浅析穿堤类管道项目防渗处理措施—Wear under embankments up the class pipeline seepage prevention measures

浅析穿堤类管道项目防渗处理措施—Wear under embankments up the class pipeline seepage prevention measures

陈建军

（青岛市水利勘测设计研究院有限公司，山东 青岛 266000）

摘要：穿堤管道施工对周边原始土层造成了扰动，加上运行期管道内水压力的作用，容易形成缝隙，产生渗漏通道，影响堤防安全，因此需要对管道出入土点附近进行防渗处理，文章以淮南市毛集实验区城乡供水一体化工程穿越便民沟管道为例，浅析穿堤类管道项目防渗处理措施。

关键词：穿堤管道防渗

1 引言

管道穿堤多采用定向钻施工，定向钻施工扩孔后，对管道扩孔范围内及周边原始土层造成了扰动，加上运行期管道内水压力的作用，产生渗漏通道，影响堤防安全。按照《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国防洪法》、《河道管理条例》等法律法规的要求，同步防渗处理工程是十分必要的。

2 河道概况

焦岗湖地跨淮南市毛集实验区和阜阳市颍上县，属淮河水系，总流域面积480km2，其中，淮南市境内面积155km2，阜阳市境内325km2。其历史上为淮河汇流的滩地，经多年洪水泥沙淤积，河岸高仰，与北岗之间形成湖洼坡塘。焦岗湖流域，南邻淮河，西临颍河，东北有西淝河。

焦岗湖是天然浅水湖泊，湖区正常蓄水位17.9m，对应湖面面积 46.80km2，库容量 0.56亿m3。

便民沟属于焦岗湖入淮通道，长2.4km，设计流量197m3/s，设计水位20.8~20.56m，设计底宽24m，设计底高程15.2~14.96m，边坡1：2。

3工程概况

淮南市毛集实验区城乡供水一体化工程于2022 年 2 月 15 日立项。2022 年4月21日，毛集实验区发改委批复《淮南市毛集实验区城乡供水一体化工程可行性研究报告》，工程总投资 10352.65 万元。根据可研批复，项目建设内容分3期实施：一期2022年～2023年，实施完成城乡一体化管网延伸工程，新铺设管网54.31km，二期2023 年～2024 年，实施完成管网维修工程、入户工程（1.85 万户），三期2024 年～2025 年，实施完成加压站、入户改造工程（2 万户）。

一期工程管网在焦岗闸上游1.15km处穿越便民沟

穿越管道采用定向钻过河，定向钻长240m。定向钻穿越段采用1.25mpa DN300 PE管，两侧直埋段采用 DN300球墨铸铁管（K10级）。

定向钻穿越的入土点位于左岸堤防背水侧，相应管道桩号B0+000处，与左堤背水侧堤脚最小距离66m，入土角20°，入土点现状地势平坦，地面高程20.06m，管顶覆土1.5m。

穿越处河底最低高程约14.92m，定向钻穿越最低处管道顶标高6.00m，相应河床以下埋深8.9m。

定向钻穿越的出土点位于右岸堤防背水侧，相应管道桩号B0+240处，与右堤设计断面堤脚最小距离70m，出土角20°，出土点现状地势平坦，地面高程19.31m，管顶覆土1.5m。

4工程地质

勘探钻孔揭示的岩土层分布情况分析，场地内主要分布两大类工程地质体，即上部第四系松散层（土体）与下部二叠纪石千峰组粉砂岩（岩体）。主要揭露土层包括①层杂填土，厚0.70～1.80 m；②层粘土，埋深0.80～1.80m，层厚5.00～5.40m；②-1层粉质黏土，埋深0.70m，层厚2.70m；②-2层粉土，埋深1.10～3.40m，层厚1.00～1.90m；②-3层粉质黏土，埋深2.10m，层厚3.40m；②-4层淤泥，埋深5.30m，层厚1.2m；②-5层粉土，埋深5.50～6.50m，层厚1.00～1.80m；③层粉质粘土，埋深6.20～7.50m，层厚1.10～6.20m；③-1层淤泥，埋深13.70m，层厚1.80m；③-2层粉质粘土，埋深15.50m，层厚4.00m；④层粉土，埋深7.80～7.90m，层厚4.30～5.30m；⑤层粉砂，该层未揭穿，揭露埋深10.30～19.50m，层厚0.50～9.70m。

5防渗处理范围和标准

设计处理范围为左堤、右堤背水侧出入土点附近40m范围。

便民沟左右堤防洪标准采用20年一遇，相应设计洪水位22.0m，堤防工程级别为4级。

6防渗处理设计

6.1压密灌浆

压密灌浆的灌浆原理是运用应力分布规律通过给灌浆施压来将土体劈裂，在缝隙里灌入适量的泥浆，形成连续的防渗泥墙，从而达到堵塞空隙、提高坝体稳定性的目的[1]。

拟通过在出入土点附近进行压密灌浆，提高出入土点土体密实度，防止在出入土点产生管涌等破坏。

灌浆范围为出入土点附近各40m范围。

平行管道轴线呈梅花形布置灌浆孔共4 排，管道轴线两边各2 排，近管线两侧排距2m，管线单侧排距1m，孔距1m，孔径0.3m，交错布置，孔口压力0.1~0.3MPa，灌浆孔底高程=管道底高程-2m。

压密注浆设计技术参数要求如下：灌浆材料分别采用PO42.5

普通硅酸盐水泥等。灌浆遵循由稀到浓的厚则，采用“由稀浆开始渐变浓浆灌注法”，按照灌浆规范规定的：2:1、1:1、0.8:1、0.5:1四个比级。浆液的初凝时间由试验确定。初拟灌浆压力为0.1Mpa～0.3Mpa。单排孔在施工过程中按两序孔进行灌浆，先钻灌第I序孔，然后依次钻灌第II序孔，I序孔间距2m，II序孔间距2.0m，灌浆检查孔间距为15m

压密灌浆剖面图

6.2截渗环

为延长渗流路径，确保堤防安全，拟在距离穿越便民沟出入土点0.3m处球磨铸铁管周围分别设置1道砼截渗环。

顺球磨铸铁管四周外包0.3m长、8mm厚橡胶板后设置截渗环，截渗环采用C25混凝土结构，顺管道方向长0.3m，宽1m，高1m，管道轴线与截渗环中心线一致，截渗环下设0.1m厚碎石垫层。

6.3出入土点基坑粘土回填

一般定向钻施工时，出、入土点、截渗环等基坑开挖和管线回拖时均会引起出入土点附近土体较大变形，尤其是出土点附近管线上部土体往往因拖曳力过大造成劈裂变形。一般采取对入、出土点、截渗环附近的扰动土体进行开挖后进行粘性土回填压实处理，回填时应注意回填土的压实度，分层夯实。基坑开挖施工造成土体扰动变形，应采取粘性土回填压实处理，回填土方按压实度控制，不小于0.91。

本次设计基坑回填底宽范围为顺管道方向出入土点两侧各1.15m，垂直管道方向出入土点各1m，四周边坡1：1。

基坑回填完成后，表层破坏的道路等设施纳入主体工程恢复，不在专项设计范围内。。

7 结束语

通过采用压密灌浆及截渗环、基坑粘土回填处理，可有效解决扩孔导致的土体疏松，提高出入土点附近堤基土体密实度，避免沿管道形成渗漏通道，实现防渗处理的目标，确保堤防安全。

参考文献

[1]刘先斌.水利水电工程中防渗处理施工技术综述[J].黑龙江水利科技，2012,8：94-96

作者简介；陈建军，青岛市水利勘测设计研究院有限公司，工程师，1990年9月生，联系电话：15656546889，邮箱：804473284@qq.com，联系地址：安徽省合肥市高新区科学大道浙商创业大厦A913