塑料排水板在渠道工程中的应用

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1、塑料排水板在渠道工程中的应用孟庆亮吴昊摘要南水北调工程渠道工程中，渠道多为梯形断面，深度8～10m，坡比1:2～1:2.25。渠道全断面设置土工膜作为防渗层，表面采用混凝土护砌。为缓解地下水扬压力等影响，土工膜下部普遍设置了排水垫层。鉴于排水垫层对渠道运行安全的重要作用，以及排水垫层施工的广泛性，南水北调中线荥阳段施工2标工程，对排水垫层材料的比选进行了研究，并开展试验性施工，取得了较好的效果。研究表明：排水垫层要求厚度较薄，且能适应基础局部变形，碎石和无砂混凝土不能满足要求。而目前广泛使用的中粗砂垫层存在原材料稀缺、施工

2、困难等问题，不是渠道排水材料的最优选择。塑料排水板具有产品质量稳定，长期运行可靠，施工便利等优点，建议在渠道工程中推广使用。关键词渠道工程排水垫层排水材料排水板1概述南水北调中线荥阳段工程施工2标（以下简称荥阳2标）位于河南省郑州市荥阳境内，长度为13.973km。本标段明渠长13.6km，为梯形结构，底宽18m，两侧边坡坡比1:2，高度为9.21m。渠道为薄壁混凝土衬砌，采用土工膜防渗，土工膜下部设置排水垫层，消除地下水、渗水扬压力对渠坡安全运行的影响。鉴于排水垫层的重要作用，以及排水垫层施工的广泛性，依托荥阳2标工程，

3、对排水垫层材料的比选上进行了研究，最终选用塑料排水板作为排水材料，取得了较好的效果。2排水板试验性应用2.1材料特点塑料排水板由塑料芯体外包裹滤布组成。塑料芯体是以热可塑性合成树脂为主要原料，经过改性，在热熔状态下，通过喷咀挤压出细的塑料丝条，再通过成型装置将挤出的塑料丝在结点上熔接，形成三维立体网状结构。该材料具有空隙率大，集排水性能好，刚柔并济，适应土体变形，耐久性好，重量轻等优点，在交通、市政工程中有广泛应用。荥阳2标试验性应用塑料排水板作为渠道渗水、地下水渗水排水材料。对排水板的技术要求为：孔隙率大于90%，压缩十

4、分之三时抗压强度为80kPa。塑料排水板结构类似方便面，高达90%的孔隙率使其透水性有了根本保障，水流进入排水板后，可顺畅的汇集到渠底齿墙内的φ250mmPVC管内。而排水板表层包裹的土工布则形成了一层过滤体，避免土颗粒进入排水板内部，造成堵塞，确保在渠道相当长的运行期内，排水板不会有失效现象。2.2排水板布置排水板布置在土工膜下部，渠道坡面上。顺水流方向布置人字型排水板，横向间距按2m控制。垂直水流方向布置直线型排水板，顺水流向间距为4m；齿墙底面齿槽与坡脚间安装直线型排水板。通过上述排水板的布置，将坡面划分为2m×4m

5、的网格。排水板就像渠道排水系统内的毛细血管，渗水就近渗入后，最终汇流至齿墙内的φ250排水干管内，构成一套完整可靠的排水体系。详见图1、图2。图1塑料排水板布置平面展开图图2齿槽部位排水系统详图2.3现场施工排水板安装遵循从下到上，先直线型后人字形的安装原则。安装前，应在对应位置人工开槽，使排水板安装后顶面与建基面平齐。排水板安装时，可根据现场实际情况及设计图纸要求，人工用砂轮切割机对塑料排水板进行切割加工，切割前事先将土工布翻开，以防止排水板拼装时土工布搭接长度不够的欠缺。相邻两块排水板连接前，首先将塑料排水板外裹土工布

6、翻起，再用厂家自带的塑料挂钩将两块排水板进行紧密连接，最后将翻起的土工布翻下，人工用封包针进行缝扎。如土工布搭接长度过短，需在接头处包裹同等材质的土工布，包裹宽度不小于20cm,人工再用封包针进行缝扎，确保塑料排水板外裹土工布的过滤作用。2.4试验总结排水板的试验性应用圆满成功，结合试验情况，对其主要特点和技术指标总结为：⑴工程运行安全可靠：塑料排水板为工业化制品，产品质量波动性小，通过外包土工布处理，有效解决了细颗粒阻塞排水体的难题，整个排水设施可在工程设计运行期内持久发挥作用。排水板在坡面上合理布置后，构成了遍布全坡的

7、毛细血管式的渗水接收体系，渗水可就近进入排水体，即使局部出现问题，也可进入临近的其它排水板，无碍排水系统的顺畅运行，整个系统运行安全可靠。⑵原材料有保障：排水板由工厂统一生产，产量和质量都有较好保证，有效解决了中粗砂原材料稀缺，质量波动大等问题。⑶施工简便：与中粗砂垫层相比，排水板施工省略了压实及检测工序，沟槽开挖后一般在1～2h内就可完成一个标准段（32m）的排水板铺设，施工速度快，过程中无反复。3小结排水板属新型材料，在南水北调工程中属首次应用，具有开创性意义。排水板质量可靠，可长久保持良好的透水性，对渠道运行安全有重

8、要意义。与渠道中粗砂（砂砾料）垫层相比，排水板施工简便，节约成本，且省略了大批砂石料的长途运输，节能减排效果显著。