浅谈南水北调干渠坡面排水修复养护设计

崔鹏

河北省水利水电勘测设计研究院 天津 300250

摘要：南水北调中线干线工程西黑山段自2006年10月开工建设，2008年9月建成通水。经近十年运行，南水北调中线干线西黑山管理处辖段渠坡多处混凝土排水沟受两侧土体挤压、冻融等因素影响，现状排水沟多已出现倒伏、剥蚀、风化现象，破坏严重。由于输水干渠坡面排水沟出现断裂甚至坍塌现象，尤其二级马道及以上排水沟受两侧土体挤压、冻融等因素影响，现状排水沟多已出现倒伏、剥蚀、风化现象，破坏严重，致使排水不畅或积水以至于影响整个边坡稳定以及整个工程的安全运行。因此，对破损情况严重的排水沟进行修复，亟需解决。本文通过对各级马道的修复设计，为同类项目的维护提供借鉴。

1前言

南水北调中线总干渠西黑山管理处管辖段，自岗头隧洞出口至釜山隧洞入口前500m，京石段原设计桩号（380+202）～（393+705）、累计桩号143+648.6～157+108.7，全线桩号1113+911～1127+371，长度13.46km。

本段总干渠沿线地形起伏较大，左侧截流沟纵坡一般在控制在1/200～1/1000，局部地形纵坡陡于1/200。左侧截流沟全段以及右侧有导流要求的（380+202）～385+700沟段均需进行全断面浆砌石护砌，浆砌石厚30cm。

同时，南水北调中线干线西黑山管理处辖段渠坡多处混凝土排水沟受两侧土体挤压、冻融等因素影响，出现向内倾斜、断裂甚至坍塌现象，破损严重。

2截流沟修复设计

西黑山段渠坡现状排水沟为现浇素混凝土矩形槽结构，排水沟分横向与纵向两种，横向排水沟与渠道水流方向垂直，设置在各级坡面及马道上。纵向排水沟与渠道水流方向平行，设置在各级马道靠近坡脚一侧，且纵横向排水沟相互贯通

（1）修复方案

对桥头10m长冲坑内乱石、松软淤积土挖除至原状地基土，采用粘性土回填，并对该段及其上游至白莲峪倒虹吸进口总长140m沟段采用现浇20cm厚混凝土进行衬砌。

（2）方案设计

①冲坑回填

清除10m长冲坑内临时抢险填筑的土袋及杂质，回填粘性土，并找平、压实基面。填筑土的粘粒含量宜为10%～35%，塑性指数宜为7～20，不得含植物根茎、砖瓦垃圾等杂质；有机质含量（按质量计）不大于5%；有较好的塑性和渗透稳定性。填筑压实度不小于0.91。

②基面清理

对上游至白莲峪倒虹吸进口段长130m土质截流沟进行清表处理，主要清除杂草、树枝、砖瓦等，厚度约10cm。

③混凝土衬砌

对本段总长140m截流沟采用10cm厚现浇混凝土进行衬砌，混凝土标号C25F150W6。衬砌后底宽1m，沟深1m，边坡1:1.5，封顶板宽30cm。

衬砌分缝：横向分缝间距4m，缝宽2cm，填缝材料下部采用聚乙烯闭孔泡沫板。

3截流沟（含出口衔接段）修复设计

（1）修复方案

对枣园桥至枣园倒虹吸进口段长120m截流沟全断面破损的浆砌石进行拆除，对边坡及沟底冲坑利用拆除的石料进行浆砌回填找平，钢筋混凝土进行衬砌加固。

该段截流沟汇流附近村庄排水，水流较急，该段截流沟至隔离网栏之间有3.2～5.6m的距离，对该段截流沟外侧边坡适当扩挖至截流沟外侧与网栏之间留有1m宽度，截流沟边坡1:1.5，底宽根据实际地形而定。

对截流沟出口衔接段损坏的坡面混凝土板及浆砌石护底拆除重建。

（2）方案设计

①浆砌石拆除及基面清理

拆除截流沟原30cm厚浆砌石护砌，清除临时回填的沙袋及其他杂质。

②截流沟断面扩挖

将枣园桥下游至枣园倒虹吸对120m截流沟左侧（外侧）边坡扩挖至与网栏间距1m宽度，边坡系数1:1.5。

③沟底及坡面回填找平

对沟底冲坑及塌坡部位采用M7.5浆砌石回填找平。

④截流沟钢筋混凝土混凝土衬砌

对该段120m长截流沟采用钢筋现浇混凝土进行衬砌。底宽3.4～6.5m、沟深1.3～4.7m，封顶板宽30cm。混凝土板厚20cm，标号C25F150W6，分布筋采用φ8钢筋、间距20cm。

混凝土板横向每4m分缝，纵向在沟底两侧各设一条缝，6.5m底宽的在中部加一道纵缝。填缝材料下部采用聚乙烯闭孔泡沫板。

⑤截流沟出口衔接段边坡及底面防护

截流沟出口衔接段重建20cm厚钢筋混凝土护坡，边坡系数1:2.0，坡脚埋深0.7m。混凝土标号C25F150W6，分布筋采用φ8钢筋、间距20cm。混凝土板横向每4m分缝，缝宽2cm。填缝材料：下部采用聚乙烯闭孔泡沫板隔缝，上部2cm采用聚硫密封胶嵌缝。

重建截流沟出口衔接段钢筋混凝土护底，混凝土标号C25F150W6，厚度30cm，单层分布筋采用φ12钢筋、间距20cm。混凝土板纵、横向4×4m分缝，缝宽2cm。填缝材料：下部采用聚乙烯闭孔泡沫板隔缝。

4一级马道排水沟修复方案

拆除现状破损严重的排水沟共4480m（含部分石渠段），修复排水沟采用C25F150预制钢筋混凝土结构，临坡侧加高5cm，其余尺寸维持原设计不变。要求排水沟砌筑平整，并且使相邻构件结合紧密。为便于人工搬运及砌筑，单块预制排水沟构件长度为40cm。

排水沟沟槽两侧适当进行扩挖，以便排水沟预制构件砌筑，两侧回填土质量需满足设计要求并且要求人工分层捣实，分层厚度宜为15cm~20cm。

5二级至四级马道排水沟修复方案

拆除现状破损严重的排水沟共3220m，修复排水沟采用C25F150预制钢筋混凝土结构，净宽34cm，净深32cm，厚8cm。要求排水沟砌筑平整，并且使相邻构件结合紧密。为便于人工搬运及砌筑，单块预制排水沟构件长度为30cm。

排水沟沟槽两侧适当进行扩挖，以便排水沟预制构件砌筑，两侧回填土质量需满足设计要求并且要求人工分层捣实，分层厚度宜为15cm~20cm。

6五级及以上马道排水沟修复方案

拆除现状破损严重的排水沟共600m，考虑到五、六级马道排水沟施工人工搬运及砌筑困难，方案如下：修复排水沟底板采用现浇C25F150素混凝土结构，修复排水沟侧墙为M10F150浆砌砂浆砖结构。修复排水沟净宽34cm，净深32cm，厚12cm。要求排水沟砌筑平整，顺直。

排水沟沟槽两侧适当进行扩挖，以便排水沟砌筑，两侧回填土质量需满足设计要求并且要求人工分层捣实，分层厚度宜为15cm~20cm。

7横向排水沟修复方案

拆除现状破损严重的排水沟共800m，修复排水沟采用C25F150预制钢筋混凝土结构，净宽34cm，净深32cm，厚8cm。要求排水沟砌筑平整，并且使相邻构件结合紧密。为便于人工搬运及砌筑，单块预制排水沟构件长度为30cm。

排水沟沟槽两侧适当进行扩挖，以便排水沟预制构件砌筑，两侧回填土质量需满足设计要求并且要求人工分层捣实，分层厚度宜为15cm~20cm。

由于本次修复一级马道以上排水沟排水断面增加，与现状排水沟衔接时用M10F150砂浆抹楔角平顺连接即可。

参考文献：

1. 吕兴波，浅谈南水北调土渠段渠道坡面人工衬砌施工工艺，中小企业管理与科技，2013年3期

2. 任喜龙、吕红波，南水北调中线滹沱河滩地段渠道排水设计，水科学与工程技术，2014年4期

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