纵横向排水施工方案设计研究

 摘要：长距离输水渠道地质条件复杂，部分区段会出现地下水位升高的情况，因此需采取必要的排水设施防止渠道混凝土衬砌由于地下水的扬压力作用被顶起乃至破坏。文章针对新疆某长距离输水渠道纵横向排水设计从施工准备、施工工艺、施工方法、施工注意事项、质量保证、安全保证等多角度提出了施工方案的可行性，为类似输水渠道提供参考。

关键词：长距离输水；渠道；纵横向排水；施工方案

一、项目简介

本工程渠道桩号为73+459.445~84+416.287，全长10.957km，渠道设计流量为44.3m3/s，加大流量为52m3/s。渠道底板下部布设直径为15cm及10cm的软式透水管作为纵向排水通道，渠道左侧排洪建筑物两侧布设直径为20cm的PVC排水管做作为横向排水通道。纵向排水沿渠道纵向布置，开挖尺寸为倒梯形断面，底部宽度为50cm，两侧坡度开挖坡比为1：0.5，顶部宽度根据纵向排水纵坡确定。横向排水自渠道中轴线开始，沿渠道横断面方向布置。开挖段底部开挖宽度为50cm，开挖边坡为1：0.5，排水管埋设完成后采用人工回填至原地面；填方段排水管顶部填筑宽度为50cm，两侧填方坡比为1：1.5，排水管两侧30cm范围内采用人工回填。

二、施工准备

1．技术准备。（1）组织项目技术干部及作业队技术负责人进行了图纸会审，仔细研究施工图纸，明确了设计意图，并讨论制定了渠道纵横排水施工方案。

（2）对现场测量控制桩进行检查，根据业务联系单及施工图纸，绘制了施工放样图，确保施工放样工作的准确性。

（3）编写渠道纵横排水施工作业指导书，以便现场施工人员按照正确的施工步骤和技术要求进行土方填筑施工。

2．生产准备。

（1）渠道纵横排水施工作业队进场，主要设备有反铲挖掘机、自卸车、8t载重汽车、装载机、22T自行式振动碾、2T夯板等，渠道纵横排水施工设备数量满足要求，并对进场设备进行了仔细的检查，确保纵横排水施工期间设备完好率。（2）测量人员若干名，RTK测量设备一套，全站仪2台、水准2台，CASIO5800计算器3个、CASIO9860计算器2个，满足施工测量需。

（3）试验室根据施工强度已配备了相应的质检人员、试验人员及相应的试验设备，具备级配料填筑试验要求。

3．施工道路。场内施工主道路布置在渠道右侧，沿渠道全线布置。左侧施工道路主要利用渠道左侧连接路，两侧道路宽度为9m，路面为砂砾石路面。

4．施工用水。施工用水主要采用水罐车在渠道沿线取水点取水，拉运至工作面。

三、渠道纵横排水施工方案

（1）纵向排水施工方案开挖段渠道，渠道内坡面开挖完成后，进行纵向排水槽的开挖；填方段渠道，渠道填筑完成，渠道沉降量稳定后，进行渠道纵向排水槽的开挖[1]。纵向排水槽的开挖采用人工配0.5m3小型挖掘机进行开挖，开挖弃料采用8t载重汽车运至施工段附近弃渣场；砂浆垫层采用10m3砼罐车运至施工现场，人工铺设；软式透水管铺设采用人工配8t载重汽车将管道运至施工现场后进行安装；级配料填筑采用3m3装载机装车，8t载重汽车运输，施工工作面采用小推车进行回填。

（2）横向排水施工方案横向排水施工采用两种施工方案：其一，正在进行土方填筑的渠道，当渠道填筑至横向排水管安装高程时，按照横向排水施工图纸，采用人工配0.5m3小型挖掘机进行开挖，排水管安装完成后，采用人工回填夯实。其二，已填筑至渠顶高程的渠道，采用拖管法进行穿渠段横向排水管施工[2-3]，即采用DDW-150E型非开挖导向铺管钻机钻导向孔，导向孔钻成后，卸掉钻头及控向系统，安装扩孔器进行扩孔，扩孔完成后进行管道回拖施工。

四、施工工艺

渠道纵横排水施工工艺流程：

（1）纵向排水施工工艺流程渠道基础精修坡→洒水→基础全断面碾压→管槽开挖→砂浆垫层→管道运输安装→人工级配料填筑

（2）横向排水施工工艺流程①正在进行土方填筑的渠道：开挖基槽→安装排水管→人工回填、压实。②已填筑至渠堤高程的渠道：铺管钻机工作场地准备→规划和设计钻孔轨迹→配制钻液→钻先导孔→回拉扩孔→回拉铺管→注浆。

五、施工方法

1．纵向排水施工。纵向排水槽的开挖采用人工配0.5m3小型挖掘机进行开挖，开挖弃料采用8t载重汽车运至施工段附近弃渣场。横排管与纵排管连接处，先在直径15cm的纵排管侧壁开出一个直径10cm的孔，将直径10cm的纵排管插入孔内进行连接，再将15cm的纵排管插入横排PVC管中，接口均用无纺布包裹密实，扎丝绑扎牢固。

2．横向排水施工。

（1）人工开挖回填横排施工方法当渠道填筑至横向排水管安装高程时，按照横向排水施工图纸，水平部位采用人工配0.5m3小型挖掘机进行开挖，开挖料在填筑区内补水后作为渠道填筑料继续使用，外坡面部位横向排水管在渠道填筑完成后再采用人工开挖沟槽。排水管安装采用人工配8t载重汽车将管道运至施工现场后进行安装，专用接头连接。

（2）非开挖钻孔机铺管施工方法放出入土点、出土点和管线中心轴线的位置，在入土点端测量并确定钻机安装位置，钻机安装在入土点和出土点的连线上，安装调试完成后，进行导向孔的转进。

六、渠道纵横排水施工注意事项

（1）高填方段及泥岩段的纵向排水管沟槽开挖完成后，需先进行渠道内坡砂浆垫层及一布一膜（0.4mm）的铺设，完成后再开始软式透水管的安装施工。

（2）透水管开挖前要精确放线，确定位置和开挖深度，现场采用挂线进行控制。

（3）软式透水管的安装，渠道纵横排水管槽开挖完成后，为了避免已开挖成型管槽坍塌，需尽快安装软式透水管。透水管接口包裹绑扎后的土工布应平整均匀，松紧适度。

（4）为避免回拖失败、扩孔报废、防止塌孔，应采取以下措施[5]：

1）选择适宜的钻机，通常选择钻机所要考虑的主要参数是最大推、拉力和最大输出扭矩。管道回拖力主要与回拖管段的规格和长度、预扩孔的直径和质量有关。

2）确保导向孔质量，导向孔是预扩孔的基础。导向孔的基本控制指标是出、入土角、曲线偏移和造斜段曲率半径。

3）在满足管道回拖要求的前提下尽可能选择较小的扩孔直径；选用适宜的泥浆；选择适宜的钻具和钻具组合，并尽可能缩短施工周期。

七、质量保证措施

（1）必须严格按照设计图放线，定位。开工前做好施工人员培训和施工技术、标准、质量要求及控制点详细交底，做到参与施工人员都能熟知技术质量要求。

（2）强化质量教育，贯彻“质量第一”的方针，开工前组织施工人员学习质量体系文件及施工技术要求，并做好记录；做到严格按照设计要求及规范规定施工，以良好的工作质量来保证工程的质量。

（3）建立各项管理制度，使质量保证体系正常运转，施工中加强工序管理，各工种、各岗位严格把关，认真执行“三检制”，并做好详细记录。

（4）钻机及配套设备就位准确可靠，导向孔不得急于求快，要认真复核，参数要求准确，偏差要符合规定，司钻、控向及注浆等操作人员按照制定的方案钻进，如有异常及时汇报，必要时征得监理单位同意和支持。

八、安全保证措施

（1）电源装置必须符合安全要求，实行一机一闸，机械设备一定要有接地接零。机械操作由持证专业人员操作。

（2）施工区域内设置安全警示牌，并设置夜间警示标志，上岗人员必须使用劳保用品。（3）定期检查液压油损耗情况，并及时更换。（4）晚间施工应确保照明良好，现场四周设置可移动的碘钨灯。

九、结论

渠道主要进行纵横向排水的施工设计，对于纵向排水，开挖段渠道内坡面开挖完成后，进行纵向排水槽的开挖；填方段渠道，渠道填筑完成，渠道沉降量稳定后，进行渠道纵向排水槽的开挖。对于横向排水施工采用两种施工方案，正在进行土方填筑的渠道，当渠道填筑至横向排水管安装高程时，按照横向排水施工图纸施工。

参考文献

[1]丁银剑.某扩建渠道排水方案设计[J].内蒙古水利，2015，（05）：115-116.

[2]王丹妮，周丹顺，杨静安等.南水北调工程高潜水强透水地基渠道施工期渗流及降排水研究[J].西北水电，2014，（05）：49-52.

[3]匡德.纵横排水与竖井抽排在北疆供水工程中的应用[J].新疆水利，2014，（05）：30-34.

[4]任喜龙，吕红波.南水北调中线滹沱河滩地段渠道排水设计[J].水科学与工程技术，2014，（04）：12-15.

[5]李志萍，韩亚，刘攀峰等.渠道降排水方案优化设计[J].华北水利水电大学学报（自然科学版），2014，35（01）：26-29.