電排站泵房深基坑開挖工程技術分析

周廷錄

摘 要：地基本身所具備的地下水位高、土質差的特點致使電排站泵房深基坑開挖工程難度加大，目前采取的最有效措施是利用鋼板樁配合其他施工措施進行支護截滲，同時采取基坑深井降低地下水位高度，為后期施工建設提供了一定的經驗。本文主要結合廣東江門某地區電排站重修的實際情況進行具體分析，并對其提出一些技術程面上的建議。

關鍵詞：電排站；泵房；坑基

強度大、重量輕、施工方便且速度快是鋼板樁較為顯著的優點，雖然其造價較高，但使用率和適用范圍卻不曾因為這個因素受到影響，只是目前很少運用于挖掘泵站基坑。2006年廣東江門某地區電排站重建時，在采取木樁護坡和輕型井點排水措施改變地質條件均失敗的情況下嘗試了利用鋼板樁支護截滲辦法，取得了效果，保證了施工質量和進程。

1 工程概況

該地區坐落于西江支流之上，該段支流的澇災較嚴重，只能靠周邊的電排站進行排澇，然而因為其中一座電排站因起初設計時標準過低而導致排澇效果不高，即使后期進行多次改造仍無法取得理想效果，為保證該地區農作物生長發展需要，相關部門決定對其進行拆遷重修。據數據顯示，后期選址面積月3.54萬畝，其中魚塘面積為1.72萬畝，是目前該地區裝機容量最大的電排站，并且配備了自動化控制設備。

2 水文地質條件

該地區屬于亞熱帶季風氣候區，全年降水豐富，氣候溫和，且雨量主要集中分配在4—9月，其中以六月降水量最為豐富，全年降水量最大為1839.2mm，最小為942.3mm，平均雨量為1566.7mm。該地區新建的電排站坐落于西江支流上，由于該地區屬于珠江三角洲的沖積平原，所以經常受到潮汐影響，且該地區地基是由人工填土搭起來的。其具體成分從下到上分為：1）中砂：主要就是厚度為2.1-3.6m的含礫石質，其土層巖石主要為灰黃色，且密度大，分選差，不含泥質；2）粉砂：厚度為1.2-2.8的砂質，主要特點為砂質松散且飽和度較高，土層為灰黃色或黃色；3）粉質粘土，具有一定的可塑性，整體粘土厚度為1.2-5.3m，其結果氛圍上下兩部，上面為純度較高的粘土，下面則為砂質，土層呈褐色或灰黃色；4）淤泥質土：厚度為0.6-3.7m的淤泥，部分養分來源于有機物或樹葉腐化，土層顏色為灰色或深灰色；5）粉砂夾淤泥質土：主要特征是粉砂和淤泥交錯沉積，互相夾雜在一起，該類土質全場都有分布，且厚度為9.9-15.2m.6）粉質粘土：可塑造性高，局部地區有淤泥沉積，土層為1.0-6.6m，7）筑填土：該類土質的主要成分是粉質粘土，較適合用于耕作，上部是碎石，下部則為較為純粹的粘土。

3 基坑施工

計劃新建的電排站主要工作內容為挖掘基坑，填筑圍堰。除了主泵房基坑的挖掘，還需完善木樁攔污柵、打樁平臺、鋼板樁支護、基面處理、輕型井點排水和基坑深井降水六個環節。以下我們具體對這六個環節進行分析：

3.1 打樁平臺

根據設計圖紙要求，-2.25m是打樁基面的最合適高度，但往往在我們挖掘基坑的過程中才會發現，因為地下水位過高，且水量豐富，挖掘工作無法繼續進行，常規降低地下水位的排水方法也未能取得顯著效果。而此時的地基土質處于飽和狀態，任何附加活動都有可能造成土質成分的改變，從而降低其承載力，造成樁機無法正常進行操作的局面。為避免以上情況的發生，保證施工的順利進行，可采用在基面上填補1m厚的干燥黏土，經過加工處理作為打樁基面使用。

3.2 輕型井點排水

基面往下10m深處的土質一般都含有淤泥，滲透力極差，且容易造成管道擁堵，加上打樁過程中對地面產生的振動，一定程度上危及到邊坡的穩定性，對整個施工項目的開展都是極不利的。所以，在施工過程中，為保證施工順利進行，打樁平臺基面不收水漬污染，相關負責人對地形進行實地考察后提出，采用人工法降低地下水位，簡稱輕型井點排水法。具體操作方法如下：選取150根鋼管和100個硬塑管進行挖孔成井，在基坑內部布置15個8m深的井點，且每個井點相隔6m。通過挖掘機將150鋼管沉壓至孔內，然后將纏有過濾布的硬塑管插入鋼管內成井，并將碎米石灑在硬塑管周圍。再借助水泵的作用將地下水抽到基坑邊側的水溝里，最后再通過說泵將水溝的水抽出基坑之外，從而保證整個基坑的干燥程度。經試驗證明，輕型井點排水閥一定程度上降低了基坑的地下水位，促進了施工的順利完工。

3.3 木樁攔污柵

管樁施工結束后，仍需繼續實行對基坑的深挖工作，但由于地下水位過高，基坑內積水較多，致使工作無法正常開展，且在北江一側因為邊坡不穩定出現塌方的情況。為保持邊坡穩定，施工隊在水涵管處的坡腳處打入一排長約6m的木樁用于維護邊坡，防止下滑。但事實證明即使有木樁的維護，在進行基坑開挖時邊坡仍存在下滑情況，嚴重影響到施工進度。一定程度上說明，單純的木樁護坡無法真正解決邊坡下滑問題。

3.4 鋼板樁支護

由于泵站工程開工所耗費的周期長，開工近10天基坑仍然沒開挖完整。工程指揮部為確保工程能順利完工，聚集施工單位、監理單位和設計部門開會，最終決定采取利用鋼板樁對基坑進行支護截水。具體做法如下：將鋼板樁逐一布置在之前布置好的雙排木樁周圍，這里對鋼板樁布置的具體要求為，樁位應沿著主泵房底板較長邊圍方向5m的位置進行延伸，且距離主泵房底板邊線3m處，鋼板樁的長度每根約為6米，對于樁頂和樁底高程的要求分別為-1.5m和-7.5米，并且在基面上用10mm長的繩索對鋼板樁進行拉錨加固，將錨固定在基面兩側，對其進行削坡，以減輕鋼板樁的承載力，從而減少其壓力。

3.5 基坑深井降水

鋼板樁的使用讓基坑的支護和滲透問題得到了很大程度上的解決，但地下水位高和鋼板樁兩側滲水問題仍是困擾施工隊動工的難題。對泵房基坑深度的要求迫使施工隊必須將基坑水位向下至少再降低0.75m，才能保持整個基坑的干燥性，所以對地下水實行截源工作成了刻不容緩的任務。具體操作方法是首先在主泵房周圍按尺寸大小相同（口徑：127mm，成井深度：8m，），距離相等的標準設置4口降水井，然后將包有6層過濾布的套管（長約127mm）放置用鉆機鉆的146mm深的孔內，套管周圍填上碎米石，密封。再利用小型水泵將套管內的水抽到基坑兩側的集水溝內，最后利用水泵將集水溝內的水抽出坑外。借此降低地下水位的高度，從而保證施工的順利開展，保持基坑的干燥性。

3.6 基面處理

斜坡不穩定和地下水位高的問題均通過采用鋼板樁支護滲流取得了一定的成效，基坑工作能夠順利開展。但實踐證明，施工隊進行基面挖坑時仍然會發現基坑內有水滲出。所以我們在施工時可將基底向下深挖300mm，然后再回填300mm的碎石，并在基坑周圍設置深度為0.5m，間距為4—5米的排水暗溝，采用碎石回填，泳衣疏通坑內滲水的問題；或在基坑中間設置口徑為1m的排水井，井中套上用過濾布包裝的鋼筋籠，周圍用中砂填實，其主要目的是收集基坑內的水漬，將其排出坑內，以保證基坑內部干燥。同時，回填的碎石經碾壓機壓實后可增強基底的承載力。

4 結語

以上實踐證明，采用基坑深井降低地下水位高度和鋼板樁支護截滲有利于施工隊將基坑挖至預定的深度，基面進行處理后就可進行混凝土墊層工作，為整個建筑工程的施工工作創造了有利條件。由此可見，鋼板樁支護截滲和基坑深井降低水位的方案確實存在著切實可行性，不僅解決了施工過程中遇到的難度，還保證了整個施工進度。

參考文獻：

[1]袁光欲.《水利水電施工》[M].中國水利水電出版社，2011（06）.

[2]戚筱俊.《工程地質及水文地質》[M].水利水電出版社，2012（10）.