水利工程基坑排水施工技術(shù)研究

馬伊君 李波

摘 要：水利工程的基坑基本上都存在著滲水現(xiàn)象，不但影響到工程施工的順利進(jìn)行，也威脅到施工質(zhì)量與安全，因此，必須根據(jù)工程的實(shí)際情況，采取最合理的基坑排水施工技術(shù)，才能保障施工的安全。

關(guān)鍵詞：水利工程；基坑；排水；施工技術(shù)

引言

基坑排水施工作為水利工程建設(shè)中的重要流程，良好的施工技術(shù)有助于增強(qiáng)土基所具有的承載力，充分保障地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定與安全。

1 水利工程基坑排水施工技術(shù)

1.1明溝排水施工技術(shù)

水利工程的基坑排水要求不高時(shí)，一般采用明溝排水施工技術(shù)，即利用基坑的地形條件來完成基坑水的自流排水，其特點(diǎn)是施工設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、排水比較順暢，應(yīng)用比較普遍。

明溝排水施工技術(shù)按排水溝布設(shè)的不同，可分為以下三種：

第一種，在基坑的四周布設(shè)排水溝。施工時(shí)，沿著基坑的四周，按從高到低的方式開挖排水溝，把基坑水引到集水井后再用水泵排水。

第二種，在基坑的等高線處布設(shè)排水溝和排水井。施工時(shí)，順著基坑相同的等高線，按分層設(shè)置的方法來開挖排水溝與排水井，通過排水溝把水一一引入與之對(duì)應(yīng)的排水井，再利用水泵排水。常用于基坑土質(zhì)較差、開挖范圍較大、開挖深度較大、滲水量較大、地下水位較高的情況。

第三種，在基坑的軸線方向布設(shè)排水溝。施工時(shí)，可以沿著基坑的縱向軸線，由上向下開挖排水溝，并把集水井布設(shè)在排水溝的下游；或者是在沿著縱向軸線開挖排水溝的基礎(chǔ)上，再沿著橫向軸線開挖幾條排水溝，使基坑水通過這幾條橫溝流入縱溝，然后流入到排水井，最后再由水泵排出。常適用于基坑土質(zhì)較好、開挖范圍不大、深度較淺、滲水量較小的情況。

明溝排水施工需要注意以下幾點(diǎn)：①不管采用哪種方式來布設(shè)排水溝，排水溝都必須保持一定的坡度，以保證集水的順暢；②排水溝的布設(shè)不得影響到水利工程施工的正常進(jìn)行；③排水溝深度與寬度并非越大越好，而必須根據(jù)基坑的排水量來合理選擇。

1.2 井管法排水施工技術(shù)

如果基坑土的滲水性較強(qiáng)，必須大幅度降低地下水位時(shí)，一般通過在基坑的周圍鉆若干個(gè)井，并在井底放置混凝土濾管，再用水泵分別抽出井里的水，這就是井管法排水施工技術(shù)。

首先，要用旋鉆機(jī)等鉆井設(shè)備來鉆孔。通常鉆孔的直徑都要比井管的外徑大300mm左右，如井管外徑為400～500mm，則鉆孔的直徑要取700～800mm。鉆孔的同時(shí)要用比重為1.1～1.2的泥漿固壁。在整個(gè)鉆孔過程中，井孔內(nèi)的泥漿面都要保持在比地下水面高的位置，但與井口的距離不得小于400～600mm。

其次，當(dāng)鉆孔深度達(dá)到施工要求時(shí)，必須及時(shí)下放井管。井管的下放應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：①要先放普通混凝土管，后放無砂混凝土管；②澆筑質(zhì)量與透水性較好的井管應(yīng)當(dāng)放在下面，性能一般的放上面；③相鄰兩根井管要用熱膠結(jié)劑進(jìn)行粘結(jié)，同時(shí)在接縫處涂抹熱膠結(jié)劑并纏上玻璃絲布或粗布，再用鉛絲把4根長(zhǎng)350mm、寬35mm左右的竹片或木板綁在接縫處，以固定井管接頭并使其保持垂直。

再次，當(dāng)井管全部下放完成后，往底管內(nèi)部以及井管與鉆孔間的間隙內(nèi)回填濾料。先往底管內(nèi)填入一層厚度為500mm的黃砂，接著再填入一層同樣厚度的碎石或細(xì)礫石，然后再往井管與鉆孔的間隙中填入細(xì)礫石或粗砂，以便在抽水時(shí)實(shí)現(xiàn)攔砂、濾水的功能。細(xì)礫石和粗砂的平均直徑應(yīng)當(dāng)控制在含水土層平均直徑的8～12倍范圍內(nèi)。

1.3井點(diǎn)法排水施工技術(shù)

在比較小型的水利工程中，通常基坑的深度較淺，地下水位也較低，這種情況下可采用井點(diǎn)法排水施工技術(shù)。施工時(shí)，只需要沿著基坑的周圍設(shè)置幾個(gè)井點(diǎn)，并通過水管把它們連接起來，從而組成一個(gè)排水系統(tǒng)，最后用水泵抽出系統(tǒng)內(nèi)的水。井點(diǎn)法排水系統(tǒng)可以是一個(gè)單獨(dú)的排水系統(tǒng)，也可以把多個(gè)排水系統(tǒng)通過三通管、五通管等連接組成復(fù)合排水系統(tǒng)，并分別進(jìn)行抽水。連接井點(diǎn)的水管一般采用普通材質(zhì)的塑料管，當(dāng)基坑范圍較大且土質(zhì)滲水比較大時(shí)，可用鋼管來連接井點(diǎn)。

1.4降水法施工技術(shù)

在水利工程基坑開挖過程中，對(duì)于在較高地下水位處的粉砂和粉土基礎(chǔ)，很容易由于滲水而導(dǎo)致管涌、流砂現(xiàn)象的發(fā)生，造成施工難度變大，在這種情況下，要采取各種措施來降低地下水位以保證施工的順利進(jìn)行，就是降水法施工技術(shù)。傳統(tǒng)的降水法有鋪墊砂礫反濾層法、放緩邊坡法、柴梢法等，但由于會(huì)大幅增加工程量，造成成本增加，而且還會(huì)干擾到正常的施工，已經(jīng)逐漸被一些新的方法如沉箱法、沉井加水力沖填法等所取代，另外也可以通過井管排水系統(tǒng)或射流裝置來排水。

2 基坑排水施工應(yīng)注意的問題

2.1要加強(qiáng)對(duì)集水井大小的控制

在水利工程基坑排水施工過程中，集水井的大小必須控制好。集水井過小時(shí)，會(huì)造成水泵出現(xiàn)干抽而燒壞，過大則會(huì)造成施工成本的增加。一般來說，集水井的容水量應(yīng)當(dāng)不低于水泵在10～15分鐘內(nèi)的出水量。另外，集水井的深度不但要符合水泵工作要求，還要使排水的水面與基坑工作面的距離保持在300～500mm。

2.2要加強(qiáng)對(duì)水泵的選擇與管理

首先，必須根據(jù)抽水試驗(yàn)的數(shù)據(jù)來選擇最合適的水泵。水泵抽水量過大時(shí)，由于抽水量大于排水量，會(huì)造成流速增大，出現(xiàn)干抽現(xiàn)象或者抽出大量的砂石，最終導(dǎo)致水泵損壞；水泵抽水量過小，則無法把基坑排出的水及時(shí)抽出，造成基坑水位越來越高。

其次，對(duì)于施工范圍較大或者是滲水量比較厲害的基坑，由于排水量大，水泵往往需要長(zhǎng)期不停地抽水，容易出現(xiàn)故障，為了避免由于水泵故障而耽誤了基坑排水作業(yè)，就必須配備若干數(shù)量的水泵作為備用，以便在水泵發(fā)生故障后，能夠快速地予以更換，不至造成基坑排水的延誤。

再次，要加強(qiáng)對(duì)水泵的保護(hù)。對(duì)于水泵的安裝位置應(yīng)當(dāng)便于拆卸與撤離，以便在出現(xiàn)強(qiáng)降雨量、基坑水暴漲而無法施工的情況下，能夠快速地將水泵撤走，避免水泵被水淹而損壞。

2.3要合理選擇水泵排水位置

在用水泵抽出集水井內(nèi)的滲水時(shí)，必須注意加強(qiáng)對(duì)水泵排水位置的選擇。距離太近，則容易造成抽出的水回滲入基坑內(nèi)，影響到基坑排水的效果；距離過遠(yuǎn)，則會(huì)造成抽水速度下降，基坑排水效率降低，不利于工程施工的進(jìn)度安排。一般情況下，最合理的排水位置，就是在確保排出的水不會(huì)回滲的情況下，排水距離越近越好。

2.4要加強(qiáng)對(duì)基坑排水設(shè)施的維護(hù)與清理

基坑排水施施在排水過程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)堵塞或損壞現(xiàn)象，因此，必須安排專人對(duì)排水設(shè)施進(jìn)行維護(hù)與清理，如定期對(duì)排水溝、排水井、井管、水泵管道等進(jìn)行清洗，清除沉淀，以保證基坑排水的通暢。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，基坑排水施工技術(shù)在水利工程中有著非常重要的作用，只有嚴(yán)格按施工要求進(jìn)行基坑的排水，才能保障水利工程建設(shè)的質(zhì)量、安全與工期，并促進(jìn)水利工程的可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：中國(guó)水利水電第四工程局有限公司）