水利工程基坑排水施工技術(shù)探討

摘要：水利工程具有良好的水資源調(diào)配效果，在防洪抗旱方面也有著不可替代的作用。根據(jù)水利工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和要求，建筑團(tuán)隊(duì)在開(kāi)設(shè)相關(guān)工程項(xiàng)目前，要提前對(duì)建筑區(qū)域的地質(zhì)狀況進(jìn)行勘察，了解自然環(huán)境對(duì)基坑工程可能造成的影響，同時(shí)按照工程建造方法，提前對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃，避免在施工階段出現(xiàn)積水問(wèn)題，影響整項(xiàng)工程的安全性。根據(jù)基坑排水要求，水利工程團(tuán)隊(duì)要提前做好地基坑加固，提高整體承載力。

關(guān)鍵詞：水利工程；基坑排水；施工技術(shù)

在水利工程基坑排水施工過(guò)程中，工程人員要提前掌握不同區(qū)域的地質(zhì)數(shù)據(jù)，了解各區(qū)域可以使用的排水方法，根據(jù)土壤狀況制定全新的排水措施，降低因積水過(guò)多而對(duì)整項(xiàng)施工造成的安全影響，促使后續(xù)施工過(guò)程更加流暢，維持穩(wěn)固的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

1.1 明溝排水法

明溝排水法是比較常用的一種排水方式。根據(jù)特定區(qū)域的土質(zhì)狀況，在基坑排水工程施工過(guò)程中有時(shí)會(huì)受到多種環(huán)境因素的限制。此時(shí)按照工程區(qū)域特點(diǎn)，選擇明溝排水法，能夠及時(shí)將水儲(chǔ)存在特定范圍內(nèi)，并利用水泵抽干，迅速排除多余水體。根據(jù)以往的排水經(jīng)驗(yàn)，實(shí)施該方法之前要做好相應(yīng)準(zhǔn)備工作。先使基坑處于干燥狀態(tài)，之后按照該區(qū)域的地質(zhì)和水文狀況控制儲(chǔ)水進(jìn)度，在排水的同時(shí)盡量選擇較低位置進(jìn)行積水，便于完成水體的存儲(chǔ)和抽取。排水溝分為縱向和橫向兩種，單一方向的排水溝無(wú)法滿足積水需求，所以要同時(shí)設(shè)定多條橫縱交叉的排水溝，并將已經(jīng)儲(chǔ)存的水迅速抽出，避免因水量過(guò)多而產(chǎn)生其他問(wèn)題。排水溝的設(shè)定要遵循以下幾點(diǎn)原則。第一，選擇的排水溝要能迅速完成水體的引導(dǎo)；第二，排水溝之間連接要順暢，以提高排水效率；第三，排水溝要確保可以將水體從高處引到低處，按照地勢(shì)完成設(shè)定。參照目前集水井的深度和容積，及時(shí)觀測(cè)集水井中的水量，并保持水體有一定的積水冗余。

1.2 人工截滲排水法

人工截滲排水法是另一種非常實(shí)用的基坑排水方法，該法更適用于對(duì)基坑排水要求較高的工程項(xiàng)目。與上一種方法相比，該種排水方法可適應(yīng)多種環(huán)境，具有明顯的排水優(yōu)勢(shì)，尤其適用于基坑滲水較嚴(yán)重的區(qū)域。具體方法是在基坑周圍布置一定數(shù)量的井點(diǎn)，然后利用水泵將儲(chǔ)存的積水抽干。人工結(jié)滲排水法分為井點(diǎn)法和井管法兩種，前一種方法需要先設(shè)定一定數(shù)量的井點(diǎn)，然后在滲漏較嚴(yán)重的區(qū)域進(jìn)行布置。根據(jù)地質(zhì)狀況和基坑建造要求，將滲漏水利用集水管引導(dǎo)至指定位置，并利用水泵抽水。井管法更適用于水位較高的工程項(xiàng)目，該種方法需在基坑特定位置開(kāi)鑿數(shù)口井，同時(shí)利用混凝土濾水管進(jìn)行引流。此處需要注意，要在間隔6米左右位置安置扶正器，其作用是當(dāng)水體流速不均勻時(shí)，會(huì)出現(xiàn)水管偏差，此時(shí)利用扶正器糾正水管角度，以便順利完成水體引流，完成儲(chǔ)水后利用水泵抽水。

2.1 井管施工

進(jìn)行井管施工時(shí)，要按照井管排水空間和滲水狀況選擇適合的鑿孔方法。比較常見(jiàn)的有水沖沉井和回旋鉆機(jī)造孔兩種方式。當(dāng)井管外徑為40～50厘米，同時(shí)調(diào)整回旋鉆機(jī)鉆孔直徑為70～80厘米。在鉆孔時(shí)容易出現(xiàn)坍塌狀況，此時(shí)可以采取泥漿加固方式，提高施工區(qū)域的承載效果，并且按照工程要求，將孔內(nèi)泥漿高度調(diào)整到超出地下水常水位高度，控制在井口下方0.3～0.5米位置。鋪設(shè)完成后，可以在底部添加一定厚度的黃沙，之后在0.5米范圍填充細(xì)沙石和碎石進(jìn)行加固，再將已完成鉆孔的空間進(jìn)行回填，通常選擇大小適合的細(xì)礫石或粗砂，可以起到更好的攔砂濾水效果，回填厚度控制在10厘米以上。

2.2 粉土和粉砂基礎(chǔ)降低地下水施工

通過(guò)實(shí)際基坑建造工程的數(shù)據(jù)分析得知，如開(kāi)挖區(qū)域基礎(chǔ)位置的土質(zhì)多為粉土或粉沙，則在滲水較嚴(yán)重位置更容易出現(xiàn)流沙和管涌等問(wèn)題，處理不正確會(huì)對(duì)后續(xù)工程造成嚴(yán)重的影響。

2.3 明溝排水施工

開(kāi)發(fā)基坑前應(yīng)對(duì)指定范圍內(nèi)進(jìn)行水體測(cè)量，通過(guò)明溝引流的方式，對(duì)外部水體進(jìn)行截取、疏導(dǎo)，然后利用水泵抽取排水。此法適合于清除地下滲水和降水，若可以自行消除，則可免去溝渠挖掘以及排水等不必要的工序。

2.4 井管施工和開(kāi)挖排水溝、集水井的施工技術(shù)

濾水管經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用會(huì)出現(xiàn)不同程度的偏移，此時(shí)利用扶正器完成位置糾正，能夠避免濾水管位置不正確而產(chǎn)生的涌砂問(wèn)題。扶正器通常設(shè)定距離為5～6米一組，每組4～6片，通過(guò)調(diào)整濾水管位置，避免井壁內(nèi)部產(chǎn)生的砂料堆積問(wèn)題。

為進(jìn)一步提高排水效果，應(yīng)根據(jù)水體的流速和儲(chǔ)存量修建適合的集水井，并按井體的大小選擇適合口徑的水泵，以保證在10～15分鐘內(nèi)完成一定容積的水體排放。已完成建造的管井區(qū)域，要根據(jù)以往的水體儲(chǔ)存體積選擇適合的水泵型號(hào)，并通過(guò)多次抽水試驗(yàn)的方式了解實(shí)際的排水效果，在對(duì)排水量精準(zhǔn)計(jì)算的同時(shí)觀察流沙情況，之后按照水體高低情況選擇適合的過(guò)濾器。為進(jìn)一步保證施工效率，應(yīng)在指定位置適當(dāng)挖掘排水溝，第一時(shí)間完成滲水的引導(dǎo)，讓適合的坡度設(shè)計(jì)成為提高引流效率的主要方式。排水時(shí)要參照以往的排水位置，選擇適當(dāng)?shù)呐潘嚯x，同時(shí)控制水井的修建深度和距離。為保證排水效率，在施工時(shí)既要計(jì)算好排水時(shí)間，又要選擇正確的排水位置，避免增加施工成本。根據(jù)各區(qū)域的具體滲水狀況，在基坑排水系統(tǒng)中要考慮各區(qū)域的滲水時(shí)間，以提高排水效果為目的，利用專業(yè)的排水技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的人員操作方法，及時(shí)對(duì)排水溝渠和維護(hù)，提高基坑工程的安全系數(shù)。

2.5 水利工程基坑排水施工質(zhì)量控制

排水溝的布置應(yīng)以提高排水效率，降低對(duì)周邊施工造成的影響程度為前提，選擇適合的排水坡度，并根據(jù)實(shí)際的滲水量和斷面情況調(diào)整角度，最大限度的完成水體引導(dǎo)，綜合考慮排水溝的施工工序，增加基坑開(kāi)挖范圍，維持相對(duì)高效的排水效果，提高基坑排水施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。

按照目前集水井的大小，選擇的抽水泵要保證在10～15分鐘內(nèi)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的出水量，同時(shí)根據(jù)泵體的工作狀態(tài)，對(duì)集水井的深度進(jìn)行測(cè)量，獲知在基坑施工過(guò)程中實(shí)際的排水水面高度。當(dāng)水面高度保持在30～50厘米范圍內(nèi)時(shí)，則可以維持相對(duì)穩(wěn)定且安全的基坑施工狀態(tài)。

選擇適合的井徑和管徑，既可以確保在排水的同時(shí)利用環(huán)形間隙完成砂體的過(guò)濾，又可以通過(guò)已過(guò)濾的砂體進(jìn)一步提高凈水效果，確保在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的出水量。

完成井管建造以后，可以先利用已選擇的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的水泵進(jìn)行水體抽取測(cè)試，分析實(shí)際的出水量是否符合標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)出水量大于正常出水量時(shí)，應(yīng)對(duì)水體中攜帶出的砂體進(jìn)行測(cè)量，再?zèng)Q定井管施工方式是否需要調(diào)整。由于在指定位置安裝了濾水管，因此要同步完成扶正器的安裝和調(diào)節(jié)，參照以往的安裝標(biāo)準(zhǔn)，選擇5～6米安裝一組扶正器的方法，將扶正器一組調(diào)整到4～6片，可以使整體的濾水效果達(dá)到最佳狀態(tài)，減少砂體涌出比例，消除涌砂問(wèn)題。

3.1 控制集水井大小

參照以往的水利工程基坑排水施工標(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)集水井大小進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可根據(jù)水體的存儲(chǔ)速度以及水泵的抽取速度進(jìn)行計(jì)算。過(guò)大的集水井工程勢(shì)必會(huì)增加施工成本，所以集水井容量最好控制在低于8～13分鐘內(nèi)水泵出水量的范圍內(nèi)，同時(shí)根據(jù)水泵工作狀態(tài)，對(duì)集水井深度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使最終的基坑開(kāi)挖工程不會(huì)因水體排出不及時(shí)而造成影響。

3.2 水泵的選擇與管理

第一，參照標(biāo)準(zhǔn)的水泵抽取數(shù)據(jù)，科學(xué)地完成水泵尺徑的選擇。既要保證抽水量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值，又要使抽水速度在規(guī)定范圍內(nèi)。對(duì)水體流速在相對(duì)較快的情況下對(duì)帶出的砂石比例進(jìn)行分析，當(dāng)比例過(guò)高時(shí)，會(huì)對(duì)水泵電機(jī)及其他部件造成損傷，所以，應(yīng)選擇抽水速度均勻且水體流速穩(wěn)定的泵體，以免水泵主體損壞對(duì)后續(xù)的排水進(jìn)度造成影響。

第二，按照基坑滲水狀況，選擇適合口徑的水泵。當(dāng)排水量需求較大時(shí)，可以采取多次反復(fù)抽水的方式進(jìn)行排水，但這種方式有一個(gè)弊端，水泵反復(fù)起停容易出現(xiàn)故障，因此配備的水泵要具備更高效的起停控制效果，提高水泵的使用壽命。

第三，完成對(duì)水泵主體的保護(hù)。對(duì)水泵的拆卸和撤離的過(guò)程，要根據(jù)水體的增長(zhǎng)狀況，及時(shí)對(duì)水泵主體進(jìn)行位置調(diào)整，避免水泵設(shè)備在使用中損壞。

3.3 加強(qiáng)對(duì)基坑排水設(shè)施維護(hù)與清理

基坑排水設(shè)施，經(jīng)常會(huì)由于長(zhǎng)時(shí)間的排水，而出現(xiàn)不同程度的堵塞和損壞情況，所以在基坑工程項(xiàng)目中，要指派專人定期對(duì)指定設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和清理，避免排水溝中雜質(zhì)過(guò)多而對(duì)水泵主體造成損壞，從而影響后續(xù)的排水效果，進(jìn)而對(duì)整體基坑排水施工工序造成影響。

隨著我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，國(guó)家將水利工程列為重點(diǎn)規(guī)劃項(xiàng)目，根據(jù)以往的水利工程建筑情況，水利工程建筑會(huì)出現(xiàn)許多難以預(yù)估的問(wèn)題，這將對(duì)整體工序進(jìn)程造成阻礙。在施工環(huán)節(jié)，受水文等變化因素的影響，基坑排水施工要提前做好規(guī)劃，以確保后續(xù)工程更加安全。

作者簡(jiǎn)介：王忠亮（1980-），男，本科，工程師。研究方向：水利工程。