水利工程基坑排水施工技术的分析.pdf

陕西水利 2 1- 1 1 5年iI i} l 技专刊 1引言 水利工程基坑排水施工技术的分析 王晓艳 ( 江西赣抚平原水利工程 管理局 江西 南昌 3 3 0 0 9 6 ) 摘要水利工程建设 中， 如果坑基排水 处理不 当会给整个水利 工程的施工质量造成严重后果 。 因此 。 需 要对水利工程基坑排水施工技 术进行分析 。本文就从基坑排水施工方案的确 定、 基坑 降水方案 设计、 排水施工、 开挖排水沟、 集水井或井管施工等需要注意的问题进行分析。 关键词水利 工程 ； 基坑排水 ； 施 工技术 中图分类号 ： T U 7 5 3 文献标识码 ： B 随着社会的发展与进步， 人们对关乎自己生命财产安全的 水利工程建设质量的要求也越来越高， 基坑排水施工质量对整 个水利工程的质量起着重大作用。良好的施工排水有助于减少 开挖的工程量， 还可以提高土基的承载能力。如果施工排水处 理不当， 很可能导致整个水利工程的地基不稳定。因此， 保证水 利工程中基坑排水施工质量是必要的。 2基坑排水施工方案的确定 确定采取何种坑基排水施工方案，应综合当地 的地质环 境 、 水文环境来考虑。根据当地往年的降水量， 地质条件， 水文 情况设计 出合适的方案。绝对不能仅依靠其他工 程的施工经验 来施工， 否则后果不堪设想。例如： 在富蕴吐尔洪工程基坑排水 中， 由于该地区以砂砾石地层为主， 采用明沟排水效果会很好 ； 在尉犁县阿恰枢纽工程中， 因当地以砂土地层为主， 适合采用 井点排水。在基坑排水的施工中还要充分考虑坑基范围内的地 下水、 雨水、 围堰渗水这些因素。由于江河湖泊的沿岸地质和地 下水位在不同的时期会出现变化， 所以在确定基坑排水施工方 案时要保证一定的安全系数。还要针对可能出现的各种问题事 先提出解决方案， 以保证整个水利工程的质量。 3基坑 降水方案设计 3 ． 1 降深要求 在基坑开挖过程中， 需要将填土层挖穿 ， 从而进入强透水 性的砂层。基坑开挖中会出现较大的涌水， 如果发生涌水和流 砂 ， 就会给基坑开挖造成危险 ， 影响坑壁结构的稳定 。因此 ， 需 要采取措施避免发生涌水和流砂，以确保基坑开挖的安全性 ， 稳定坑壁结构。在设计降水时， 应该充分考虑基坑降水和基坑 支护的施工降水， 一定要确保在基坑开挖中地下水位降到基础 桩承台底 5 0 c m以下 ， 而且基坑的降深也要低于开挖基底 5 0 c m 以上 。 3 ． 2降水方案 从我国目前的降水方案来看， 明沟降排水法和管井井点降 水法在基坑降水中比较常用。基坑明沟降排水比较适用于土层 一 6 4一 比较密实 ， 降水深度不大， 基坑较浅和坑壁比较稳定的降水工 程。管井井点降水排水量大， 比较适用于地下水丰富的土层和 砂层， 降水深度大， 利用明沟排水容易造成流砂 的地区的降水 工程， 管井井点降水法常与明沟降排水法综合使用。因此， 在确 定降水方案时要充分考虑当地的地质条件和降水深度 ， 保证降 水方案的安全可靠、 经济合理。 4排水施工 4 ． 1明沟排水施工 使用明沟排水施工过程 中， 设置排水沟 时， 应充分考虑 施工期 间的降雨汇水、 施工中的积聚余水、 基面泉水 、 基面渗 水 、 基坑 渗水 。在排水 沟设 置 中要结合基 坑 的来 水量 、 基坑 的 地形与地质 、 基坑大小范围 、 基坑开挖深度等一系列数据资 料综合分析。最好能利用原有的地形优势进行 自然排水 ， 对 于未排完的余水通过排水沟流人人工排水井 ，用水泵排干 净。基坑的排水过程中， 一有机会就要将基坑中的积水快速 地排出，以保证基坑能在时间范围内达到固结干燥 的要求。 这样有利于基坑中的具体情况被施工人员快而准确地了解 和掌握 ， 方便施工人员的后续施工 ， 也有利于为整个水利工 程施工打好基础。 由于不同地区的地质 、 地形和水文环境的不同， 水利工程 基坑情况也不同。根据基坑的实际状况 ， 排水沟的布置方法因 地而异。主要有三种 ： ( 1 ) 如果当地地质比较差 ， 地下水的水位比较高 ， 基坑开 挖的深度和范围也比较大 ， 基坑的渗水量大。面对这种复杂 的基坑情况 ， 一般在设置排水沟时 ， 会根据当地地形的等高 线的位置来设置，沿着等高线进行分层次地设置排水沟， 每 层排水沟会将水引流入相对应的集水井 中， 然后利用水泵将 水排 干净 。 ( 2 ) 如果当地的原有地形具有 自己排水的优势， 一般会在 基坑的周围设置排水沟 ， 将余水引流入集水井， 然后利用水泵 将余水排干净。 ( 3 ) 如果 当地地质较好 ， 地下水位较低， 基坑的渗水量较 小 ， 基坑开挖的深度和范围也比较小， 一般会在基坑周围自上 而下根据需要开挖几条纵向和横向排水沟， 这样有利于水从高 向低排入集水井 ， 然后利用水泵将水排干净。 施工技术 4 ． 2 粉土和粉砂基础降低地下水施工 通常情况下 ，粉土和粉砂基础位于地下水位较高的地方。 在进行基坑基础开挖过程中， 由于地下水的水位高 ， 导致基坑 的渗水作用强 ， 容易造成流砂 、 管涌事件的发生， 这就给基坑排 水施工造成了困难。因此， 在粉土和粉砂基础上进行基坑排水 施工， 就必须降低地下水的水位。在基坑排水工程中， 可以改善 技术 ， 或者在基坑四周设置井管排水系统 ， 传统的用铺垫砂砾 来增加反滤层以防止流砂和管涌发生的办法是不可取的， 因为 它会增加工程量和成本。例如， 我国在滨海地区修建涵闸时， 施 工人员从基坑排水施工技术方面人手 ， 通过沉井加水力冲填的 方法为施工降低排水造成的困难系数 ； 或通过在基坑四周设置 井管排水系统的方法来降低地下水位 ， 这两种方法均取得了较 好的效果 。 4 _ 3 井 管施工 在水利工程基坑排水施工中， 利用井管施工技术， 一般需 要钻井器械和水冲沉井工具如大锅锥来造孔。根据井管的外径 来确定造孔的直径 ， 如果井管的外径是 4 5 e m一5 5 e m时， 那么大 锅锥造孔的直径就必须是 7 5 e ra一8 5 e m。在造孔中可能会出现 井壁塌陷， 为了防止井壁坍塌 ， 利用 1 ． 1 ～1 ． 2比重的泥浆进行 固壁处理是一个行之有效的方法。从开始造孔到完成造孔中施 工的， 都要保证孔中的泥浆比地下水的水位高但是要比井管管 口低 5 0 e m左右。当钻孑 L 的深度达到要求时， 需要下放井管。首 先将放普通型的混凝土底管下放 ， 然后将无砂性质的混凝土管 下放 ， 要将透水性高、 质量高的井管下放在下部 ， 将质量一般、 透水性一般的放在上部。完成井管下放后 ， 将黄沙、 碎石 、 细砾 石填充在井管底部， 厚度最好为 5 0 e m， 对于井管与钻孔之间的 空隙部分 ， 用粗砂与细砾石回填充。 5开挖排水沟、 集水井或井管施工需注意的问题 5 ． 1 排水沟 排水沟的设置要建立在尽量不干扰施工的基础上 ， 为了更 好地排水， 排水沟需要一定的坡度 ， 排水沟的断面设置要满足 渗水量和纵坡的要求。为了满足排水需要 ， 在可以允许的方位 内尽可能的近基坑开挖范围适当扩大。 5 ． 2集水 井 集水井的大小需要根据水泵在一定时间内抽取的出水量 来确定，集水井的直径需要根据水利工程的施工规模来确定， 还有集水井的深度也要根据水泵的工作深度来设计， 以保证水 泵能将集水井中的积水排干净。 5 ． 3 井管施工 在井管施工中， 滤水管容易出现偏移 ， 因此需要在滤水管 位置安置扶正器以确保滤水管保持居中的位置， 保证滤水管正 常工作 。 6工程实例分析 以京山县高关水库枢纽工程为例 ， 该工程处于大富水河上 游， 地下水水位高 3 ． 6 2 m， 基坑深度为 6 ．7 8 m， 根据资料显示 ， 该 地 3 m以上的是后填土壤， 3 m以下的是粉砂层。为了工程的安 全施工， 决定利用通过人工降低地下水水位 ， 运用管井井点降 水法进行降水。在基坑周围设置 6口集水井 ， 利用直径为两英 寸的水泵进行抽水， 力求将地下水水位控制在 一 1 ． 4 0 m以下。根 据综合分析计算得出集水井的深度需要 1 4 m， 每 口集水井的出 水量每秒是 2 3 m3 , 降水的深度达到 5 m以上 ， 才能够保证工程的 正常工作。在集水井等设置好后， 需要进行试抽水， 以检查工程 的效果。先抽水 5天， 达到标准后， 用相关机械开挖， 等挖到了 设计标准后， 还没有出现渗水的状况， 说明此前期工程满足了 需求， 可以进行后面的泵室钢筋混凝土施工。此工程采用管井 井点降水法就是根据当地的实际情况出发， 充分考虑了当地的 地形， 地下水水位、 土质、 基坑深度、 降水深度等影响深度。 7结语 水利工程基坑排水施工受到地形、 地质情况与水文环境的 制约。因此， 在基坑排水施工中， 要充分考虑各种影响因素， 结 合各种有力数据和资料 ， 选取最适合的坑基排水方案， 切不可 根据以往的工作经验生搬硬套， 要结合实际情况 ， 来确定是采 用明沟排水法还是采用管井井点降水法， 还是综合两种方法进 行施工。 在采用明沟排水施工中， 也要根据当地的地形、 地质等 实际情况， 采取最恰当的排水沟设置方法。在施工过程前， 还要 充分考虑到开挖排水沟 、 集水井或井管施工中需注意的问题与 可能遇到的困难 ， 以制定适当的应急措施 ， 以保证整个水利工 程施工的顺利完成与施工质量， 促进国家经济的发展与保障人 民群众的生命财产安全。※ 参考文献 【 1 】 刘宝平． 水利工程基坑排水施工技术卟河南科技． 2 0 1 0 ( 1 0 ) ： 3 8 【 2 】张银 来． 水利 工程基 坑排 水施 工技 术 技 术 与 市场 U 】 ． 2 0 1 1 ( 0 5 ) ． 【 3 ] 杨建柱， 方成， 李强． 浅析水利工程基坑排水施工技术[ I 】 ． 科技 博览， 2 0 1 0 ( 1 1 ) ： 7 6 ． [ 4 】 潘淼， 李树森． 水利工程基坑排水施工技术分析． 科技传播U J ． 2 0 1 3 ( 1 1 ) ： 7 5 ． 一 6 5—