水利工程基坑排水施工技術論文

　　1、引言

　　隨著社會的發(fā)展與進步，人們對關乎自己生命財產(chǎn)安全的水利工程建設質量的要求也越來越高，基坑排水施工質量對整個水利工程的質量起著重大作用。良好的施工排水有助于減少開挖的工程量，還可以提高土基的承載能力。如果施工排水處理不當，很可能導致整個水利工程的地基不穩(wěn)定。因此，保證水利工程中基坑排水施工質量是必要的。

　　2、基坑排水施工方案的確定

　　確定采取何種坑基排水施工方案，應綜合當?shù)氐牡刭|環(huán)境、水文環(huán)境來考慮。根據(jù)當?shù)赝�年的降水量，地質條件，水文情況設計出合適的方案。絕對不能僅依靠其他工程的施工經(jīng)驗來施工，否則后果不堪設想。例如：在富蘊吐爾洪工程基坑排水中，由于該地區(qū)以砂礫石地層為主，采用明溝排水效果會很好；在尉犁縣阿恰樞紐工程中，因當?shù)匾陨巴恋貙訛橹�，適合采用井點排水。在基坑排水的施工中還要充分考慮坑基范圍內(nèi)的地下水、雨水、圍堰滲水這些因素。由于江河湖泊的沿岸地質和地下水位在不同的時期會出現(xiàn)變化，所以在確定基坑排水施工方案時要保證一定的安全系數(shù)。還要針對可能出現(xiàn)的各種問題事先提出解決方案，以保證整個水利工程的質量。

　　3、基坑降水方案設計

　　3.1降深要求

　　在基坑開挖過程中，需要將填土層挖穿，從而進入強透水性的砂層�；�坑開挖中會出現(xiàn)較大的涌水，如果發(fā)生涌水和流砂，就會給基坑開挖造成危險，影響坑壁結構的穩(wěn)定。因此，需要采取措施避免發(fā)生涌水和流砂，以確�；�坑開挖的安全性，穩(wěn)定坑壁結構。在設計降水時，應該充分考慮基坑降水和基坑支護的施工降水，一定要確保在基坑開挖中地下水位降到基礎樁承臺底50cm以下，而且基坑的降深也要低于開挖基底50cm以上。

　　3.2降水方案

　　從我國目前的降水方案來看，明溝降排水法和管井井點降水法在基坑降水中比較常用�；�坑明溝降排水比較適用于土層比較密實，降水深度不大，基坑較淺和坑壁比較穩(wěn)定的降水工程。管井井點降水排水量大，比較適用于地下水豐富的土層和砂層，降水深度大，利用明溝排水容易造成流砂的地區(qū)的降水工程，管井井點降水法常與明溝降排水法綜合使用。因此，在確定降水方案時要充分考慮當?shù)氐牡刭|條件和降水深度，保證降水方案的安全可靠、經(jīng)濟合理。

　　4、排水施工

　　4.1明溝排水施工

　　使用明溝排水施工過程中，設置排水溝時，應充分考慮施工期間的降雨匯水、施工中的積聚余水、基面泉水、基面滲水、基坑滲水。在排水溝設置中要結合基坑的來水量、基坑的地形與地質、基坑大小范圍、基坑開挖深度等一系列數(shù)據(jù)資料綜合分析。最好能利用原有的地形優(yōu)勢進行自然排水，對于未排完的余水通過排水溝流入人工排水井，用水泵排干凈�；�坑的排水過程中，一有機會就要將基坑中的積水快速地排出，以保證基坑能在時間范圍內(nèi)達到固結干燥的要求。這樣有利于基坑中的具體情況被施工人員快而準確地了解和掌握，方便施工人員的后續(xù)施工，也有利于為整個水利工程施工打好基礎。由于不同地區(qū)的地質、地形和水文環(huán)境的不同，水利工程基坑情況也不同。根據(jù)基坑的實際狀況，排水溝的布置方法因地而異。主要有三種：

　　（1）如果當?shù)氐刭|比較差，地下水的水位比較高，基坑開挖的深度和范圍也比較大，基坑的滲水量大。面對這種復雜的基坑情況，一般在設置排水溝時，會根據(jù)當?shù)氐匦蔚牡雀呔�的位置來設置，沿著等高線進行分層次地設置排水溝，每層排水溝會將水引流入相對應的集水井中，然后利用水泵將水排干凈。

　　（2）如果當?shù)氐脑�有地形具有自己排水的�?yōu)勢，一般會在基坑的周圍設置排水溝，將余水引流入集水井，然后利用水泵將余水排干凈。

　�。�3）如果當?shù)氐刭|較好，地下水位較低，基坑的滲水量較小，基坑開挖的深度和范圍也比較小，一般會在基坑周圍自上而下根據(jù)需要開挖幾條縱向和橫向排水溝，這樣有利于水從高向低排入集水井，然后利用水泵將水排干凈。

　　4.2粉土和粉砂基礎降低地下水施工

　　通常情況下，粉土和粉砂基礎位于地下水位較高的地方。在進行基坑基礎開挖過程中，由于地下水的水位高，導致基坑的滲水作用強，容易造成流砂、管涌事件的發(fā)生，這就給基坑排水施工造成了困難。因此，在粉土和粉砂基礎上進行基坑排水施工，就必須降低地下水的水位。在基坑排水工程中，可以改善技術，或者在基坑四周設置井管排水系統(tǒng)，傳統(tǒng)的用鋪墊砂礫來增加反濾層以防止流砂和管涌發(fā)生的辦法是不可取的，因為它會增加工程量和成本。例如，我國在濱海地區(qū)修建涵閘時，施工人員從基坑排水施工技術方面入手，通過沉井加水力沖填的方法為施工降低排水造成的困難系數(shù)；或通過在基坑四周設置井管排水系統(tǒng)的方法來降低地下水位，這兩種方法均取得了較好的效果。

　　4.3井管施工

　　在水利工程基坑排水施工中，利用井管施工技術，一般需要鉆井器械和水沖沉井工具如大鍋錐來造孔。根據(jù)井管的外徑來確定造孔的直徑，如果井管的外徑是45cm～55cm時，那么大鍋錐造孔的直徑就必須是75cm～85cm。在造孔中可能會出現(xiàn)井壁塌陷，為了防止井壁坍塌，利用1.1～1.2比重的泥漿進行固壁處理是一個行之有效的方法。從開始造孔到完成造孔中施工的，都要保證孔中的泥漿比地下水的水位高但是要比井管管口低50cm左右。當鉆孔的深度達到要求時，需要下放井管。首先將放普通型的混凝土底管下放，然后將無砂性質的混凝土管下放，要將透水性高、質量高的井管下放在下部，將質量一般、透水性一般的放在上部。完成井管下放后，將黃沙、碎石、細礫石填充在井管底部，厚度最好為50cm，對于井管與鉆孔之間的空隙部分，用粗砂與細礫石回填充。

　　5、開挖排水溝、集水井或井管施工需注意的問題

　　5.1排水溝

　　排水溝的設置要建立在盡量不干擾施工的基礎上，為了更好地排水，排水溝需要一定的坡度，排水溝的斷面設置要滿足滲水量和縱坡的要求。為了滿足排水需要，在可以允許的方位內(nèi)盡可能的近基坑開挖范圍適當擴大。

　　5.2集水井

　　集水井的大小需要根據(jù)水泵在一定時間內(nèi)抽取的出水量來確定，集水井的直徑需要根據(jù)水利工程的施工規(guī)模來確定，還有集水井的深度也要根據(jù)水泵的工作深度來設計，以保證水泵能將集水井中的積水排干凈。

　　5.3井管施工

　　在井管施工中，濾水管容易出現(xiàn)偏移，因此需要在濾水管位置安置扶正器以確保濾水管保持居中的位置，保證濾水管正常工作。

　　6、工程實例分析

　　以京山縣高關水庫樞紐工程為例，該工程處于大富水河上游，地下水水位高3.62m，基坑深度為6.78m，根據(jù)資料顯示，該地3m以上的是后填土壤，3m以下的是粉砂層。為了工程的安全施工，決定利用通過人工降低地下水水位，運用管井井點降水法進行降水。在基坑周圍設置6口集水井，利用直徑為兩英寸的水泵進行抽水，力求將地下水水位控制在-1.40m以下。根據(jù)綜合分析計算得出集水井的深度需要14m，每口集水井的出水量每秒是23m3,降水的深度達到5m以上，才能夠保證工程的正常工作。在集水井等設置好后，需要進行試抽水，以檢查工程的效果。先抽水5天，達到標準后，用相關機械開挖，等挖到了設計標準后，還沒有出現(xiàn)滲水的狀況，說明此前期工程滿足了需求，可以進行后面的泵室鋼筋混凝土施工。此工程采用管井井點降水法就是根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況出發(fā)，充分考慮了當?shù)氐牡匦�，地下水水位、土質、基坑深度、降水深度等影響深度。

　　7、結語

　　水利工程基坑排水施工受到地形、地質情況與水文環(huán)境的制約。因此，在基坑排水施工中，要充分考慮各種影響因素，結合各種有力數(shù)據(jù)和資料，選取最適合的坑基排水方案，切不可根據(jù)以往的工作經(jīng)驗生搬硬套，要結合實際情況，來確定是采用明溝排水法還是采用管井井點降水法，還是綜合兩種方法進行施工。在采用明溝排水施工中，也要根據(jù)當?shù)氐牡匦巍⒌刭|等實際情況，采取最恰當?shù)呐潘疁显O置方法。在施工過程前，還要充分考慮到開挖排水溝、集水井或井管施工中需注意的問題與可能遇到的困難，以制定適當?shù)膽�急措施，以保證整個水利工程施工的順利完成與施工質量，促進國家經(jīng)濟的發(fā)展與保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

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