羅偉 毛明月

摘要：在水利工程建設(shè)的過程中，基坑施工環(huán)節(jié)經(jīng)常會受到地下水、雨水、圍堰水的影響。所以，加強水利工程基坑排水施工技術(shù)水平，能夠有效提高整個水利工程的質(zhì)量和安全性。

關(guān)鍵詞：水利工程;基坑排水;施工技術(shù)分析

一、前言

基坑排水施工是整個水利工程施工的基礎(chǔ)性階段，也是影響整個水利工程質(zhì)量和安全的根本性階段。在水利工程基坑排水施工過程中，做到有效的排水和降水，是提升基坑排水施工質(zhì)量的關(guān)鍵，也是加強水利工程質(zhì)量和安全性的關(guān)鍵。

二、水利工程基坑排水施工技術(shù)分析

（一）降低地下水位，保證施工順利進行

水利工程施工現(xiàn)場所處的地理位置通常較為特殊，地質(zhì)環(huán)境也較為復(fù)雜和容易受到外界環(huán)境的影響。所以，在進行水利工程基坑排水施工方案設(shè)計的過程中，要對水利工程施工現(xiàn)場的土層地質(zhì)條件進行詳細的勘察和掌握，通過施工現(xiàn)場土層地質(zhì)的滲透系數(shù)和要求，結(jié)合工程特點和排水深度，進行經(jīng)濟、節(jié)能等因素的比較后，才能夠確定最終的水利工程基坑排水工程設(shè)計方案。比方說，某水利工程施工現(xiàn)場是粉土和粉砂為基礎(chǔ)的地質(zhì)條件，并且通過現(xiàn)場的環(huán)境考察和位置考察得知，此處粉土和粉紗基礎(chǔ)還位于地下水位較高處，這就會導(dǎo)致施工單位在對此基礎(chǔ)進行施工和挖掘的過程中，極易引發(fā)流沙、管涌等問題的發(fā)生。所以，在此類基礎(chǔ)地質(zhì)條件進行施工挖掘時，降低地下水位是有效減少流沙、管涌等問題發(fā)生的主要措施，保證工程的順利進行。

我國水利工程施工部門通常會采用基坑周圍安設(shè)井管排水系統(tǒng)，或者是在排水系統(tǒng)中裝置射流器的方法降低地下水位。射流器能夠?qū)⑴潘芤齺淼母邏核蓢娮爝M行高速的射出，并能夠帶走吸水室中的空氣，在水利工程實踐施工過程中，裝置射流器能夠有效地解決排水系統(tǒng)水泵工作時的氣蝕和壓頭猛增的現(xiàn)象出現(xiàn)，提高了排水系統(tǒng)中離心泵的工作效率，并降低了系統(tǒng)的維護費用，是目前水利工程基坑排水施工過程中應(yīng)用較為廣泛的施工工藝[1]。除了運用降低地下水位的方法防止流沙、管涌等情況的發(fā)生，還可以通過采用放緩邊坡、鋪墊砂礫反濾層、柴梢等技術(shù)方法，降低滲水作用的范圍和影響程度。

（二）鉆孔深度達到要求時，應(yīng)下放井管

井管施工是水利工程基坑排水施工技術(shù)中的一項施工工藝，具體的施工技術(shù)方法通常會采用水沖沉井的方法或者是大鍋鍛造孔這樣的鉆井工具進行鉆孔。在進行鉆孔的過程中，要保證孔內(nèi)的泥漿水平面始終高于地下水的水平面，但是要低于井管口半米左右，防止孔內(nèi)泥漿滲出。比方說，在進行井管施工過程中，選用了大鍋鍛造孔鉆井工具進行施工，當(dāng)井管外徑在40到50厘米左右的情況時，施工單位要確保大鍋錐造孔的直徑要控制在70到80厘米之間，并且要利用混合比重為1.1到1.2的泥漿固定孔壁，防止井壁坍塌。

在鉆孔深度達到要求時應(yīng)立即下放井管，在安放井管的過程中，要在井管底部的吊環(huán)中穿入鋼絲繩并做成活扣，在井管的內(nèi)部用插鉛固定，通過絞車的拉動作用，逐結(jié)下放井管。在下放的過程中，要確保每一節(jié)管子的傷口都能夠露出地面，并且要對每一節(jié)管子進行暫時的固定，待管口洗凈晾干后涂抹膠結(jié)劑，再安放下一節(jié)井管。為了確保井管與井管之間的接縫口能夠更加牢固，在涂抹膠結(jié)劑后要立馬使用玻璃絲布或者是麻袋片，對井管之間的接縫口進行加固，確保接口在使用過程中減少和避免斷裂、滲水的情況發(fā)生。為了保證井管能夠與地面垂直，在將所有井管管口進行連接和加固完成后，還需要等待四周的時間讓膠結(jié)劑更好地發(fā)揮作用，再利用竹片和鉛絲對井管外壁進行捆扎，確保井管能夠與地面垂直，也能夠有效地預(yù)防井管之間的脫節(jié)[2]。

（三）利用地形條件，進行自流排水

利用地形條件進行自流排水，其實就是水利工程基坑排水施工中明溝排水施工工藝。明溝排水施工工藝的設(shè)計是根據(jù)水利工程施工現(xiàn)場的地形環(huán)境、基坑條件、基坑范圍、基坑土質(zhì)以及施工過程中要求的開挖深度、工期長短等條件，進行綜合考量和應(yīng)用的排水技術(shù)。明溝排水施工對于地下水、雨水、圍堰水均能起到有效地治理作用。如圖1所示，明溝排水施工的方法是在基坑兩側(cè)或者是四周設(shè)置排水的明溝，使地基內(nèi)滲出的地下水或者是雨水等，通過排水明溝匯聚于集水井內(nèi)，最后再用離心式水泵將匯聚在集水井內(nèi)的地下水抽離，起到排干積水，固結(jié)干燥基坑的效果[3]。

一般水利工程在挖掘基坑的過程中，基坑的范圍和深度都較大，如果遇到地下水位高、土質(zhì)差、滲水量大的情況，需要進行分層明溝排水，但是在設(shè)置排水溝時要始終保有一條主溝，通過主溝向外擴散形成邊溝，不僅能夠減少排水溝設(shè)置的復(fù)雜性，也能夠確?；优潘捻槙澈陀行?。如果在基坑排水的過程中，基坑范圍較小、土層組成較為單一且滲水量較小，施工單位可以采用自上而下開排水溝的方式，在下游設(shè)計集水井進行排水[4]。

（四）排水施工過程中需要注意的問題

在進行盡管施工工藝時，當(dāng)管井建成后，要進行抽水試驗，并根據(jù)抽水實驗的結(jié)果，確定管井的建設(shè)質(zhì)量和選擇抽水設(shè)備。管井建成后進行抽水實驗的目的，是為了防止在投入使用的過程中出水量超過正常水量，造成地下水力不平衡的現(xiàn)象發(fā)生，并且流速過大也會導(dǎo)致流沙和管涌的現(xiàn)象發(fā)生，所以，施工單位要對抽水實驗這一環(huán)節(jié)加強重視程度和具體實踐，確保井管施工工藝的有效性和質(zhì)量。在井管施工的過程中，每一節(jié)水管內(nèi)都會安有過濾器，對于過濾器的安裝和選擇：

1. 水位降深的程度要低于第一個取水含水層過濾器的高度，防止過濾器發(fā)生氧化和損壞。

2. 要對過濾器安裝扶正器，這是為了防止濾水管孔位置不居中，造成過濾沙粒效果差的，造成涌砂現(xiàn)象的發(fā)生，而對過濾器加裝扶正器，能夠保證濾水管孔始終處于中正位置，有效地避免和減少涌紗現(xiàn)象的發(fā)生。

所以，施工單位不僅要選擇材質(zhì)好、性能好的過濾器進行安裝，還要對過濾器加裝扶正器，確保排水施工效果。施工單位在開挖排水溝時，要確保排水干溝的位置不干擾正常的施工，并且在開挖的過程中要有一定的縱坡，這樣有利于滲水集中。明溝內(nèi)的集水井的容納面積要做到最大，確保集水井能夠起到存水的作用，集水井的大小應(yīng)不低于水泵10到15分鐘的出水量。

三、水利工程基坑降水方案設(shè)計研究

（一）基坑支護和基坑降水均要列入設(shè)計考慮范圍內(nèi)

施工單位在進行水利工程降水施工方案設(shè)計的過程中，要對基坑降水和基坑支護工作進行統(tǒng)一的考慮。只有做好基坑支護工作，確?？颖诮Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，才能夠減少和避免管涌和流沙等情況的發(fā)生，在此基礎(chǔ)上再進行基坑降水方案的設(shè)計。因為降水是為了增加基坑的穩(wěn)固程度，所以，在降水方式的選擇上要針對不同的施工條件和施工環(huán)境進行選擇，并且要保證地下水的水位低于基礎(chǔ)樁成臺底半米以下，基坑中心先低于基底半米以下，在設(shè)計降水方案時要結(jié)合降深要求合理設(shè)計[5]。水利工程基坑降水施工中，通常會采用明溝降排水和管井井點降水的方法。比方說，在樟樹市水利工程項目基坑降水施工過程中，因為施工地點的土質(zhì)條件不一，地下水的水深程度和滲水程度也存在差異，所以，施工單位在降水方案設(shè)計中，采用管井井點降水和明溝排水相結(jié)合的方式，既滿足了不同地質(zhì)的降深要求，又達到了基坑降水的效果。關(guān)于管井井點降水方法，主要是通過對地下水施加壓力，然后通過含水土層內(nèi)的過濾器井管，將地下水和土層進行過濾分離，最后對地下水進行抽取，達到基坑降水的目的。

（二）減少降水施工中地表沉降的有效措施探討

在進行水利工程基坑降水施工的過程中，常常會出現(xiàn)地表沉降和變形的情況出現(xiàn)，尤其在一些半固體或者是松散的陸相、海相、沖基層中，沉降和變形的表現(xiàn)尤為明顯。這是由于長期大量的抽取地下水，使得含水層的承壓水頭降低，造成地下水降落漏斗的產(chǎn)生，從而地面出現(xiàn)的沉降和變形。所以，在進行基坑降水施工的過程中，可以設(shè)置一些回灌的景點，確保地下水位的平衡。這一方法主要是通過回灌井點向土層回灌適當(dāng)?shù)牡叵滤?，為開挖的土層進行地下水補給，確保土層水力的平衡，能夠有效地減少和避免地表沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)[6]。又或者是通過砂溝和砂井的回灌提升降水環(huán)節(jié)的效用，這一方法主要是通過在降水井點周圍設(shè)置一些砂井，并沿著砂井布置砂溝，然后在降水點抽取地下水的過程中通過砂溝和砂井適當(dāng)?shù)倪M行回灌，保證土層水力的平衡。

這一方法經(jīng)濟簡單，但是不適用于土層內(nèi)有黏滯的粉土夾層，所以，施工單位在進行降水方案的設(shè)計時，要根據(jù)施工現(xiàn)場的環(huán)境條件，選擇適合的降水方法[7]。比方說，在粉土和粉砂基礎(chǔ)地質(zhì)條件進行降水施工時，因為降水會對地面造成極大的影響，并且范圍也較廣。所以，在采用回灌井點和砂溝砂井回灌的方法時，要降低降水的速度，并且增長井點的井管長度，增大井點之間的距離，確保地下水力的平衡，避免出現(xiàn)地面沉降和變形的情況發(fā)生。

（三）降水過程中對于管涌的應(yīng)急預(yù)案

水利工程基坑降水施工過程中經(jīng)常會出現(xiàn)管涌問題的發(fā)生，而管涌的形成通常是出現(xiàn)在非黏性的土層中，主要由于管井內(nèi)的顆粒比較多，并且比重小，在降水過程中很容易隨水流產(chǎn)生波動和滲出，從而形成管涌現(xiàn)象的發(fā)生。如果在降水過程中出現(xiàn)管涌的情況，可以通過細石填充進行處理，不過用細石進行填充的方法只適用于管涌壓力較小的情況下。當(dāng)管涌壓力較大時，要采用注漿式處理方法，通過高壓雙液注漿泵將水泥漿和水玻璃按比例混合注入管涌內(nèi)部，能夠起到快速硬化涌漿和堵住管涌部位的作用。但是，這一方法的缺點就是如果在管涌情況較為嚴重時，使用此方法后，降水井會直接報廢。所以，施工單位在進行水利工程降水施工的過程中，要盡量避免和減少涌壓過大的情況發(fā)生，能夠有效地提升工程的效率和質(zhì)量。

另外，在降水施工過程中，還會出現(xiàn)筏板施工完成后管涌情況的發(fā)生，施工單位可以使用直接封閉降水井的方法進行處理。操作原理是通過同管徑的圓鋼板封堵降水井的井口，并在圓鋼板的中心焊接鍍鋅管進行導(dǎo)流，在鍍鋅管上安裝球閥，等待焊接工作完成后關(guān)閉球閥，達到處理目的的作用[8]。

四、結(jié)語

雖然基坑排水降水工作是水利工程的基礎(chǔ)階段，但是水利工程基坑排水降水工作也是決定整個水利工程項目質(zhì)量的重要階段。施工單位要不斷加強基坑排水降水工作人員的技術(shù)水平、設(shè)計能力和突發(fā)情況的應(yīng)對能力，在施工設(shè)計前要對現(xiàn)場進行勘察和掌握，能夠有效地提升水利工程的建設(shè)質(zhì)量，保證工程順利完工。

參考文獻：

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