淺談水利工程施工排水技術

程亮

(黑龍江省富裕縣水利第一工程處，黑龍江 富裕 161200)

圍堰閉氣以后，要排除基坑內的積水和滲水，隨后在開挖基坑和進行基坑內建筑物的施工中，還要經常不斷地排除滲入基坑的滲水，以保證干地施工。修建河岸上的水工建筑物時，如基坑低于地下水位，也要進行基坑排水工作。排水的方法可分為明式排水和暗式排水兩種。

1 地基土質分類

地基有強透水、弱透水和不適水之分，因此對排水要求也不同。有條件的工程在動工前可采用挖坑或手搖鉆鉆探等辦法，取得土樣，查明地基各部位和不同高程的土質和地下水位等有關資料數據，供基坑開挖時確定邊坡和排水準備工作的依據。

2 基坑降水方案設計

基坑積水主要是指圍堰閉氣后存于基坑內的水體，還要考慮排除積水過程中從圍堰及地基滲入基坑的水量和降雨。初期排水的流量是選擇水泵數量的主要依據，應根據地質情況、工期長短、施工條件等因素確定。

初期排水時間與積水深度和允許的水位下降速度有關。如果水位下降太快，圍堰邊坡土體的動水壓力過大，容易引起坍坡;如水位下降太慢，則影響基坑開挖工期。基坑水位下降的速度一般控制在0.5～1.5m/d為宜。在實際工程中，應綜合考慮圍堰型式、地基特性及基坑內水深等因素而定。對于土圍堰，水位下降速度應小于0.5m/d.

根據初期排水流量即可確定水泵工作臺數，并考慮一定的備用量。水利工地常用離心泵或潛水泵。為了運用方便，可選擇容量不同的水泵，組合使用。水泵站一般布置成固定式或移動式兩種。當基坑水深較大時，采用移動式。

3 經常性排水措施

當基坑積水排除后，立即進行經常性排水。對于經常性排水，主要是計算基坑滲流量，確定水泵工作臺數，布置排水系統。

3.1 排水系統布置

經常性排水通常采用明式排水，排水系統包括排水干溝、支溝和集水井等。一般情況下，排水系統分為兩種情況:一種是基坑開挖中的排水;另一種是建筑物施工過程中的排水。前者是根據土方分層開挖的要求，分次下降水位，通過不斷降低排水溝高程，使每一個開挖土層呈干燥狀態。排水溝通常布置在基坑中部，以利兩側出土;當基坑較窄時，將排水干溝布置在基坑上游側，以利于截斷滲水。沿干溝垂直方向設置若干排水支溝。基礎范圍外布置集水井，井內安設水泵，滲水進入支溝后匯入干溝，再流入集水井，由水泵抽出坑外。后者排水目的是控制水位低于坑底高程，保證施工在干地條件下進行。

3.2 經常性排水流量

經常性排水主要排除基坑和圍堰的滲水，還應考慮排水期間的降雨、地基沖洗和混凝土養護棄水等。

四、人工降水措施

在經常性排水中，采用明排法，由于多次降低排水溝和集水井高程，變換水泵站位置，影響開挖工作正常進行，此外，在細砂、粉砂及砂壤土地基開挖中，因滲透壓力過大而引起流砂、滑坡和地基隆起等事故，對開挖工作產生不利影響。采用人工降低地下水位措施可以克服上述缺點。人工降低地下水位，就是在基坑周圍鉆井，地下水滲入井中，隨即被抽走，使地下水位降至基坑底部以下，整個開挖部分土壤呈干燥狀態，開挖條件大為改善。

3.2.1 管井法

管井法就是在基坑周圍或上下游兩側按一定間距布置若干單獨工作的井管，地下水在重力作用下流入井內，各井管布置一臺抽水設備，使水面降至坑底以下。

管井法適用于基坑面積較小，土的滲透系數較大(K=10～250m/d)的土層。當要求水位下降不超過7m時，采用普通離心泵;如果要求水位下降較大，需采用深井泵，每級泵降低水位 20～30m.

管井由井管、濾水管、沉淀管及周圍反濾層組成。地下水從濾水管進入井管，水中泥沙沉淀在沉淀管中。濾水管可采用帶孔的鋼管，外包濾網;并管可采用鋼管或無砂混凝土管，后者采用分節預制，套接而成。每節長lm，壁厚為 4～6cm，直徑一般為 30～40cm.管井間距應滿足在群井共同抽水時，地下水位最高點低于坑底的要求，一般取15～25m.

3.2.2 井點法

當土壤的滲透系數K

輕型井點是由井管、集水管、普通離心泵、真空泵和集水箱等設備組成的排水系統。

輕型井點的井管直徑為38～50mm，采用無縫鋼管，管的間距為0.8～1.6m，最大可達3.0m。地下水從井管底部的濾水管內借真空泵和水泵的抽吸作用流入管內，沿井管上升匯入集水管，再流入集水箱，由水泵抽出。

輕型井點系統開始工作時，先開動真空泵排出系統內的空氣，待集水箱內水面上升到一定高度時，再啟動水泵抽水。如果系統內真空不夠，仍需真空泵配合工作。

井點排水時，地下水位下降的深度取決于集水箱內的真空值和水頭損失。一般集水箱的真空值為400～500mmHg 柱。

4 施工排水需注意的問題

4.1 排水干溝（又稱龍溝）的布置應盡量不干擾施工，需有一定縱坡便于滲水集中，龍溝的斷面應根據滲水量和縱坡確定，因此在基坑放樣時要考慮因排水需要，把基坑開挖范圍適當擴大。

4.2.集水井的大小一般相當于所用水泵10-15min的出水量，能加大的要盡量放大，集水井深度需保證水泵工作深度，同時保持排水水面低于基坑工作面30-50cm。

合理選擇井徑和管徑，保證井徑和管徑間有一定的環狀間隙，來充填有效阻砂透水的濾料（環狀間隙應考慮不同地層情況）保證水清砂凈，在滿足需水量的前提下，不要盲目加大管徑，否則，既增加了施工難度，又增加了成本。

4.3.管井建成后，必須根據抽水實驗的結果，選擇抽水設備，不可盲目安裝大泵，否則使井的出水量超過正常的出水量，因流速過大而引起大量來砂。管井正常抽水時，其水位降深不能超過第一個取水含水層的過濾器，避免過濾管的纏絲因氧化、損壞而造成涌砂。

【1】鐘漢華.《水利水電工程施工技術》.中國水利水電出版社.2004

【2】崔中興.《水利工程地質學習與實踐》.西北工業大學出版社.2003

【3】谷兆祺.《水利水電工程經驗與案例分析》.中國水利水電出版社.2008.