型式采用全段圍堰法導流，即在基坑上、下游主河槽內填筑擋水圍堰，一次攔斷河水，在一側灘地上開挖導流明渠將河道上游來水導入下游河道。在主河槽右岸灘地設置導流明渠，導流明渠底寬6.0 m，水深2.1 m，進口底高程90.4 m，進水處水位92.5 m，渠底坡降1/3 000，開挖邊坡按1∶2施工。

圍堰土料采用導流明渠開挖土料，自卸汽車運輸至工作面，推土機平料，振動碾碾壓。圍堰高度根據往年汛期河道水位加高1.0 m。上、下游圍堰迎水面鋪設土工膜防水布，再用編織袋裝土逐層填筑護坡。

3）圍堰下游排水截滲溝。圍堰填筑后，在距圍堰下游15.0 m處挖一道排水溝，一端設集水坑，布設低揚程、大流量污水泵，降排明水和滲水。其主要做用是將圍堰和原址黏土防滲墻中間部位的明水以及河流和地下滲水進行截滲和降排。

4）原址黏土防滲墻檢查、加固。該黏土防滲墻位于地下保存較為完整，無擾動。對其檢查發現破損時，及時進行修復，主要防止第二級截滲措施出現問題后，導致地下水位上升、地表水無法抽排等影響。

5）環形排水截滲溝。閘基防滲墻施工前，在裹頭附近先開挖一處集水坑，先進行閘基滲水降排。閘基開挖時，在防滲墻左右兩側1.0 m位置處分別開挖0.5 m×0.5 m的明溝截滲溝，將滲水引流至集水坑，明溝截滲溝隨防滲墻同時開挖，清槽驗收合格后及時立模澆筑混凝土。

表1 泗水大閘與博興水庫工程降排水措施對比

2.2 博興水庫施工工藝

1）工藝順序：塑性混凝土防滲墻→排水截滲溝和集水坑→降排水。

2）博興水庫根據先地下后地上的原則，先做防滲墻后填筑圍壩。結合泗水大閘閘基多級截滲施工經驗，先施工40.0 m深塑性混凝土防滲墻，形成閉合“水池”，然后在庫區內進行排水截滲溝和集水坑的開挖，即開挖“田”字型和“魚刺”型排水溝，使其縱橫相連，分部位、分別設集水坑，配備低揚程大流量水泵，將水排至場外。水泵的排水量為基坑涌水量的1.5～2倍，后期根據水量增設小功率水泵配合使用，以便持續降水，確保填筑土體含水量的適宜性。

3 工程效益

通過多級截滲施工技術的綜合應用，在泗水大閘工程中閘底板基礎施工工期提前一個月，節省直接施工費用約50萬元；在博興水庫施工中，土料含水量得到有效控制，提前近一個月完成填筑任務，節省直接施工費用約70萬元。

4 結語

多級截滲施工技術可以是地下連續墻、降水井、明溝截滲溝中的一種或者多種組合型式。雖然在水利工程施工過程中，水文地質條件復雜，只要經過詳細的查勘施工現場，了解施工區水文地質情況，確定合理降排水措施，就可以在施工中最大化的節約費用，加快工期，從而創造更多的效益。