塑料管井群排水技術在水利施工中的應用

水利工程對一個區域社會經濟持續穩定的發展有重要意義，但在水利工程施工中經常會發生地下水位高、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具有操作簡單、可回收再利用、應用效果好等優勢，被廣泛應用在水利施工中，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在水利施工中的應用做了如下分析。

一、案例分析

某水利工程，總庫容為3.2億m3，始建于2004年，建成后一直難以發揮出應有的價值和作用，相關人員介入調查，調查結果顯示，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揮出來，導致2011年周圍300多公頃農田被淹沒，在2014年通過塑料管井群排水技術擬建了8座強排站，有效排出積水，保護農田。

二、塑料管井群排水技術的優勢

1.有利于縮短基坑開挖工期

在水利工程施工中，經常會遇到地下水位比較高的現象，如果不能及時排除地下水，則會對基坑開挖造成的影響，甚至會發生嚴重的安全隱患。通過塑料管井群排水技術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，而應用塑料管井群排水技術后，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，在施工中應用了混凝土管井群排水技術，同時配置了3臺130kW的發電機、8臺潛水泵、4臺6寸離心泵，通過不完全統計，改善水利工程在打井、機械設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，打井、機械設備運行消耗的成本為6.21萬元。因此，應用塑料管井群排水技術相對節約了資金6.33萬元。

3.有利于提高施工質量

通過應用塑料管井群排水技術，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范合理，從而提高水利工程的施工質量。

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。這點可以充分循環利用的優勢是混凝土井群排水技術難以比擬的。

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，要充分結合周圍的水文地質情況。根據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，同樣也需要較多的設備，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，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，具體的結構布置圖如圖1所示。

塑料管井布置的依據包括: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，避免發生漏氣問題。在流砂基礎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布置轉角的位置布置，在不影響水利工程施工的位置分別設置一眼集水井。在基坑四周都要設置寬度在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在水利施工中的具體應用

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，大量實例表明，把地下水水位降低到距離最低設計標準挖深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比混凝土管井群排水技術操作流程、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公式:L=（α·q）/d來進行計算。其中α為砂層系數，如果土質粉砂層則α的取值為0.9，如果為細砂層土質則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

根據檢測單位檢測的相關數據顯示，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，而根據相應的抽水試驗可知，井管的內徑為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

在排水設備配置過程中，要根據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，根據試抽的結果，配置相應的動力設備。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，為保證鉆孔成形質量，最好在地質比較堅硬的粘土層進行鉆井，避免發生井壁坍塌或者不成井的現象。當鉆井完成好，還要進行加固處理，避免發生坍塌影響施工質量。

五、塑料管井群排水技術應用效果分析

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。基礎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，施工排水費用節省30%～50%。

六、結語

在水利工程施工中應用塑料管井群排水技術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。

在應用塑料管井群排水技術時，要先根據水利工程的實際情況和設計標準，以及周圍土質數據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。

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