位山灌区灌溉试验站有底测坑建设探讨

衣厚振，王晓飞

（聊城市位山灌区管理处，山东 聊城 252000）

位山灌区灌溉试验站位于聊城市高新区许营镇境内，距聊城市区20 km，占地3.32 hm2，是全国105个重点试验站、山东省6个重点试验站之一。该站成立于2004年8月27日，隶属于聊城市位山灌区管理处，所属气候类型为半干旱半湿润大陆性气候，多年平均气温13.1℃，多年平均日照时数为2 514.7～2 740.7 h，多年平均水面蒸发量927.0 mm，灌区多年平均降水量554.1 mm，降雨主要集中在汛期，降雨年际变化较大，主要种植作物为冬小麦、夏玉米。

为规范开展灌溉试验工作，2016年，聊城市位山灌区管理处争取中央维修改造资金150万元，严格按照水利部颁发的《灌溉试验规范》（SL13-2015），建设了一处标准的灌溉试验区，主要建设内容为：地下操作间、地下廊道、24个有底测坑、防雨棚。项目于2016年6月25日开工建设，2016年12月20日竣工验收。由于标准规范的灌溉试验有底测坑在聊城市乃至整个山东省为新生事物，施工单位相关建设经验及相关技术人才不足，为做好建设的前期工作，进一步完善测坑建设相关细节，位山灌区多次会同设计、施工、监理单位赴中国农科院试验基地、河南省农科院试验基地考察，就设计、施工细节交流、探讨。但在项目施工过程中仍遇到了诸多的难点和问题，位山灌区联合武汉大学及施工、监理和技术支撑单位等经反复研究、探讨，解决了相关施工难题，高质量完成了建设任务。下面就有底测坑建设过程中关键环节的施工方法做详细介绍。

1 测坑基础开挖

位山灌区灌溉试验站试验区地势低洼且距离输水干渠较近，试验区地下水位常年较高，多年平均地下水埋深2.1 m，且试验区土壤多为沙壤土，给基槽开挖带来了极大的施工难题。由于该工程基坑深度达3.3 m，南北长38 m，东西宽14 m，跨度大、施工空间小，施工过程中基坑开挖到1.5 m左右时就出现了含水量极高的淤泥质流沙，导致基坑周围的土方不成形，出现坍塌现象，且基坑内有大量地下水渗出。问题出现后经建设单位、监理单位、施工单位三方查看，现场讨论、研究决定，立即采用轻型井点降水与砂管机井降水相结合的方式实施降水。

具体方案：首先采用轻型井点降水，在测坑基坑四周外1．0 m距离，每隔1.5 m设置一个3．0 m深的轻型井点，最后用管道将所有井点串联，采用真空泵抽取基坑四周土壤水，以此来降低基坑上层的土壤含水率，保证后期基坑施工过程中基坑四周土方不会坍塌。与此同时，采用砂管井降水方案，在基坑东西两侧距离基坑边缘2．0 m左右又分别设置两眼20 m深的砂管机井，用大功率水泵抽取深层地下水，以此来降低地下水位，保证基坑的干场作业。采用以上方案，经过了一周的降水，基坑四周土壤含水率大大降低，基层周围地下水埋深也降至5.0 m左右，满足了基槽开挖的施工要求，保证了后期测坑底板及主体的施工顺利进行。基坑开挖完毕后撤除了轻型井点降水，砂管机井降水继续保留，直至测坑主体完工。

2 测坑防水工程

由于测坑试验区地下水位高，为保证后期试验精度，测坑建成后不仅要预防测坑内灌溉水的渗漏，同时也要预防测坑外地下水的入浸。为保证后期测坑内的试验精度，提高测坑防水工程等级，特邀相关专家前来指导，对测坑防水相关技术细节进行把控，最终确定了符合灌溉试验站基础情况的方案。

2.1 测坑底部及外墙防水

测坑底板施工前，在底板底部铺设一层优质的SBS防水卷材，铺设完成后防水卷材上部抹一层水泥砂浆保护层。防水卷材铺设时要注意预留搭接测坑主体的延长部分，在后期底板及主体施工过程中要做好保护，防止对预留防水卷材造成破坏。测坑底板及主体建设完成后，在主体外墙贴一层SBS防水卷材，下部与底板预留出的防水卷材做好搭接，形成密闭空间。

2.2 测坑内部防水

测坑内部防水主要采用涂刷水泥基渗透结晶、聚氨酯防水涂料和SBS防水卷材相结合的方式。水泥基渗透结晶型防水材料是一种含有活性化合物的粉状防水涂料，在有水存在的条件下，活性化合物向混凝土内部渗透，在孔隙和裂缝中形成大量不溶于水的长链状结晶，填充毛细孔道，从而使混凝土致密、防水。

施工时首先在每一个测坑内部混凝土墙面及底面上粉刷一层水泥基渗透结晶型防水材料，然后粘贴一层SBS防水卷材；在有预埋管件穿墙处做双层防水卷材，并在防水卷材预埋管件穿孔处涂刷聚氨酯防水涂料。聚氨酯防水涂料是一种液态施工的单组分环保型防水涂料，是以进口聚氨酯预聚体为基本成份，无焦油和沥青等添加剂，它与空气中的湿气接触后固化，在基层表面形成一层坚固的坚韧的无接缝整体防膜，该工程利用聚氨酯防水涂料保证了防水卷材与预埋管件融为一体，无缝对接。

2.3 防水工程闭水试验

在防水工程完工后，按照规范进行闭水试验，将全部24个测坑插空轮流灌水，对外墙、测坑间隔墙防水进行检验，全部测坑分别灌满水经3昼夜检验，没有发现渗漏现象。为确保万无一失，在土方回填完成后，进行了第二次闭水试验，检验时间为7 d，全部测坑均未发现渗漏现象。经两次检验，确认测坑防水标准符合试验要求。

3 测坑内土方回填

测坑土壤的差异是造成试验资料成果误差的因素之一，所以测坑内土壤质地应尽可能与大田相同，并要求各测坑土壤保持大田内原有土壤的自然结构。聊城大部分农田土壤为轻壤红土，而位山灌区灌溉试验站大田土壤为沙壤土，不具有聊城大部分农田的代表性，为保证后期试验成果能在聊城地区大部分农田推广，决定选取能代表聊城大部分农田土壤特征的土场调运轻壤红土作为测坑回填土。具体调运回填方案为：按土层自然结构分层挖土，按照上、中、下三层分层堆放，按原层次逐层运到试验测坑回填，分层适当夯实，最后灌水沉实。

4 结语

位山灌区地处严重缺水的聊城市，农业用水是位山灌区第一用水大户，农业用水约占总用水量的80%以上，且主要消耗于农田灌溉用水，为适应新形势下国家对节水灌溉试验研究工作的新要求，位山灌区从2010年起持续开展了多年灌溉试验与监测，为提高灌溉水利用效率和灌区经济效益提供了技术支撑。节水灌溉试验不仅是节水农业发展的重要基础，同时也是灌溉工程规划与管理、水资源规划与评价和灌溉经济效益分析等工作的重要基础。因此，建立完善灌溉试验站基础设施是保证节水农业科学发展的需要，对保障国家粮食和水安全、维系农田生态环境、推动生态灌区建设具有十分重要的战略意义。