王莉艷　盧冰華　于　杰

摘要：本文根據(jù)三個泉倒虹吸地下水補充報告，主要介紹三個泉倒虹吸管道底部地下水的處理設(shè)計情況。

關(guān)鍵詞：縱向排水體；橫向排水體；排水設(shè)計

一、工程概況

三個泉倒虹吸位于新疆福?？h境內(nèi)，地處準(zhǔn)噶爾盆地的吉拉溝內(nèi)部，是北疆供水工程中的重要建筑。三個泉倒虹吸工程主要建筑物為1級，次要建筑物為3級，臨時性工程建筑物為4級。地震烈度為6度。一期一步設(shè)計流量為30.5m3/s，加大設(shè)計流量為35.0 m3/s。每年運行7個月，總水頭損失為28.6m。

該管道為平行雙線，采用PCCP管道和鋼管的組合方案，即1.4Mpa以下（包括1.4Mpa）采用PCCP管，單線管長

7394.25m，其內(nèi)徑為2.8m， 1.4Mpa以上采用鋼管，單線管長3181.12m，其內(nèi)徑為2.7m。

二、工程地質(zhì)條件

三個泉倒虹吸工程管身段座落在兩種不同的地層結(jié)構(gòu)上，其中吉拉溝的北岸和溝底均為砂巖、 泥質(zhì)砂巖互層，而南岸為第四系沖積砂。根據(jù)工程布置，整個倒虹吸管身共分成18段，其中有85%的管段座落在砂巖、 泥質(zhì)砂巖互層上，有15%的管段座落在沖洪積砂層上。

三個泉倒虹吸的主要工程地質(zhì)問題是泥巖膨脹性以及地下水的的侵蝕性。倒虹吸進(jìn)口及局部管道基礎(chǔ)位于中～強膨脹的泥巖上，泥巖的膨脹有可能導(dǎo)致基礎(chǔ)的變形，因此，盡量保持基礎(chǔ)巖體含水量不變；選擇對泥巖的漲縮變適應(yīng)性較強的管材；同時應(yīng)做好防水，加強防滲設(shè)計；三個泉倒虹吸溝底段地下埋深較淺，地下水中硫酸根SO42-含量486-1229mg/L。對普通硅酸鹽水泥具有強腐蝕，管道應(yīng)進(jìn)行防腐處理；根據(jù)三個泉倒虹吸地下水補充報告三個泉倒虹吸自樁號4+900～9+025段有地下水塌露，地下水埋深5.89-8.095m。該段為三個泉PCCP管段與鋼管段相接處，該段的地下水為上層滯水，受大氣降水補給，以蒸發(fā)排泄為主含水層為第三系強分化灰色、灰白色砂巖，涌

水量為12m3/小時，滲透系數(shù)K=3.9*10-4cm/s左右。對該段要做永久排水設(shè)計。

三、PCCP管段底部永久排水設(shè)計

（一） PCCP管段溝底縱向排水體設(shè)計

由樁號5+053.5-6+445.0延管線與管軸線相同的縱坡設(shè)置縱向排水體，再由橫向排水體將水排出管溝外，由埋管延一定的縱坡排出地面。

縱向排水體是在管溝開挖底面兩側(cè)，對稱向下開挖寬500mm、深500mm的排水溝，排水溝內(nèi)回填粒徑為1mm-40mm的級配料，為防止粘粒通過濾料縫隙進(jìn)入排水體堵塞水流，在排水溝開挖面外側(cè)、底面及外側(cè)頂面10cm處均鋪設(shè)無紡布，內(nèi)側(cè)開口，考慮PCCP管溝底部的地下水可通過開口進(jìn)入排水體，管溝外側(cè)為20mm-40mm的級配料，內(nèi)側(cè)為1mm-20mm的級配料，水流攜帶的粘粒大部分會被小粒徑級配料過濾在排水體外，長期考慮這樣不會堵塞排水體。PCCP管段縱向排水體大樣詳見圖（1）。

（二）PCCP管段溝底橫向排水體設(shè)計

在樁號6+426.0處設(shè)置橫向排水體，將縱向排水體的水截斷由橫向排水體排出管溝外，橫向排水體是在該樁號處下挖深700mm，寬500mm的截水槽，截水槽內(nèi)回填與縱向排水體相同的反濾料，橫向排水體的長度與管腔開挖寬度相同均為10.3m，然后接埋管將水排走，管材選用U-PVC管,伸入反濾體2m的為濾水花管，其余均為光面管，濾水管孔布置，管軸線以上180°范圍內(nèi)開設(shè)5孔(4孔)，縱向排距10cm，梅花型布置。橫向排水體開挖底面、外側(cè)均鋪設(shè)無紡布。PCCP管段橫向排水體大樣詳見圖（2）。

四、鋼管段底部永久排水設(shè)計

（一）鋼管段底部縱向排水體設(shè)計

鋼管為明管，其地下水縱向排水體樁號為6+452.5-6+895，縱向排水體對稱設(shè)置在管溝底面兩側(cè)鋼管明排水溝的下側(cè)，為考慮防凍保溫措施，在鋼管管溝預(yù)制板下側(cè)縱向排水體上側(cè)鋪一層厚150mm的聚苯乙烯泡沫塑料保溫板，在明排水溝對稱向下開挖寬712mm、深300mm的排水溝，排水溝內(nèi)回填粒徑為1mm-40mm的級配料，為防止粘粒通過濾料縫隙進(jìn)入排水體堵塞水流，在排水溝開挖面外側(cè)、底面及外側(cè)頂面10cm處均鋪設(shè)無紡布，內(nèi)側(cè)開口，考慮鋼管管溝底部的地下水可通過開口進(jìn)入排水體，管溝外側(cè)為20mm-40mm的級配料，內(nèi)側(cè)為1mm-20mm的級配料，水流攜帶的粘粒大部分會被小粒徑級配料過濾在排水體外，長期考慮這樣不會堵塞排水體。鋼管段縱向排水體大樣詳見圖（3）。

（二）鋼管段管溝底部橫向排水體設(shè)計

鋼管段在樁號6+895.00處設(shè)置橫向排水體，將其縱向排水體的水流截斷由橫向排水體排出管溝外，橫向排水體是在該樁號處下挖深730mm、寬500mm的截水槽，截水槽內(nèi)回填與縱向排水體相同的反濾料，橫向排水體的長度與管腔開挖寬度相同均為13.2m，然后接埋管將水排走，管材選用U-PVC管,伸入反濾體2m的為濾水花管，其余均為光面管，濾水管孔布置，管軸線以上180°范圍內(nèi)開設(shè)5孔(4孔)，縱向排距10cm，梅花型布置。橫向排水體開挖底面、外側(cè)均鋪設(shè)無紡布。鋼管段橫向排水體大樣詳見圖（4）。

五、PCCP管段、鋼管段底部永久排水埋管設(shè)計

（一）PCCP管段、鋼管段底部排水埋管設(shè)計

輸水管道通過的地層上部為第四系沖洪積含礫砂壤土，結(jié)構(gòu)較疏松，下部以第三系的砂巖為主。

埋管采用單根管輸水，管材選用聚乙烯HDPE雙壁波紋管，管徑DN225，管溝開挖底寬為1.0m，開挖邊坡為1：0.5。管道埋設(shè)由下至上：管底至管頂回填砂巖，管頂40cm回填砂巖，管頂40cm以上回填除去腐質(zhì)土和凍土層的當(dāng)?shù)亻_挖料。溝槽回填應(yīng)分層對稱回填、夯實，每層回填虛鋪高度不大于0.2m，對中管頂0.4m范圍內(nèi)不得用夯實機具夯實，且管道回填完成后不得有變形破壞。埋管的典型剖面大樣見圖（5）。

六、結(jié)束語

三個泉倒虹吸管道底部永久排水設(shè)計已基本完成。通過嚴(yán)格的施工控制，安裝施工完成的質(zhì)量是基本令人滿意的，同時這也說明設(shè)計對本文上述問題的考慮基本是合理的。