水利工程基坑排水施工技術探析

王煥良

（安徽瑞豐水利建筑有限公司 安徽蚌埠 233000）

水利工程基坑排水施工技術探析

王煥良

（安徽瑞豐水利建筑有限公司 安徽蚌埠 233000）

在水利工程建設當中，基坑施工作為整個工程項目的基礎，對水利工程的整體施工質量與實現的功能具有重要的影響。而排水施工在整個基坑施工當中又占有十分重要的地位。因此，采取有效的基坑排水施工技術，保證整個水利工程基坑排水施工質量符合有關標準要求至關重要。本文主要分析了水利工程降水方案設計、降水深度施工方案設計，并重點探討了基坑排水的幾項主要施工技術。

水利工程；基坑排水；施工技術

前言

由于現代很多水利工程基礎施工都位于地下水位與外水位之下，導致基坑經常受其范圍內地下水、周圍滲水、降水等的影響，從而對整個水利工程的質量造成影響。而一旦基坑施工受到影響，基坑排水無法實現，必將會影響到整個水利工程功能的正常發揮。所以，只有在基坑施工前對其排水方案進行科學合理的設計，對需注意的事項進行充分注意，并在此基礎上采取有效的基坑排水施工技術來提高基坑排水施工質量，才能夠保障水利工程基坑排水施工順利高效進行。

1 基坑排水施工方案的設計

1.1 降水方案設計

明溝排水和井管排水是我國目前水利工程基坑排水施工中采用的兩種主要排水技術，且明溝排水更加符合節能環保、經濟性原則，并對降水深度較小的基坑排水施工非常適用[1]。因而在對實際施工現場情況和具體施工細節進行認真仔細研究的前提下，結合基坑地質特點與降水要求，在降水方案設計中應盡可能選用明溝排水方式來對基坑內的地下滲水、積水等進行收集，以便集中處理，并采取井管排水對基坑降水進行排出。

1.2 降水深度設計

根據以往經驗總結與實際施工需要，對于水利工程基坑深度的挖掘應保證挖穿填土層，并深入到透水性強的砂土層。但這樣一來，就很容易導致基坑滲水量大，從而給基坑施工埋下一定的安全隱患，給管涌和流砂現象發生創造一定有利的條件，并給基坑排水施工增加工程量與難度。為避免這類事件發生，就需要在基坑施工之前，對施工現場仔細勘察與分析，對基坑開挖深度方案進行科學合理的設計，確保基坑開挖深度與降水深度符合工程施工要求和排水技術要求。此外，還需要維護與提高基坑周圍土壁的穩定性，以為施工人員提供安全保障[2]。同時，充分考慮基坑支護降水和基坑降水情況，按照有關規范規定對地下水位高度進行嚴格控制，保證基坑中線降水深度高于基坑開挖時降水深度的50cm，保證地下水位高度始終被控制在基礎樁承臺底部50cm以下。

2 水利工程基坑主要排水施工技術

2.1 基坑基礎排水施工技術

在水利工程實際基礎施工過程中，難免會遇見粉砂或粉土土質的基坑施工，而只要遇見這種類型的土質，在開挖基坑時就一定會出現滲水現象，從而極易引發流砂或管涌現象發生，進而大大增加基坑排水施工的難度。除了與粉砂、粉土相關之外，管涌現象的出現還與較高的地下水位有著密不可分的聯系，而流砂現象也與滲水超出粉砂、粉土允許的最大程度有關。所以，為減少管涌和流砂現象發生，減低地下水位非常關鍵?，F階段，降低地下水位的方法有很多，如鋪墊砂礫反濾層法、放緩邊坡法、沉井法、沉箱加水力充填法等等。若采用的是鋪墊砂礫反濾層法和放緩邊坡法，不僅預防效果一般，而且還會增加排水施工難度與總工程量，增加工程施工成本，并給工程造成不必要的影響[3]。而最近幾年，隨著水利工程施工技的不斷改進與完善，很多水利工程在實施基坑排水施工時，為有效排出基坑滲水，降低流砂和管涌現象發生概率，在合理設置基礎結構與合理選擇施工工藝的基礎上，將沉井或沉箱加水力充填等方法應用在基坑排水施工當中。實踐證明，這些方法在避免流砂和管涌現象出現方面取得了良好的預防效果。不僅如此，在降低地下水位方面效果也非常顯著。

2.2 井管排水施工技術

目前，用于水利工程基坑排水施工的井管施工技術一般采用大鍋鍛造孔、水沖沉井等鉆井機械設備。若施工方案將井管外徑設置為45～55cm，則應將大鍋鍛造孔工具直徑相應的設置為75～ 85cm，并將泥漿固壁的可用比重設置為1.2～1.3之間[4]。在這一環節當中，需要嚴格保證大鍋鍛造孔內的泥漿始終高于地下水水面，同時低于管口50cm，以避免鍛造孔期間出現井壁坍塌事件。

當鉆井深度符合施工要求時，就要開始實施井管的下放工作：①用細鋼絲繩在吊環底部上系一個活扣；②將系有拔釬副繩的插釬固定在井管內部，再以人力或機械控制方式將井管從管內向地面進行投放。注意井管的下放必須要先將混凝土底管下放到鉆井中，然后再將透水性較好的井管和無砂混凝土管下放到鉆井中。圖1為某水利工程降水井剖面圖。

圖1 某水利工程井管排水降水井剖面圖

2.3 明溝排水施工技術

在水利工程基坑施工過程中，基坑需要排除的水主要包括施工期間的降水、地下水、周圍滲水和圍堰形成后積聚的余水等。要想將基坑內的水及時徹底的排除出去，就必須對實際施工情況進行全面仔細調查，對施工現場的水文地質、地理環境、氣候、基坑施工方案、基坑范圍大小、基坑存水情況等因素進行綜合考慮，并根據調查數據分析，科學合理設計排水施工方案，選擇適用先進的排水施工技術。對于圍堰形成后基坑積水的及時排除，由于下游水位相對較低，因而可以依據水往低處流的原理對地形優勢進行充分利用，使基坑內的積水以自流方式排到外面。對

于剩下無法自流到外界的水可以通過人工方式開挖排水溝渠，將余水排放到人工開挖的排水井地形較低處，再利用水泵將這些水集中排出。需注意的是，圍堰形成后基坑內積水的排出必須要保證及時性，即首先將積水排出，再排出其他水，以為基坑留有足夠的固結時間，便于排水施工人員及時準確掌握實際施工情況，從而合理安排施工環節，合理選擇排水施工技術。

對于降水和地下滲水的排出，應該與圍堰積水的排出方式相似，即在地形條件有利的情況下，優先利用地形優勢形成自流排水，然后在利用人工開挖排水溝渠的方式將基坑內的雨水和余水集中排放到排水井處，最后用水泵將其全部抽走[5]。排水溝的開挖與具體位置布設需要依據實際施工情況而定，目前主要有三種形式：①針對基坑土質較差，基坑開挖范圍與深度較大，地下滲水量較多，地下水位相對較高等實際施工情況，排水溝的開挖與位置布設需要在基坑四周等高線處以分層方式布設排水井和排水溝，當排水井和排水溝布設好之后，利用水泵將排放到其內的水排出，最終完成基坑排水施工。②針對普通情況，在基坑四周按照由高至低的順序開挖排水井和排水溝，將基坑內的滲水、降水等引入排水溝中后利用水泵將其排出。③針對基坑滲水量較少，基坑開挖范圍較小的施工情況，可以以縱向軸線為基準，按照由上至下的順序開挖排水溝，同時在下游開挖排水井或幾條橫排水溝，將基坑內的滲水等引至排水溝中，最后將引出的水全部集中到一個排水井中用水泵將其排出。圖2為某水利工程采用明溝排水方式對基坑進行排水的結構圖，通過該圖我們可以更直觀清晰的了解到排水溝和排水井具體開挖位置。

3 總結

總而言之，水利工程作為我國基礎設施建設之一，在我國國民經濟發展中具有重要的影響與作用，其基坑排水施工在很大程度上決定著整個工程的施工質量與建筑物功能發揮的程度。只有采用先進有效的排水施工技術將基坑內的水及時合理排出，才能夠保證基坑施工質量符合有關質量標準要求，符合工程施工要求，從而推動我國水利工程快速可持續發展，推動我國國民經濟快速進步。

圖2 某水利工程基坑排水明溝排水方案結構圖

[1]孫立公.水利工程基坑排水施工技術的應用研究[J].內蒙古水利，2014，04：90～91.

[2]曹輝，寧偉東.水利工程基坑排水施工技術的應用分析[J].科技創新與應用，2015，13：175.

[3]代文銳.淺析基坑排水施工技術在水利工程中的應用[J].山東工業技術，2015，18：62～63.

[4]張會峰.淺談水利工程基坑排水施工技術的應用要點[J].河南科技，2014，15：41～42.

[5]翟向東，鄭都星.對水利工程基坑排水施工技術的相關分析[J].黑龍江水利科技，2014，10：135～136.

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2015-11-2