塑料管井群排水技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用

水利工程對一個區(qū)域社會經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展有重要意義，但在水利工程施工中經(jīng)常會發(fā)生地下水位高、流砂比較嚴重的問題，很大程度上增加了水利工程施工的難度和造價。塑料管井群排水技術(shù)具有操作簡單、可回收再利用、應(yīng)用效果好等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用在水利施工中，但我國對此方面的研究還有待進一步深入，所以，本文基于工程實例，對塑料管井群排水技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用做了如下分析。

一、案例分析

某水利工程，總庫容為3.2億m3，始建于2004年，建成后一直難以發(fā)揮出應(yīng)有的價值和作用，相關(guān)人員介入調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示，該水利工程在排水閘施工時，流砂比較嚴重，大大增加了基坑開挖的難度。由于當時施工技術(shù)和施工條件有限，只能通過降低基坑深度，和抬高底板高程來進行解決。很大程度上降低了排水流量，防治洪澇的效果沒有發(fā)揮出來，導致2011年周圍300多公頃農(nóng)田被淹沒，在2014年通過塑料管井群排水技術(shù)擬建了8座強排站，有效排出積水，保護農(nóng)田。

二、塑料管井群排水技術(shù)的優(yōu)勢

1.有利于縮短基坑開挖工期

在水利工程施工中，經(jīng)常會遇到地下水位比較高的現(xiàn)象，如果不能及時排除地下水，則會對基坑開挖造成的影響，甚至會發(fā)生嚴重的安全隱患。通過塑料管井群排水技術(shù)可有效降低地下水位，減少基坑開挖中土壤中的水分，可大幅度提升基坑開挖效率，原水利工程基坑開挖如果需要30天，而應(yīng)用塑料管井群排水技術(shù)后，基坑開挖工程可縮短為20天。

2.有利于降低施工成本

和該水利工程臨近的某水利工程，在施工中應(yīng)用了混凝土管井群排水技術(shù)，同時配置了3臺130kW的發(fā)電機、8臺潛水泵、4臺6寸離心泵，通過不完全統(tǒng)計，改善水利工程在打井、機械設(shè)備耗能等方面消耗的成本為12.54萬元。而該水利工程采用塑料管井群排水技術(shù)，打井、機械設(shè)備運行消耗的成本為6.21萬元。因此，應(yīng)用塑料管井群排水技術(shù)相對節(jié)約了資金6.33萬元。

3.有利于提高施工質(zhì)量

通過應(yīng)用塑料管井群排水技術(shù)，可有效避免地下水對施工的干擾，也就不會受到流砂的威脅，不但可以最大限度上提高鋼筋配置的準確性，而且還能促使混凝土施工更加規(guī)范合理，從而提高水利工程的施工質(zhì)量。

4.塑料管可以全部回收利用

當水利工程施工完成后，可以通過人力、機車等措施把塑料管井全部拔出來回收，經(jīng)過清洗后可以以備下次使用，或者也可以按照原價出售。這點可以充分循環(huán)利用的優(yōu)勢是混凝土井群排水技術(shù)難以比擬的。

三、水利工程強排站施工方案的選擇

在選擇強排站施工方案時，要充分結(jié)合周圍的水文地質(zhì)情況。根據(jù)該水利工程單井抽水試驗資料可知，當強排站開挖深度達到4.5m時，可降低地下水位5.5m，但并不能有效解決流砂的威脅。如果采用沉箱施工方法，則由于沉箱底板比較薄，難以滿足實際施工要求。而如果采用射流泵來進行基坑開挖，則需要配置6～8臺機泵設(shè)備，才能充分滿足施工需求，這無疑會增加施工成本，不符合低造價的要求。如果采用輕型井點排水施工技術(shù)，同樣也需要較多的設(shè)備，而管路非常多，大大增加了施工的復雜度，而且投資也比較多，不符合實際需求。最終決定采用塑料管井群排水技術(shù)，既滿足了低成本、高效益的要求，同時施工操作比較簡單便捷，大大提高了施工效率，具體的結(jié)構(gòu)布置圖如圖1所示。

塑料管井布置的依據(jù)包括:基坑的平面形狀、大小、位置，地下水位實際情況、降水深度等等。為提高施工效率，井點距離坑壁不能小于2m，避免發(fā)生漏氣問題。在流砂基礎(chǔ)2.5～3m的位置布置一眼，如果基坑距離河道比較近，則要適當增加塑料管井布置的密度。

在集水井和排水溝布置時，需要在基坑左右兩側(cè)布置轉(zhuǎn)角的位置布置，在不影響水利工程施工的位置分別設(shè)置一眼集水井。在基坑四周都要設(shè)置寬度在0.8～1.5m的排水溝，以0.1%～0.4%低坡流向集水井，確保地下水都能匯集到集水井中。

四、塑料管井群排水技術(shù)在水利施工中的具體應(yīng)用

1.合理確定井的深度

在井深確定時，要以基坑開挖的深度為主要依據(jù)，大量實例表明，把地下水水位降低到距離最低設(shè)計標準挖深1.0～1.2m為最佳。就該水利工程而言，在具體施工中為最大限度上提高排水效率，大大增加了井壁的進水面積。同時為有效避免土壤中的水分在流入井管時，把泥土或者砂石帶入到井管中，導致井管發(fā)生沉積影響進水效率，需要在井管底部鉆幾個梅花孔眼，并用透水性比較好的尼龍過濾布進行抱閘，然后在壓入鉆好的井中。

2.井管材料的選擇和長度的確定

圖1 井群布置示意圖

由于塑料管井群排水技術(shù)比混凝土管井群排水技術(shù)操作流程、排水效率、施工成本、操作難易度上都有更加明顯的優(yōu)勢，所以在該水利工程施工中采用了塑料井管來進行排水。

井管長度的確定要根據(jù)公式:L=（α·q）/d來進行計算。其中α為砂層系數(shù)，如果土質(zhì)粉砂層則α的取值為0.9，如果為細砂層土質(zhì)則α的取值為0.7。d表示井管的外徑，q表示基坑中總涌水量。在具體施工時井管的長度不能小于在含水層厚度的三分之二。就該水利工程而言，土質(zhì)上層為細砂，下層為粗砂，粗砂下方仍然是細砂，因此，井管的長度要控制在5mm左右，并在井管的四周分別鉆一排8～12mm的孔，用滲水性比較好的尼龍布包扎2～3層，并靜置 30～60min在拔出查看井管中是否有淤泥。

3.井距的選擇

根據(jù)檢測單位檢測的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，該水利工程地表以下2～5m之間為中粗砂，排水率比較低，因此，井距不能太大，而根據(jù)相應(yīng)的抽水試驗可知，井管的內(nèi)徑為66.67mm，井距離要控制在6～8m才能有效滿足具體施工的要求。

4.塑料管井群的動力配備

在排水設(shè)備配置過程中，要根據(jù)涌水量實際情況進行確定，就該水利工程而言，當塑料井群全部打完后，要采用2kW噴灌機進行試抽，根據(jù)試抽的結(jié)果，配置相應(yīng)的動力設(shè)備。每兩個眼井配置1臺3kW噴灌機就可以充分滿足該水利工程施工的具體需求。

5.成井工藝

為提高施工效率，每個管井施工都配置4～5個施工人員進行施工，當鉆眼完成后，還要立即下管，大于每隔30～40min就可以為完成一眼井施工。在具體施工時，為保證鉆孔成形質(zhì)量，最好在地質(zhì)比較堅硬的粘土層進行鉆井，避免發(fā)生井壁坍塌或者不成井的現(xiàn)象。當鉆井完成好，還要進行加固處理，避免發(fā)生坍塌影響施工質(zhì)量。

五、塑料管井群排水技術(shù)應(yīng)用效果分析

就該水利工程而言，8眼塑料井采用4臺噴灌機進行抽水，實際抽水量能達到額定出水量的80%左右，也就是說每小時的出水量大約在50m3左右，地下水位降深6m，基本達到了設(shè)計降深的需求，為水利工程基坑項目順利開挖奠定了堅實基礎(chǔ)?；A(chǔ)施工井群排水的成功，使工期大為提前，為工程安全渡汛提供了保證，施工排水費用節(jié)省30%～50%。

六、結(jié)語

在水利工程施工中應(yīng)用塑料管井群排水技術(shù)不僅能很大程度上提高施工效率，而且還能有效解決水利工程施工中，地下水位高、流砂限制等問題。

在應(yīng)用塑料管井群排水技術(shù)時，要先根據(jù)水利工程的實際情況和設(shè)計標準，以及周圍土質(zhì)數(shù)據(jù)等制定科學合理的施工方案，確保后期各項工作能順利開展。

工程應(yīng)用效果表明，塑料管井群排水技術(shù)要比傳統(tǒng)的混凝土井群排水技術(shù)施工成本更低，而且比較簡單，普通施工人員經(jīng)過簡單培訓后就能上崗親自操作■