有關(guān)水利工程基坑排水施工技術(shù)的分析

鄭強(qiáng)

【摘要】在水利工程中，基坑排水技術(shù)的選擇要根據(jù)土壤的滲水系數(shù)來決定，根據(jù)工程的實(shí)際情況選擇最優(yōu)最經(jīng)濟(jì)的排水施工方法。基坑排水的方法較多，當(dāng)前較為常用的主要有管井井點(diǎn)排水和明溝排水兩種。本文結(jié)合水利工程地基土質(zhì)的分類，分析水利工程中基坑排水施工應(yīng)注意的問題，探討了水利工程基坑排水中的井點(diǎn)排水和明溝排水兩種施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】水利工程；井點(diǎn)排水；明溝排水

引言

水利工程施工中，基坑排水問題常常會(huì)遇到難點(diǎn)。因其施工常選特殊的地理位置導(dǎo)致基坑會(huì)受到地下水、雨水、圍堰水的侵?jǐn)_。水利工程的基礎(chǔ)施工以及地基處理大都低于地下水位和外水位，基坑排水如果處理不當(dāng)，將嚴(yán)重影響基坑的開挖、地基的處理等施工工序的正常進(jìn)行。因此，要根據(jù)水利工程的地基情況，選擇合適的排水技術(shù)，以確保整個(gè)水利工程的施工質(zhì)量和安全系數(shù)。

1、水利工程地基土質(zhì)的分類

水利工程地基土質(zhì)分類包括強(qiáng)透水、弱透水、不適水三類，且這三類土質(zhì)對(duì)排水要求也各不相同。因此，水利工程在施工前應(yīng)仔細(xì)了解施工現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)及地下水位等具體資料數(shù)據(jù)，例如采用挖坑、鉆探等辦法，獲取土樣，從而為水利工程基坑施工提供重要依據(jù)。又由于每條江、河土質(zhì)都不相同，獲取的資料數(shù)據(jù)不統(tǒng)一，導(dǎo)致情況復(fù)雜難以全部摸清，因此，在基坑開挖設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮這種情況，實(shí)際開挖時(shí)留有余地，而后結(jié)合開挖后的具體情況采取有效的措施。

2、水利工程基坑排水技術(shù)施工應(yīng)注意的問題

2.1 排水溝的設(shè)置應(yīng)以不影響正常施工為前提，為了方便滲水集中還應(yīng)具有相應(yīng)的縱坡。還應(yīng)結(jié)合滲水量與縱坡來確定排水溝的斷面，因而在進(jìn)行基坑放樣的過程中應(yīng)對(duì)排水需要進(jìn)行考慮，如有需要應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大基坑開挖范圍。

2.2 控制集水井的大小，通常能根據(jù)所用水泵的出水量計(jì)算得出，集水井深度應(yīng)符合水泵工作深度要求，同時(shí)確?；庸ぷ髅鎽?yīng)超出排水水面40厘米左右。集水井管徑與井徑間應(yīng)具有一定的環(huán)狀間隙，以便填充濾料起到阻砂透水的作用。

2.3 完成管井建造后，應(yīng)按照抽水實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果，選擇合適的抽水設(shè)備。選擇合適的抽水設(shè)備正常進(jìn)行管井抽水時(shí)，管井的水位降深應(yīng)低于第一個(gè)取水含水層的過濾器，以此防止過濾管出現(xiàn)氧化、損壞情況，從而導(dǎo)致涌砂情況出現(xiàn)。

2.4 井管施工時(shí)，必須在濾水管部位安裝扶正器，通常應(yīng)每間隔5米左右安裝一組扶正器，以此避免濾水管在孔導(dǎo)內(nèi)出現(xiàn)偏移，導(dǎo)致過濾作用被大大降低，從而造成涌砂。

2.5 在使用水泵排出基坑滲水時(shí)，應(yīng)確保排出基坑外的滲水與基坑存在一定距離，避免排出的水再次回滲入基坑。為了確保排水溝通暢，應(yīng)指派專業(yè)負(fù)責(zé)，時(shí)常對(duì)排水溝進(jìn)行清理和維修。

3、水利工程基坑排水施工技術(shù)

3.1 明溝排水技術(shù)

明溝排水是可以利用地形和水的重力使水自然流出的方法，不借助機(jī)械力量。它需要排出的水有圍堰留下的水、雨水和地下滲出的水。

一般有三種布置形式，第一是在基坑周圍挖水井，利用水向低流的特性，讓水流向集水井，再抽干排出。第二是如果是大型基坑，滲水又多就應(yīng)采取沿不同等高線挖排水溝，設(shè)排水井的方法。第三是在滲水量少的情況下只需延縱軸線挖排水溝，讓水集中流入排水井，再用水泵抽干排出。

優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)便宜。

3.2 井點(diǎn)排水技術(shù)

3.2.1 輕型井點(diǎn)排水

原理：利用真空吸水排水，由井點(diǎn)管、連接管、集水總管和濾料組成。井點(diǎn)一般設(shè)計(jì)成環(huán)形。

施工順序：測(cè)量放線→挖井點(diǎn)溝槽→沖孔→下設(shè)吸水井點(diǎn)管→灌填粗砂濾料→鋪設(shè)集水管→連接集水管和井點(diǎn)管→安裝抽水設(shè)備→試抽→正式抽水→基礎(chǔ)施工→撤離井管。

注意事項(xiàng)：在正式抽水之前要嘗試抽水，是為了檢查設(shè)備連接狀況、運(yùn)行狀況、出水狀況是否良好以及管道吸水時(shí)有沒有處于真空狀態(tài)。在運(yùn)行該套設(shè)施時(shí)，在正常抽水的情況下不可隨意斷電，斷電可能會(huì)引起塌方等事故?，F(xiàn)場(chǎng)工作人員還要經(jīng)常檢查該套設(shè)備的真空度有無異常，發(fā)現(xiàn)有漏氣的現(xiàn)象后要及時(shí)處理。井管點(diǎn)與坑之間的距離最好是2～2.5米，確保基坑的穩(wěn)定性。出水時(shí)，相關(guān)工作人員要控制好流量，把握先大后小，先渾后清的規(guī)律，在達(dá)標(biāo)后保持進(jìn)水和出水的平衡；如果在冬天作業(yè)，要做好主管道的保溫工作，防止管道被凍壞。

優(yōu)點(diǎn)：該方法的器具簡(jiǎn)單，操作相對(duì)方便。

3.2.2 噴射井點(diǎn)排水

原理：利用壓力形成水氣射流，將地下水經(jīng)井點(diǎn)外管和內(nèi)管之間的間隙抽出排走。該套設(shè)施需要壓水泵、循環(huán)水箱、管道系統(tǒng)組成，一般采用環(huán)形布置。

施工方法：①準(zhǔn)備好泵房、裝好進(jìn)水總管和排水總管；②水沖法或鉆孔法成井；③安裝噴射井管、裝濾料；④進(jìn)水管和排水管相互連接并與高壓水泵接通；⑤將各個(gè)井點(diǎn)管的外管管口與排水管接通并于循環(huán)水箱相連接；⑥用水泵抽水；⑦用離心泵排出水箱中多余的水；⑧觀測(cè)井中的水位。

注意事項(xiàng)：在施工前要沖洗各個(gè)管道并且檢查其是否有破損。剛開始抽水時(shí)要慢慢的將水泵壓力增大，不可一開始就用正常的壓力；在它工作期間，如果工作人員一旦發(fā)現(xiàn)井管周圍有水和砂石的出現(xiàn)，馬上要停止設(shè)備并且檢查。

優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備少、施工快、開挖量少、易于操作和耗費(fèi)少。

3.2.3 電滲井點(diǎn)降水

原理：利用電泳作用，產(chǎn)生電滲現(xiàn)象，強(qiáng)制粘土中的水在集管附近聚集，從而使井點(diǎn)管快速抽干排出并使地下水位降低，達(dá)到降水的效果。同時(shí)，由于電流的作用，在電極間的土層形成電帷幕，阻止地下水流入坑內(nèi)。

施工方法：確定好位置→鋪設(shè)集水總管、埋設(shè)井點(diǎn)管（在這種方法下井點(diǎn)管是作為陰極）→沖孔鉆洞→連接集水管和井點(diǎn)管→安裝水泵并且把水泵與集水總管相連→然后埋陽極（這里的陽極的材料是鋼類導(dǎo)體）→連接線路→運(yùn)行設(shè)備→觀測(cè)井中地下水水位的變化。

注意事項(xiàng)：鋼圈要垂直于地面放置，不可隨便放置，以免造成短路，引起事故。要保持陰極和陽極之間沒有其他任何導(dǎo)體，避免短路；為了提高效率，可以在不需要電滲的地方保持干燥，并且借助化學(xué)的方法如涂瀝青保持絕緣狀態(tài)。在施工時(shí)也要在通電時(shí)間持續(xù)二十四小時(shí)左右就斷電幾小時(shí)，來使工程順利的進(jìn)行。

3.2.4 管井井點(diǎn)排水

原理：在固定的距離之間設(shè)立井點(diǎn)，多個(gè)井點(diǎn)多個(gè)水泵同時(shí)工作，使地下水位降低。它適用于透水性大的砂層和土層。這套設(shè)施是由濾水井管、吸水管和水泵三個(gè)部分組成。

施工方法：測(cè)量，確定井點(diǎn)的位置→挖井口，鉆口→在井底墊一層砂石→安裝井管（注意在井管和孔壁之間填補(bǔ)滿材料）→在井管下面裝水泵。

注意事項(xiàng)：設(shè)置完成后也要試抽，來確保該套設(shè)備是否能正常進(jìn)行運(yùn)作。在水泵安裝前要把井管清洗干凈，鉆孔時(shí)最好保持快速，防止有縮井、泥皮過厚的現(xiàn)象。在抽水時(shí)不可以隨意斷電，二十四小時(shí)都要有專門工作人員看守，防止意外情況的發(fā)生。

優(yōu)點(diǎn)：排水量大、設(shè)備簡(jiǎn)單、容易維修。 在實(shí)際施工中，水利工程的情況會(huì)比較復(fù)雜，單一的方法肯定不能解決基坑降水的問題，往往會(huì)多種方法同時(shí)使用，來達(dá)到降水的目的。

結(jié)語

在水利工程中，基坑排水技術(shù)的選擇需要根據(jù)地質(zhì)情況選擇，可選擇一種或者多種方法相結(jié)合，嚴(yán)格按照施工要求施工，從而達(dá)到基坑排水的目的，提高施工效率。另外需要注意基坑排水技術(shù)施工應(yīng)注意的問題，必要時(shí)引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，提高基坑排水施工技術(shù)水平，促進(jìn)我國(guó)水利工程的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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