高地下水位条件渠道施工降排水方案探讨

李鹏涛

【摘要】：老河道占本工程总长度的83%，雨季排涝，旱季灌溉，为全年不断流河道，降排水一直是施工的重点和难点。本工程经过井点参数计算、设井点降水试验段、井点降水大面积实施，参数不断优化等过程，能较快形成干场作业条件，达到预期目的，解决了老河道改造降排水难题，充分证明了方案经济合理性、可行性，加快了施工进度，为同类工程施工提供了宝贵经验。

【关键字】：高地下水位；渠道施工；降排水；

1.工程概述

某工程渠道桩号为24+600～36+813，长度12.213km，其中新开挖段长2.151km，老河道长10.062km。桩号25+327～36+813段渠道为全断面衬砌，渠坡衬砌厚度10cm，渠底衬砌厚度8cm，渠底宽为25m，渠道深5.5～6.3m，设计坡比为1：2.5，为半挖半填渠道。

根据输水河道施工图纸，施工时段分别按10月～次年5月和11月～次年4月两种情况进行施工期设计洪水分析计算。施工期洪水标准为10年一遇。赵王河姚屯节制闸施工期10年一遇洪水流量（10月～次年5月）为9.9 m3/s，（11月～次年4月）为4.1m3/s。

2.老河道施工现状

小运河老河道总长10km，其中小运河长8.7km，赵王河段长1.3km。是集行洪、排涝、灌溉功能为一体的河道，常年持续过流。老河道沿线有39条村间土渠始终源源不断向老河道排涝。小运河10km处地方水利部门修建橡胶坝一座，非汛期橡胶坝抬高，致使老河道水深达2.5m左右，以供当地村民灌溉之需。

3、工程特点、难点

（1）根據招标文件水文地质资料，本工程地下水位埋深浅，地下水丰富，老河道为一河两用，雨季排涝，旱季灌溉，对施工影响特别大，上游不停水，老河道无法施工。

（2）由于10km老河道地势低洼，沿线范围内没有可以用来导流的河道、沟渠。河道中的明水及施工过程中的渗水排走没有出路。要完成该段范围内所有施工，必须采取开挖导流沟，分段导截流，分段降排水，才能保证河道干场施工。

4、施工降排水的必要性

本工程输水工程沿线地下水为第四系孔隙潜水，分布于沿线第四系松散沉积层中。经实测地下水埋藏深度一般为0.9～1.5m，主要受大气降水补给，并由十数条沟渠与二干渠、徒骇河连通，谭庄段3km范围并受谭庄水库渗漏影响，降水难度大增。本段渠道原地面高程31.30～38.7m，设计渠底高程30.92～28.1m，地下水位平均高程为32m。根据规范要求，渠道施工时地下水必须低于建基面0.5m，才能确保渠道衬砌在干场条件下进行。

5、降排水总体思路

10km老河段明水抽排采取分段截流，分段抽排明水，分段井点降水，降排水沿老河道右侧开挖导流明渠流入下游河道或附近的二干渠或谭庄水库；新开挖河道段采取分段井点降水，沿渠道右岸导流沟排入附近赵王河、羊角河等河流。从崔庄倒虹吸处桩号24+814开始，至下游赵王河节制闸34+721下游围堰止，沿老河道右岸永久征地线外10m范围内，开挖一条排水渠，排水渠上口宽4m，底宽1m，深1.5m，开挖坡比1：1，设计流量3.75m3/s。排水渠过流面采用塑料膜防渗，比降1/5000，渠底高程为33.5～31.3m。

6、渠道降排水施工方案

6.1小运河段明水抽排（桩号24+600～33+237）

对于小运河段老河道明水抽排，需先在崔庄倒虹吸导流明渠上游24+500处，修筑一条挡水围堰，将小运河上游来水拦截，同时，赵王河下游南外环处橡胶坝要降至最低位置，使小运河、赵王河水位下降，以便河道明水尽量外排，减少排水量，降低排水费用。

之后，桩号24+600～33+237小运河段采取全断面分段截流、分段排水、分段开挖与衬砌的施工方案。即先在小运河施工段修筑上下游围堰，分段截断河道明水，进行河道初期排水，采用3～5台6寸离心泵抽排河道明水，沿右岸导流明渠分段排至下游段，李田路至苏里井段明渠接入赵王河明渠段，再由明渠排至下游河道。

（5）确定管井井间距

沿渠道一侧每隔40m布置1眼井，能满足降水需要。

（6）确定单井流量=总涌水量/井数= 4437.64/13=341m3/d

降水井间距受渗透系数、地质情况等多因素影响，理论计算40m布置一眼管井，老河道降水后形成干场条件周期较长，不能满足进度要求。因此，在原理论计算管井间距基础上，通过现场试验论证对比优化，管井间距由40m优化为25m后可比原理论时间提前15天达到干场条件，推进了老河道土方开挖，缩短了降水周期，确保了老河道机械化衬砌进度。

6.4老河道井点降水同新开挖河道段井点降水方案。

7、实施效果评价

本工程地下水埋深浅，水资源极其丰富，降排水是施工重大难题，降水效果决定了施工进度，直接影响着工程节点目标的实现。项目始终围绕河道降排水这个施工难点，并邀专家亲临现场指导解决降排水难题，计算反复讨论降排水方案可行性、经济性。从新开挖段降排水试验段实践，不断优化改进，积累摸索，得出最优井点降水参数。

通过对不同深度降水井效果比对分析，现场勘查，总结经验，结合不同区段的地质条件，采取不同的降排水方案，从而解决了10km老河道改造工程中，降排水施工难题。按计划完成了渠道机械化衬砌，积累了在鲁北地区井点降排水的施工经验，加快了施工进度，保证了施工质量，为同类工程施工提供借鉴和参考。