塑料排水板在渠道工程中的应用

□孟庆亮 □吴 昊（中国水利水电第十一工程局有限公司）

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13.97km。本标段明渠长13.60km，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，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。

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≥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：

2.4.1 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。

2.4.2 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。

2.4.3 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 结语

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。