泵站深基坑開挖施工降水技術(shù)研究

陳浩

摘 要：本文主要以揭西縣棉湖貢山泵站為例，對(duì)其深基坑開挖施工降水技術(shù)進(jìn)行了分析。首先，對(duì)泵站深基坑開挖施工降水方案的選擇開展分析，明確其具有井點(diǎn)法和明排法兩種。其次，對(duì)施工降水設(shè)計(jì)及計(jì)算進(jìn)行了探究，論述了降水的運(yùn)行，最后對(duì)降水井效果進(jìn)行觀測(cè)，為關(guān)注這一類話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：泵站 深基坑 施工降水技術(shù) 明排法

隨著時(shí)代進(jìn)步，社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平提升，城市化進(jìn)程不斷加快，水源工程受到了關(guān)注和重視。作為最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，不僅與人們生活息息相關(guān)，而且還有利于維護(hù)城市正常運(yùn)行。其中泵站是必不可少的，具有基坑深、范圍廣的特點(diǎn)，因此需要熟練掌握深基坑開挖施工降水技術(shù)，以便有效發(fā)揮泵站性能。

1.施工降水方案的選擇

在進(jìn)行揭西縣棉湖貢山泵站深基坑開挖施工中，施工降水方案的選擇是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，科學(xué)合理的方案不僅能夠促使施工順利進(jìn)行，而且還有利于提高施工效率，將深基坑開挖施工降水技術(shù)作用充分發(fā)揮出來，進(jìn)而在整體上提高泵站建設(shè)質(zhì)量，確保其具有完好的性能。從當(dāng)前基坑降水方法來看，最常用的有兩種，分別是井點(diǎn)法和明排法。其中，第一種方法是進(jìn)行強(qiáng)制性的降水。這就需要發(fā)揮井點(diǎn)管的作用。在泵站深基坑開挖施工過程中，依據(jù)基坑的特點(diǎn)，將井點(diǎn)管埋入合適位置，保證井點(diǎn)管具有良好的抽水功能，這樣會(huì)持續(xù)性的將地下水抽走，進(jìn)而可促使地下水降至設(shè)計(jì)深度。在現(xiàn)階段，井點(diǎn)基坑降水方法有多種形式，如噴射井點(diǎn)形式、輕型井點(diǎn)形式、電滲井點(diǎn)形式等。每種形式都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)基坑有著明確的要求，所以應(yīng)該根據(jù)泵站基坑實(shí)際特點(diǎn)與要求，選擇最合適的形式。如，噴射井點(diǎn)形式，比較適合基坑較深的，其土滲透系數(shù)在0.1-50m/d的砂土、粉土中使用，具有施工效率高，排水深度大等優(yōu)勢(shì)，其深度最高可達(dá)20米。再如，電滲井點(diǎn)形式適合應(yīng)用到土滲透系數(shù)不超過0.1m/d的粉質(zhì)黏土中。第二種方法屬于重力降水，也就是在基坑施工中，為了達(dá)到了良好的降水效果，將集水井、排水溝都設(shè)置在基坑的周圍，加快了降水速度。雖然這種方法具有降水成本低的優(yōu)勢(shì)，但其應(yīng)用范圍受到了一定限制，通常情況下在基坑不深的施工中應(yīng)用較多。

為了選擇最佳的施工降水方案，需要對(duì)揭西縣棉湖貢山泵站及基坑特點(diǎn)進(jìn)行了分析。泵站基坑底高程為-10.78米，通過對(duì)深基坑的深度測(cè)量可知，其開挖深度為15.30m，為了滿足施工需要，需要對(duì)地下水的降至進(jìn)行合理的控制，在工程中其應(yīng)該到泵站底板的1米以下?？梢?，該工程泵站對(duì)施工降水有著較高的要求，而且基坑較深，很明顯不適合采用明排法。因此，需要使用井點(diǎn)法進(jìn)行施工，進(jìn)行強(qiáng)制性降水。選擇最合適的施工降水方案，可促使施工有效進(jìn)行。

2.施工降水設(shè)計(jì)及計(jì)算

為了滿足施工降水的高要求，在本工程中采用了“三級(jí)開挖”的方法，以便提高施工效率，保證施工質(zhì)量。下兩級(jí)需要借助管井的降水方式。在這一過程中，需要對(duì)管井進(jìn)行科學(xué)合理的布置。在本工程中，需要在合適的位置進(jìn)行井管設(shè)置，同時(shí)其所覆蓋的范圍設(shè)計(jì)成寬76米、長90米的矩形。由于一級(jí)主要是以土壤為主，其總的水量并不大，所以不需要進(jìn)行井管的設(shè)置，只需要使用明溝集水的方法，就可以快速的排水。在基坑三級(jí)開挖完成后，需要對(duì)井點(diǎn)管的埋深進(jìn)行計(jì)算。這就需要借助H≥H1+h+iL這一公式進(jìn)行計(jì)算，其中H1、L分別代表著井點(diǎn)管面置到泵站基坑底面的深度和到基坑中心點(diǎn)水平距離。基坑到降低后地下水位線距離用h表示，而公式中的i則表示水利降坡。在揭西縣棉湖貢山泵站基坑施工中，H1、L、i、h分別為11.35米、38米、1/10、2米。所以井點(diǎn)管埋深為H=11.35+2+38×1/10=17.15m。因此，在進(jìn)行施工降水計(jì)算時(shí)，需要算出井點(diǎn)管的埋深，借助相關(guān)公式即可。

在本工程中，巖土空隙存在很大的差異性，給其深基坑施工帶來了很多不便。在不均勻巖土空隙中，地下水的運(yùn)行也會(huì)受到嚴(yán)重的影響，其整體運(yùn)行狀態(tài)將會(huì)呈現(xiàn)復(fù)雜性的特點(diǎn)，由于地下水運(yùn)行出現(xiàn)了不穩(wěn)定的現(xiàn)象，對(duì)基坑涌水量會(huì)造成不良影響，難以確保計(jì)算的準(zhǔn)確性。因此，為了最大限度縮小計(jì)算的誤差，可以借助簡化模型。并且現(xiàn)階段關(guān)于基坑涌水量的計(jì)算方法都是以裘布依水井理論為依據(jù)的，并運(yùn)用基坑用水量微方程Q=K2πrM dy/dx，其中K、M分別代表滲透系數(shù)與有效含水厚度，其分別是6m/d和39.9米。基坑等效半徑用r表示，最后算的Q=6781.5m3/d。

3.降水運(yùn)行

在揭西縣棉湖貢山泵站深基坑降水施工中，為了確保良好的施工效果，還需要進(jìn)行降水運(yùn)行。通常情況下，需要依據(jù)深基坑降水施工實(shí)際狀況，選擇合適的降水運(yùn)行時(shí)間，為其降水工作開展奠定良好的基礎(chǔ)。有效的開展降水運(yùn)行，也可以促使深基坑中的地下水位下降，為日后泵站運(yùn)行提供有利條件。但在這一過程中，需要結(jié)合工程實(shí)際情況，對(duì)降水運(yùn)行量進(jìn)行科學(xué)合理的控制。其中，最重要的是需要保證泵站可以連續(xù)進(jìn)行工作。由于在降水運(yùn)行期間存在很多不穩(wěn)定性的因素，因此最好實(shí)行24小時(shí)值班制，并對(duì)降水運(yùn)行情況進(jìn)行詳細(xì)的記錄。另外，泵站深基坑降水運(yùn)行工作具有復(fù)雜性特點(diǎn)，所以需要對(duì)降水運(yùn)行記錄進(jìn)行整合和分析，對(duì)重要的數(shù)據(jù)繪制成表格或者相應(yīng)的圖形，以便為相關(guān)施工人員呈現(xiàn)直觀的畫面，為其以后的降水工作提供可靠的參考依據(jù)，既能確保具有良好的降水效果，又能提升施工效率，促使泵站高效運(yùn)行。

4.降水效果觀測(cè)及分析

在深基坑開挖施工降水完成后，還需要對(duì)實(shí)際的降水井效果進(jìn)行觀測(cè)和分析。在對(duì)揭西縣棉湖貢山泵站基坑施工降水效果觀測(cè)中，借助功率為2.2kW的潛水泵，為了實(shí)現(xiàn)全方位、多角度的觀測(cè)，設(shè)置了24小時(shí)的觀測(cè)時(shí)間。在觀測(cè)之后，如果確定其出水始終處于一種穩(wěn)定的狀態(tài)，可以直接進(jìn)行其他降水管的施工。否則，需要采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，并繼續(xù)觀察。如在進(jìn)行泵站其它降水管施工時(shí)，突然發(fā)現(xiàn)泵站深基坑滲水減少，此時(shí)觀察基坑的開挖高度已經(jīng)達(dá)到了泵房高程的11.48米，基坑內(nèi)水位高程在11.00米左右，前池高程也不斷上升，已經(jīng)達(dá)到了9.4米，雖然施工機(jī)械還可以正常運(yùn)行，但實(shí)際上存在很大的安全隱患。為了保證施工人員生命安全，減少安全事故發(fā)生，應(yīng)該對(duì)泵站深基坑降水異常狀況進(jìn)行觀察和分析，并對(duì)其影響因素進(jìn)行研究，以便采取有效解決方法，促使施工安全進(jìn)行。通過對(duì)本工程施工狀況分析可知，其施工主要不科學(xué)、不合理的現(xiàn)象，存在以下幾個(gè)問題：

第一，泵站地理位置比較特殊，水網(wǎng)密布，水文條件比較復(fù)雜。地層結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)復(fù)雜特點(diǎn)，因此不同區(qū)域的滲透性具有較大的差異性，在很大程度上對(duì)基坑滲水量產(chǎn)生著巨大影響，難以確保其水量計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性。一旦計(jì)算誤差過大，會(huì)導(dǎo)致基坑降水出現(xiàn)不正常的現(xiàn)象，引發(fā)各種問題。針對(duì)這種情況，需要開展抽水試驗(yàn)的工作，以便確保滲透系數(shù)的正確性，進(jìn)而可將一部分不安全因素排除。

第二，在泵站基坑施工過程中，因?yàn)檎鞯卦颍诱`了管井施工。所以當(dāng)發(fā)現(xiàn)深基坑降水出現(xiàn)不正常現(xiàn)象時(shí)，還應(yīng)該對(duì)這一因素進(jìn)行充分的考慮，很能因?yàn)闆]有在第一時(shí)間封閉降水區(qū)域，對(duì)其降水產(chǎn)生不良影響。為了解決這一問題，可以采用設(shè)置輕型井點(diǎn)降水的方式，將其設(shè)置在前池基坑合適的位置，促使地下水位下將，促進(jìn)基坑有效開挖到設(shè)計(jì)高程。

總而言之，在泵站深基坑開挖施工中，施工降水是最重要的環(huán)節(jié)之一，也是深基坑開挖重要保障措施，對(duì)其施工效率與質(zhì)量具有重要影響，甚至關(guān)乎著項(xiàng)目的成敗。因此，在實(shí)際施工中，應(yīng)該根據(jù)工程實(shí)際狀況，結(jié)合泵站所處的水位地質(zhì)條件，選擇合適的施工方案，并對(duì)施工降水進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算。在管井施工過程中，如果發(fā)現(xiàn)基坑降水出現(xiàn)異常情況，需要進(jìn)行抽水試驗(yàn)，對(duì)降水方案進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，以便促使其施工有效進(jìn)行，確?；舆吰掳踩?，提高水泵的性能，以便將其作用發(fā)揮到最大，完善城市基礎(chǔ)設(shè)施。

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