基坑排水施工技術在水利工程中的應用探析

摘要：在水利工程施工建設中，基坑施工是重要的施工環(huán)節(jié)，需要重視基坑施工建設中的常見問題，并及時對這些問題進行處理。文章首先對基坑排水方案和降水方案進行了分析，然后對基坑排水施工技術進行了探討，最后對施工過程中的注意事項進行了分析。

關鍵詞：水利工程；基坑排水方案；降水方案；施工技術；施工建設 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV74 文章編號：1009-2374（2016）18-0126-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.18.062

水利工程施工建設中，在地基工程和基礎工程施工時，由于施工高度均是在地面水和地下水以下，施工過程中很容易受圍堰滲水和地下水等問題的影響。為了保證工程質(zhì)量，需要做好基坑排水工作。良好的施工技術不僅可以提升地基的承載力，還可以保證地基基礎的安全性和穩(wěn)定性，所以很有必要對水利工程基坑排水施工進行研究，在促進水利工程發(fā)展方面均具有重要意義。

1 基坑排水

1.1 分析地基土質(zhì)

地基類型主要包括兩種，即弱透水地基和強透水地基，它們對排水的要求各不相同。通常情況下，在施工以前可以采取手搖鉆探和挖坑的辦法來對地基土進行抽樣檢測，從而對地下水位、不同深度的土質(zhì)以及地基各位置的土質(zhì)進行充分的了解，為基坑挖掘的時候，確定排水準備工作提供較好的根據(jù)。對于基坑土質(zhì)不均勻、江河沿岸等比較難于掌握地基土質(zhì)類型的地區(qū)，在對其進行挖掘的時候，一定要根據(jù)實際情況來選擇最佳的處理辦法。

1.2 基坑排水施工的類型

水利工程建設的時候，高效地完成好基坑排水工作，有利于基坑質(zhì)量的不斷提高，使水利工程的整體質(zhì)量得到不斷提高。依據(jù)基坑排水施工的時間順序，基坑排水施工可以分為以下兩種類型：

1.2.1 初期排水。挖掘基坑以前，一定要安排好基坑工程的初期排水工作，使基坑內(nèi)部覆蓋層的積水全部排出去，同時將外來水截斷。外來水截斷的時候，可以使用以下兩種類型：（1）將基坑四周的泉水、溪水全部截斷，防止流入到基坑中；（2）設置截水溝在基坑邊坡5m以外的地方，防止雨水流入到基坑中。這樣可以高效地預防基坑挖掘時出現(xiàn)邊坡失衡的情況，使基坑的排水量得到有效增加。

1.2.2 再次排水。基坑挖掘結(jié)束以后，一定要將排水工作做好，主要是將施工廢水、自然降水、基礎滲入水、圍堰滲入水排出去。這樣做的主要目的就是使邊坡的穩(wěn)定性不斷提高，防止粉砂涂層和細砂層出現(xiàn)管涌和流砂的情況，防止地下水位將黏性土基坑底部頂起，同時為干地施工創(chuàng)造良好的條件，確保主體施工質(zhì)量達到設計的標準。

2 設計基坑降水方案

2.1 降深要求

基坑挖掘的時候，需要把填土層挖穿并漏出強透水層的砂層，基坑的涌水量比較大，為了確保基坑壁的穩(wěn)定、基坑挖掘的安全、防止出現(xiàn)流砂和涌水，在進行降水設計的時候，需要統(tǒng)一考慮基坑支護的施工降水和基坑降水，一定要將地下水位降到基坑承載面0.5m以下的位置，開挖基底要比基坑中心線處的降深高0.5m左右。

2.2 降水方案

管井井點降水和明溝降排水是深基坑降水經(jīng)常會使用到的辦法，其中降水深度較低的工程比較適合使用明溝降排水的辦法。而對于地質(zhì)條件差、基坑降深大、流砂多的基坑，設計采用管井井點降水方案，并挖掘明溝排水。施工過程中出現(xiàn)的地下水和基坑滲出的地下水需要使用明溝排水的辦法進行處理。

3 基坑排水的施工技術

3.1 研究明溝排水的施工技術

在水利工程中，研究明溝排水施工技術主要包括如下內(nèi)容：水利工程中基坑排出的水主要包括滲水、基坑周圍的泉水、基面滲水、基面上的泉水、圍堰形成以后積聚的余水以及大氣降水等。要想制定出科學合理的排水施工技術就一定要依據(jù)基坑開挖的土質(zhì)、基坑施工工期、基坑開挖深度、基坑范圍的大小、地形以及基坑來水的狀況等一系列信息來進行確定。圍堰施工結(jié)束以后，基坑中的積水一定要及時的清理干凈。排水時要利用好地勢，最好使用自然流出的辦法來排水，余水需要借助排水溝、人工排水井排出，最后使用水泵將剩余的積水排出。對基坑中的積水進行排出需要提前完成，這就會給水利工程基坑施工創(chuàng)造良好的空間和施工環(huán)境，使基坑可以有充足的時間來進行干燥，可以準確地了解基坑中的實際情況，為今后的水利工程施工創(chuàng)造良好的條件。在進行排水溝布置的時候，主要有兩種辦法：第一，當基坑挖掘的范圍和深度較大的時候，會出現(xiàn)基坑滲水量較多、地下水水位升高以及土質(zhì)較差的情況，此時設置排水溝和排水井的時候，需要按照等高線的位置逐層進行；第二，基坑四周依據(jù)由高到低的順序挖掘排水溝的時候，滲水可以慢慢地向集水井中引流，使用水泵將所有的滲水清理干凈。

3.2 研究井管的施工技術

在水利工程中，研究井管施工技術主要包括如下內(nèi)容：通常情況下，水利工程井管施工的時候，經(jīng)常會使用到的工具主要有水沖沉井工具和鉆井器械，比較具有典型代表的是大鍋鍛造孔。井管的外直徑在50cm左右的時候，大鍋鍛造孔的直徑大約為80cm，使用1.1～1.2比重的泥漿進行固壁可以有效抑制大鍋鍛造孔出現(xiàn)井壁塌方的情況。大鍋鍛造孔施工的時候，井管管口要比孔中的泥漿高，地下水水位要低于孔中的泥漿面。當鉆孔的深度達到設計值時就可以放井管了，先將普通混凝土底管放入其中，接著將無砂混凝土管放入，最后將建筑質(zhì)量較好、透水性較高的井管放入。在井管放置的過程中，需要將細鋼絲繩從底部吊環(huán)中穿過，在鋼絲繩的上面設置活扣，井管固定使用插釬來完成，從井管中將插釬上的拔釬副繩拉到地面上來，使用絞車或者是人力對其進行控制，接著就可以慢慢將井管放入了。涂抹170℃的膠結(jié)劑在每一節(jié)井管露出地面的位置，兩個井管相連接的地方使用玻璃絲或者是麻袋片纏好，井管外壁使用竹片或者是木板將其固定好，捆綁井管的時候需要使用的鉛絲型號為14號。井管下方結(jié)束以后，需要填充細礫石、碎石和黃沙在井管的底部，填充的厚度為0.5m，鉆孔和井管之間的縫隙需要使用細礫石和粗砂石進行回填，濾料的回填厚度一定要超過10cm。

3.3 研究粉砂與粉土基礎

在水利工程中，研究粉砂和粉土基礎在降低地下水水位時的施工技術主要包括如下內(nèi)容：通常情況下，粉砂和粉土基礎位于地下水水位最高處，在挖掘基坑的時候，受基坑滲水作用的影響容易導致流砂和管涌等災害發(fā)生，從而給基坑排水施工造成一定的困擾。引發(fā)管涌問題的主要原因為地下水水位很高，滲水出溢的坡降高出了粉砂和粉土的承受范圍，從而導致土粒隨著滲水出現(xiàn)不斷的位移。除此之外，粉砂和粉土的顆粒比較勻稱，它們所能承受的滲水出溢坡降值比較低。如果地基施工在粉砂和粉土基礎上進行，其施工的重點是降低地下水水位。一般情況下，可以采用射流排水、安裝井管排水設備、改善基礎結(jié)構(gòu)等。在預防管涌的時候，不可以采取鋪墊柴梢、放緩邊坡和鋪墊以沙礫為主的反濾層的措施。上述措施不僅會使施工成本和工程量提高，還會對基坑排水的進度和整體施工質(zhì)量造成一定的影響。

4 基坑排水施工的注意事項探討

4.1 集水井

基坑排水過程中所使用的集水井的直徑大小和水泵抽水15分鐘的出水量基本相同，在工程施工的過程中選取的集水井直徑大小要由工程的實際情況來決定。

4.2 排水干溝

在進行施工的時候，排水干溝也被稱作龍溝。排水干溝布置的時候不可以與基坑排水整體施工相沖突，排水干溝需要有縱坡存在，這樣比較有利于集中基坑滲水。基坑滲水量和縱坡決定了排水干溝斷面的大小。

4.3 管井

在管井施工結(jié)束以后，根據(jù)管井抽水試驗結(jié)果來挑選基坑抽水設備，沒有進行抽水試驗以前不可以亂使用水泵。這是因為管井中的出水量一旦比正常值大，受超高水流流速的影響，水中會包含大量泥沙在里面。管井正常工作的時候，第一個取水的含水層過濾器要比管井水位降深高，這樣可以有效抑制過濾器被氧化而造成涌砂的情況。

5 結(jié)語

總而言之，在水利工程施工中，選擇合理的基坑排水施工技術可以有效保證土基的承載力，提高地基基礎的安全性和穩(wěn)定性，如果不能合理地對地基施工中遇到的問題進行處理，那么很有可能會影響水利工程施工質(zhì)量。本文分別對明溝排水施工技術、管井施工技術、粉土和粉砂基礎排水施工技術進行了介紹，為基坑排水施工提供了參考。

參考文獻

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作者簡介：張強（1982-），男，吉林榆樹人，黑龍江省八五二農(nóng)場土地整理中心水利工程師，研究方向：水利工程。

（責任編輯：小 燕）