□孟慶亮 □吳 昊(中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司)
南水北調(diào)中線滎陽段工程施工2標(biāo)(以下簡(jiǎn)稱滎陽2標(biāo))位于河南省鄭州市滎陽境內(nèi),長(zhǎng)度為13.97km。本標(biāo)段明渠長(zhǎng)13.60km,為梯形結(jié)構(gòu),底寬18m,兩側(cè)邊坡坡比1:2,高度為9.21m。渠道為薄壁混凝土襯砌,采用土工膜防滲,土工膜下部設(shè)置排水墊層,消除地下水、滲水揚(yáng)壓力對(duì)渠坡安全運(yùn)行的影響。
鑒于排水墊層的重要作用,以及排水墊層施工的廣泛性,依托滎陽2標(biāo)工程,對(duì)排水墊層材料的比選上進(jìn)行了研究,最終選用塑料排水板作為排水材料,取得了較好的效果。
塑料排水板由塑料芯體外包裹濾布組成。塑料芯體是以熱可塑性合成樹脂為主要原料,經(jīng)過改性,在熱熔狀態(tài)下,通過噴咀擠壓出細(xì)的塑料絲條,再通過成型裝置將擠出的塑料絲在結(jié)點(diǎn)上熔接,形成三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。該材料具有空隙率大,集排水性能好,剛?cè)岵?jì),適應(yīng)土體變形,耐久性好,重量輕等優(yōu)點(diǎn),在交通、市政工程中有廣泛應(yīng)用。
滎陽2標(biāo)試驗(yàn)性應(yīng)用塑料排水板作為渠道滲水、地下水滲水排水材料。對(duì)排水板的技術(shù)要求為:孔隙率大于90%,壓縮十分之三時(shí)抗壓強(qiáng)度為80kPa。
塑料排水板結(jié)構(gòu)類似方便面,高達(dá)90%的孔隙率使其透水性有了根本保障,水流進(jìn)入排水板后,可順暢的匯集到渠底齒墻內(nèi)的φ250mmPVC管內(nèi)。而排水板表層包裹的土工布則形成了一層過濾體,避免土顆粒進(jìn)入排水板內(nèi)部,造成堵塞,確保在渠道相當(dāng)長(zhǎng)的運(yùn)行期內(nèi),排水板不會(huì)有失效現(xiàn)象。
排水板布置在土工膜下部,渠道坡面上。順?biāo)鞣较虿贾萌俗中团潘?,橫向間距按2m控制。垂直水流方向布置直線型排水板,順?biāo)飨蜷g距為4m;齒墻底面齒槽與坡腳間安裝直線型排水板。通過上述排水板的布置,將坡面劃分為2m×4m的網(wǎng)格。排水板就像渠道排水系統(tǒng)內(nèi)的毛細(xì)血管,滲水就近滲入后,最終匯流至齒墻內(nèi)的φ250排水干管內(nèi),構(gòu)成一套完整可靠的排水體系。
排水板安裝遵循從下到上,先直線型后人字形的安裝原則。安裝前,應(yīng)在對(duì)應(yīng)位置人工開槽,使排水板安裝后頂面與建基面平齊。
排水板安裝時(shí),可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及設(shè)計(jì)圖紙要求,人工用砂輪切割機(jī)對(duì)塑料排水板進(jìn)行切割加工,切割前事先將土工布翻開,以防止排水板拼裝時(shí)土工布搭接長(zhǎng)度不夠的欠缺。
相鄰兩塊排水板連接前,首先將塑料排水板外裹土工布翻起,再用廠家自帶的塑料掛鉤將兩塊排水板進(jìn)行緊密連接,最后將翻起的土工布翻下,人工用封包針進(jìn)行縫扎。如土工布搭接長(zhǎng)度過短,需在接頭處包裹同等材質(zhì)的土工布,包裹寬度≥20cm,人工再用封包針進(jìn)行縫扎,確保塑料排水板外裹土工布的過濾作用。
排水板的試驗(yàn)性應(yīng)用圓滿成功,結(jié)合試驗(yàn)情況,對(duì)其主要特點(diǎn)和技術(shù)指標(biāo)總結(jié)為:
2.4.1 工程運(yùn)行安全可靠
塑料排水板為工業(yè)化制品,產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)性小,通過外包土工布處理,有效解決了細(xì)顆粒阻塞排水體的難題,整個(gè)排水設(shè)施可在工程設(shè)計(jì)運(yùn)行期內(nèi)持久發(fā)揮作用。
排水板在坡面上合理布置后,構(gòu)成了遍布全坡的毛細(xì)血管式的滲水接收體系,滲水可就近進(jìn)入排水體,即使局部出現(xiàn)問題,也可進(jìn)入臨近的其它排水板,無礙排水系統(tǒng)的順暢運(yùn)行,整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠。
2.4.2 原材料有保障
排水板由工廠統(tǒng)一生產(chǎn),產(chǎn)量和質(zhì)量都有較好保證,有效解決了中粗砂原材料稀缺,質(zhì)量波動(dòng)大等問題。
2.4.3 施工簡(jiǎn)便
與中粗砂墊層相比,排水板施工省略了壓實(shí)及檢測(cè)工序,溝槽開挖后一般在1-2h內(nèi)就可完成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段(32m)的排水板鋪設(shè),施工速度快,過程中無反復(fù)。
排水板屬新型材料,在南水北調(diào)工程中屬首次應(yīng)用,具有開創(chuàng)性意義。排水板質(zhì)量可靠,可長(zhǎng)久保持良好的透水性,對(duì)渠道運(yùn)行安全有重要意義。與渠道中粗砂(砂礫料)墊層相比,排水板施工簡(jiǎn)便,節(jié)約成本,且省略了大批砂石料的長(zhǎng)途運(yùn)輸,節(jié)能減排效果顯著。