霍尔果斯铁路口岸站生活集中区水害原因分析及降水整治措施

黄红华

(中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉 430072)

1 概况

霍尔果斯铁路口岸站位于新疆伊犁哈萨克自治州伊宁市霍城县境内，毗邻哈萨克斯坦共和国，通过精伊霍铁路与国内铁路网连接，通过哈萨克斯坦“霍尔果斯(中国)—阿勒腾科里(哈萨克斯坦)”铁路与哈国铁路网连接。

图1 生活集中区平面布置

霍尔果斯铁路口岸站生活集中区总占地面积12.5万m2，从北至南依次分布有7排房屋，总建筑面积2.5万m2，房屋集中，沟槽管线众多，平面布置如图1所示。

生活集中区地处伊犁河阶地，阶面宽阔，地势北高南低，地面标高自北向南从674.9 m变化至666.3 m，其东西两侧地面标高分别为673.0，672.1 m。

2 气候、水文及地下水特征

区域内多年平均气温为9.5℃，年极端最低气温－37.4℃;多年平均降水量238.4 mm，年降水量最多493.9 mm，最少143.5 mm;年均蒸发量1 844.2 mm，年蒸发量最大1 994 mm，最小1 492 mm;平均积雪厚24.1 cm，最大积雪厚72 cm;季节性冻土区，冬季最大冻土深度100 cm。

生活集中区北东侧约450 m为东湖水库，水库面积约 42万 m2，水深 4～6 m，枯水期水面标高675.7 m，洪水期标高679.8 m，主要由大气降水及莫合尔干渠将天山雪水及霍尔果斯河水引入补给，常年有水。

地下水发育，主要为松散层中孔隙潜水、承压水，强至中等富水。地下水埋深1.4～2.0 m，其中北侧地下水埋深1.4～1.6 m，南侧1.8～2.0 m。含水层主要为粉、细砂及圆砾土层。粉、细砂层渗透系数15 m/d，圆砾石土层渗透系数224.64 m/d。基坑涌水量约1.2万m3/d。

3 水害情况

2012年12月，集中区各类工程施工完成后，部分地段地下水病害严重。自北向南地下水病害区域主要分布在第1排至第3排建筑物的各种管道及管沟。其中部分管沟中地下水甚至直接溢出地面。

场区房屋及沟槽管线施工完成后，北侧传输主动力站、10 kV配电所、调度指挥中心、联检大楼、行政中心周边地面积水且管线槽道及检查井内积水严重，光纤电缆均泡入水中(图2)。

图2 10 kV变电所北侧积水情况

地下水严重影响了各类管道、电缆的正常使用，需通过降水措施将地下水降低至最低沟底标高以下1.0 m(标高667.1 m)。

4 水害原因分析

4.1 场区标高过低

生活集中区中自北向南第1排、第2排至第3排建筑物之间，地面标高670.6～670.9 m，场坪标高为669.5 m，地下水出露标高668.9～669.4 m，场坪开挖后北、西、东侧具有承压性的地下水向场坪内汇集。

4.2 东湖水库的影响

东湖水库附近分布砂质黄土及圆砾土层，水库底部仅依靠黄土层阻隔水，未采取其他有效防渗措施，致使水库水体大部分下渗。生活集中区位于其西侧下游，大量水库渗漏的水补给该区域。

4.3 积雪融化及大气降水的影响

积雪融化的雪水以及大气降水渗入下伏的粉、细砂及圆砾土层中。虽然年蒸发量较大，但生活集中区场区表层分布的黄土层为相对不透水层，阻止了大量地下水蒸发。

4.4 周边灌渠的影响

该场区北侧、南侧均有两个主要的干渠及其它灌溉水渠，常年流水灌溉，大量地表水补给地下含水层，致使生活集中区及周边的粉、细砂层和圆砾土层饱水。由于水头差，地下水具有承压性。

5 降水措施

5.1 降水方案比选

结合场地工程地质及水文地质条件以及外部环境特点和景观要求，对灰土(水泥土)帷幕墙、石笼墙排水沟、排水盲沟、无砂混凝土暗沟方案进行比选，各方案比较见表1。

经综合技术经济比较，采用无砂混凝土暗沟方案。

5.2 无砂混凝土暗沟方案

无砂混凝土是采用10～20 mm卵石骨料、强度等级42.5普通硅酸盐水泥，在不掺外加剂的情况下，用水泥裹石法配制而成。其32 d龄期平均抗压强度应＞9 MPa，透水系数≥224 m/d。水、灰、石配合比0.38∶1∶6。

生活集中区的北侧、东侧、西侧设置无砂混凝土暗沟，沟长589 m。并于调度中心北侧设置南北向的支沟，长48 m，行政中心的南侧设置支沟，长90 m，支沟总长138 m，暗沟总长727 m。暗沟设置完毕后覆盖钢筋混凝土盖板。暗沟沟底采用3‰～6‰的排水纵坡排水。

表1 方案比选

暗沟排水汇集至东侧后，其终端连接钢筋混凝土暗管，管径1 m，钢筋混凝土暗管总长549 m，采用3‰的纵坡将地下水引至生活集中区南侧灌溉干渠。

暗沟底部混凝土及无砂混凝土沟壁采用预制。混凝土沟底底部宽2.2 m，厚0.5 m。

两侧无砂混凝土沟壁高2.0 m，厚0.5 m，并用密度≥450 g/m2无纺土工布对暗沟外侧进行全包裹。暗沟外测各设置一条采用无纺土工布包裹的PE双壁打孔透水盲管(图3)。

图3 断面暗沟布置(图1中Ⅰ-Ⅰ断面，单位:m)

暗沟每30 m左右设一座检查井，且在起终点、平面转角处必须设置1座。钢筋混凝土暗管每80 m左右设置1座检查井。

6 施工中应注意的问题

1)施工前必须对无砂混凝土进行配合比试验，确保透水无砂混凝土的强度和透水性。无砂混凝土采用预制施工，预制每次立模浇筑混凝土高度以不超过1 m为宜。捣固方法只能采用在扒平后轻轻插实。养护温度宜保持在10℃ ～20℃左右。

2)暗沟两侧盖板底下采用渗水土回填(黏粒含量必须＜3%)，盖板以上采用回填土夯填。

3)施工前应加强周边环境调查，核实既有建筑物、构筑物、各种管线位置。施工过程中应采取必要防护措施，确保其安全。

4)场地周围设置必要的截水沟，施工过程中准备好编织砂袋、草袋等材料，以便及时用于边坡临时防护。

5)施工过程中暗沟两侧不得任意堆放材料，同时应注意监测，如出现边坡涌砂、滑塌，应立即停止开挖，分析原因，采取有效防护措施后再行施工。

7 结语

本文对霍尔果斯铁路口岸站生活区水害原因予以系统分析，经方案比选，采用无砂混凝土暗沟方案进行治理。工程实施后，效果明显。

［1］中华人民共和国铁道部.TB 10001—2005 铁路路基设计规范［S］.北京:中国铁道出版社，2005.

［2］中华人民共和国建设部.GB 50010—2010 混凝土结构设计规范［S］.北京:中国铁道出版社，2010.

［3］铁道部第一勘测设计院.铁路工程设计技术手册——路基［M］.北京:中国铁道出版社，1995.

［4］铁道部第一勘测设计院.铁路工程地质手册［M］.北京:中国铁道出版社，1999.

［5］中华人民共和国建筑部，国家质量监督检验检疫总局.GB 50332—2002 给水排水工程管道结构设计规范［S］.北京:建筑工业出版社，2002.

［6］徐飞，肖党旗.无砂多孔混凝土配合比的研究［J］.水利与建筑工程学报，2005，3(4):24-26，38.