1、1高地下水位区渠道工程施工探讨摘要：南水北调中线引江济汉渠道属于大型渠道，底部宽大，资源投入量较大、功效较低且工程质量不易保证。为了对高地下水位渠道工程的施工质量进行有效的控制，本文根据实际的工程案例以土方工程施工组织和渠道衬砌工程施工组织进行分析和说明，希望对以后的工程起到一定的参考作用。 关键词：南水北调 ； 高水位渠道；施工 ； 探讨 中图分类号：TV91文献标识码：A 文章编号： 引言： 南水北调中线引江济汉工程为南水北调中线水源区工程之一，是从长江上荆江河段附近引水至汉江兴隆河段，补给汉江下游流量的一项大型输水工程。该渠道属于大型渠道，底部宽大，渠道沿线地下水埋深一般为 0.507.
2、80m，尤以渠首靠近长江段地下水埋藏较浅，施工区域属高地下水位区。渠道施工资源投入量较大，如何降低地下水确保工程质量和工程进度，本文根据实际的工程案例进行分析和说明施工组织，简要阐述高地下水位下的施工方法，希望对以后的工程起到一定的参考作用。一、工程概况 南水北调中线一期引江济汉工程渠道 1 标土建及金结、电气设备安2装工程，工程区位于荆州市荆州区境内，桩号为 4+1009+909，地形平坦开阔，地面高差起伏不大，渠道的两侧均为农田、鱼塘，地面高程在3033m 之间。本标段渠道基础大部分为沙基，渠底建基面高程为25.97m，渠底宽度 56.1m 至 58m。本标段渠道属半挖半填及全挖方断面的渠
3、段，其中全挖方断面桩号为 7+7189+909，长约 2.191km；其余为半挖半填渠段。衬砌范围为过水断面的渠底和边坡，渠坡衬砌至 33.45m 高程。衬砌渠底厚 8cm，边坡厚 12cm，其下均为 15cm 厚砂石垫层。衬砌坡脚部位设置脚槽混凝土；顶部设置混凝土锁口石。护坡、护底设计为透水式，在底板、护坡上设 5cm 排水孔。混凝土衬砌板横向每 12m 设置一条通缝，每 4m 一道半缝；渠坡纵向全部为半缝；渠底两坡角纵缝为通缝，渠道中线左右 6m 各设一道通缝，间隔 12m 设置一条通缝，每 4m 一道半缝。 二、工程水文地质情况 从 4+1007+435 为长江一级阶地，地层为二元或多元
4、结构，上部为粘性土夹砂性土透镜体，含孔隙潜水，下部为砂、砂（卵）砾石，下部是孔隙承压水，水量丰富，与长江水互补。该段地下水位在 30.030.8m左右。 从 7+4359+909 为长江二阶地，地层为二元结构，上部为一层稳定的粘性土，下部为砂、砂（卵）砾石，含孔隙承压水，含水层较厚，水量丰富。承压含水层埋深较浅，属砂基段或砂基浅埋段。该段地下水位在 30.031.5m 左右。 三、工程施工重点难点 3鉴于该工程的工程地质情况，施工期应注意砂基浅埋段基坑涌水涌砂及渗透变形问题。渠坡土体有透镜体状的淤泥质壤土，开挖后存在软土边坡稳定问题。施工期应选用合理适宜的井点排水或其它有效措施来降低渠底地下水
5、位，以避免渠道施工过程中可能产生的基坑涌水涌沙、边坡滑坡塌方等问题。 该工程所处的地理位置区域，沿线鱼塘较多，地下水位较高，土壤含水率较大，如何降低地下水位和控制土壤含水率，保证土方开挖、渠道衬砌渠底在干燥状态下施工以及渠道经降水后渠基承载力不能满足大型设备行走要求，如何开展工程土方开挖和衬砌施工将是本工程的施工重点和难点。 四、设置排水系统的必要性 高地下水段遇到的施工困难主要有：地下泉眼多，涌水量高；土方工程受地下水影响易停止不前，机械、设备、人员闲滞，严重影响施工进度。地下高水位渠段施工风险大，基坑易出现涌水涌砂，渠坡易出现滑坡、液化、塌方等破坏现象，难以保证工程质量。 在基坑土方开挖前
6、和开挖以及衬砌施工过程中，必须采取相应措施做好降水和排水的工作，以降低地下水位，确保在基坑干燥状态下施工。根据本工程的施工实践，降低地下水位的方法主要有明沟结合集水坑降水法、井点降水法，并且采用井点降水能较好的解决基坑涌水涌砂问题。五、土方工程施工组织 因本工程地下水位较高，要想进行土方工程开挖，首先必须排除渠4基范围内的明水和降低地下水。工程开工之前就如何降低该工程区域地下水施工方与设计方研究探讨降水方法，并根据工程设计方所做的大量地质勘察资料，并参考类似工程项目降水经验，最后一致选定井点降水方案。 本工程井点为直线型布置，分布在干渠渠堤两侧绿化带内，井点间距 20m。 钻孔采用 CF-20
7、 反循环水井钻机，钻井成孔深度为 1625m，成孔孔径为 650mm。井管采用 PE 硬塑管或钢管，管径为 28.5mm。透水花管开孔率不小于 30%，花管长 812m，外包两层滤布，内层 80100 目/m2，外层 2040 目/m2，滤管外侧回填粒径 11.5mm 干净的粗砂。 井点降水施工的同时于渠道中心线附近开挖一条主排水，沿渠道纵向每隔 50 或 100m 根据现场排水需要开挖一条横向排水沟用于排除明水或土壤渗水。且每开挖层排水沟低于该开挖层 1.0 至 1.5m。渠道降水后，本工程土方开挖主采用反铲挖掘机装车，自卸汽车运输出渣的方法。局部地基偏软无法直接行车地带，用 1cm 厚钢板
8、铺垫出渣道路，用于自卸车运输出渣；局部地基承载力无法满足行车要求地带，采用铲运车开挖出渣，或采用推土机将渠中的土向两侧渠堤推运，置于渠坡或渠堤上，最后再采用反铲挖掘机装车，自卸汽车出渣。 渠道土方开挖工程施工过程中应因地制宜，结合工程的实地条件和后续工程施工的需要，预留施工道路，采取可行的有效的地下水降水措施，以保证渠道施工的顺利进行。实践证明采取深井降水有效的解决本工程中的高地下水，保证了本工程的顺利推进。 5六、渠道衬砌工程施工组织 渠道衬砌渠坡混凝土原则上采用渠坡衬砌机施工，局部渠道不适宜衬砌机施工时采用人工辅以小型机具衬砌。 因该渠道地下水位较高，渠道经降水后，渠底承载力仍不能满足大型
9、衬砌设备行走要求，为保证渠坡衬砌机在渠底能顺利行走，渠道衬砌按照分缝设置按脚槽渠底边板渠底其余板块渠坡锁口石（渠坡和渠底可同时进行）的施工顺序进行施工。脚槽混凝土、渠底混凝土采用小型机具铺筑的方法进行施工。渠底衬砌时根据渠基承载力情况，确定是否采取混凝土罐车运输直接入仓：1、如承载力可满足行车要求，则采用混凝土运输车直接运送至浇筑仓面，再采用挖掘机转料入仓；2、如承载力不满足行车要求，则采用横向浇筑渠道底板的方法，即用混凝土运输车将砼运送至浇筑面堤顶，混凝土采用溜槽或自制皮带传输机由堤顶传输至渠底，再采用胶轮车、自卸斗车或挖机转运铺料入仓，再行人工整平、振捣、抹面收光。 渠坡机械衬砌采用 QD
10、CQ650 型振动碾压衬砌机（48KW） ，该型振动碾压衬砌机将混凝土布料、摊铺、振捣、碾实、轧光、行走等功能集中设计于整体机架上，实现了功能一体化。另配以 QDMM900 型坡面抹面机（18.5KW） ，该型抹面机将混凝土提浆、抹平、收光、行走等功能集于一身，实现了抹面过程的功能一体化。最后辅以人工收光。 渠坡人工衬砌按渠坡半缝间距宽度（4m）间隔浇筑，整块衬砌板由下而上一次浇筑完成。混凝土用搅拌运输车运至浇筑段渠堤顶，经溜槽入仓。混凝土入仓后采用 30 软轴振捣棒或平板振捣器人工振捣。混凝6土浇筑成型后，用圆盘抹光机配合人工进行抹面收光。 七、结语 高地下水位区渠道工程施工组织及管理是一项贯穿工程始终的过程，要从设计图纸，方案的选择到施工完成的整个过程中进行详细的讨论和分析，确保施工质量和管理的完善。由于南水北调工程渠道施工有诸多不利因素，但是通过建立健全的管理体系，合理安排人员，选择合理的方法，以确保工程施工的进行。文中使用的方法就很好的解决了渠道降水问题，并通过其他辅助手段解决施工中遇到的问题，确保了工程进度，也显著的提高了整个工程质量。 参考文献： 1 杨建平，渠道混凝土衬砌质量控制J，西水利科技，2008 年第02 期. 2 NSBD5-2006，渠道混凝土衬砌机械化施工技术规程S. 3 林宗元，国内外岩土工程实例和选编M，辽宁：辽宁科学技术出版社，1992.
