有關水利工程基坑排水施工技術的分析

鄭強

【摘要】在水利工程中，基坑排水技術的選擇要根據土壤的滲水系數來決定，根據工程的實際情況選擇最優最經濟的排水施工方法。基坑排水的方法較多，當前較為常用的主要有管井井點排水和明溝排水兩種。本文結合水利工程地基土質的分類，分析水利工程中基坑排水施工應注意的問題，探討了水利工程基坑排水中的井點排水和明溝排水兩種施工技術。

【關鍵詞】水利工程；井點排水；明溝排水

引言

水利工程施工中，基坑排水問題常常會遇到難點。因其施工常選特殊的地理位置導致基坑會受到地下水、雨水、圍堰水的侵擾。水利工程的基礎施工以及地基處理大都低于地下水位和外水位，基坑排水如果處理不當，將嚴重影響基坑的開挖、地基的處理等施工工序的正常進行。因此，要根據水利工程的地基情況，選擇合適的排水技術，以確保整個水利工程的施工質量和安全系數。

1、水利工程地基土質的分類

水利工程地基土質分類包括強透水、弱透水、不適水三類，且這三類土質對排水要求也各不相同。因此，水利工程在施工前應仔細了解施工現場土質及地下水位等具體資料數據，例如采用挖坑、鉆探等辦法，獲取土樣，從而為水利工程基坑施工提供重要依據。又由于每條江、河土質都不相同，獲取的資料數據不統一，導致情況復雜難以全部摸清，因此，在基坑開挖設計時應充分考慮這種情況，實際開挖時留有余地，而后結合開挖后的具體情況采取有效的措施。

2、水利工程基坑排水技術施工應注意的問題

2.1 排水溝的設置應以不影響正常施工為前提，為了方便滲水集中還應具有相應的縱坡。還應結合滲水量與縱坡來確定排水溝的斷面，因而在進行基坑放樣的過程中應對排水需要進行考慮，如有需要應適當擴大基坑開挖范圍。

2.2 控制集水井的大小，通常能根據所用水泵的出水量計算得出，集水井深度應符合水泵工作深度要求，同時確保基坑工作面應超出排水水面40厘米左右。集水井管徑與井徑間應具有一定的環狀間隙，以便填充濾料起到阻砂透水的作用。

2.3 完成管井建造后，應按照抽水實驗得出的結果，選擇合適的抽水設備。選擇合適的抽水設備正常進行管井抽水時，管井的水位降深應低于第一個取水含水層的過濾器，以此防止過濾管出現氧化、損壞情況，從而導致涌砂情況出現。

2.4 井管施工時，必須在濾水管部位安裝扶正器，通常應每間隔5米左右安裝一組扶正器，以此避免濾水管在孔導內出現偏移，導致過濾作用被大大降低，從而造成涌砂。

2.5 在使用水泵排出基坑滲水時，應確保排出基坑外的滲水與基坑存在一定距離，避免排出的水再次回滲入基坑。為了確保排水溝通暢，應指派專業負責，時常對排水溝進行清理和維修。

3、水利工程基坑排水施工技術

3.1 明溝排水技術

明溝排水是可以利用地形和水的重力使水自然流出的方法，不借助機械力量。它需要排出的水有圍堰留下的水、雨水和地下滲出的水。

一般有三種布置形式，第一是在基坑周圍挖水井，利用水向低流的特性，讓水流向集水井，再抽干排出。第二是如果是大型基坑，滲水又多就應采取沿不同等高線挖排水溝，設排水井的方法。第三是在滲水量少的情況下只需延縱軸線挖排水溝，讓水集中流入排水井，再用水泵抽干排出。

優點：造價便宜。

3.2 井點排水技術

3.2.1 輕型井點排水

原理：利用真空吸水排水，由井點管、連接管、集水總管和濾料組成。井點一般設計成環形。

施工順序：測量放線→挖井點溝槽→沖孔→下設吸水井點管→灌填粗砂濾料→鋪設集水管→連接集水管和井點管→安裝抽水設備→試抽→正式抽水→基礎施工→撤離井管。

注意事項：在正式抽水之前要嘗試抽水，是為了檢查設備連接狀況、運行狀況、出水狀況是否良好以及管道吸水時有沒有處于真空狀態。在運行該套設施時，在正常抽水的情況下不可隨意斷電，斷電可能會引起塌方等事故。現場工作人員還要經常檢查該套設備的真空度有無異常，發現有漏氣的現象后要及時處理。井管點與坑之間的距離最好是2～2.5米，確保基坑的穩定性。出水時，相關工作人員要控制好流量，把握先大后小，先渾后清的規律，在達標后保持進水和出水的平衡；如果在冬天作業，要做好主管道的保溫工作，防止管道被凍壞。

優點：該方法的器具簡單，操作相對方便。

3.2.2 噴射井點排水

原理：利用壓力形成水氣射流，將地下水經井點外管和內管之間的間隙抽出排走。該套設施需要壓水泵、循環水箱、管道系統組成，一般采用環形布置。

施工方法：①準備好泵房、裝好進水總管和排水總管；②水沖法或鉆孔法成井；③安裝噴射井管、裝濾料；④進水管和排水管相互連接并與高壓水泵接通；⑤將各個井點管的外管管口與排水管接通并于循環水箱相連接；⑥用水泵抽水；⑦用離心泵排出水箱中多余的水；⑧觀測井中的水位。

注意事項：在施工前要沖洗各個管道并且檢查其是否有破損。剛開始抽水時要慢慢的將水泵壓力增大，不可一開始就用正常的壓力；在它工作期間，如果工作人員一旦發現井管周圍有水和砂石的出現，馬上要停止設備并且檢查。

優點：設備少、施工快、開挖量少、易于操作和耗費少。

3.2.3 電滲井點降水

原理：利用電泳作用，產生電滲現象，強制粘土中的水在集管附近聚集，從而使井點管快速抽干排出并使地下水位降低，達到降水的效果。同時，由于電流的作用，在電極間的土層形成電帷幕，阻止地下水流入坑內。

施工方法：確定好位置→鋪設集水總管、埋設井點管（在這種方法下井點管是作為陰極）→沖孔鉆洞→連接集水管和井點管→安裝水泵并且把水泵與集水總管相連→然后埋陽極（這里的陽極的材料是鋼類導體）→連接線路→運行設備→觀測井中地下水水位的變化。

注意事項：鋼圈要垂直于地面放置，不可隨便放置，以免造成短路，引起事故。要保持陰極和陽極之間沒有其他任何導體，避免短路；為了提高效率，可以在不需要電滲的地方保持干燥，并且借助化學的方法如涂瀝青保持絕緣狀態。在施工時也要在通電時間持續二十四小時左右就斷電幾小時，來使工程順利的進行。

3.2.4 管井井點排水

原理：在固定的距離之間設立井點，多個井點多個水泵同時工作，使地下水位降低。它適用于透水性大的砂層和土層。這套設施是由濾水井管、吸水管和水泵三個部分組成。

施工方法：測量，確定井點的位置→挖井口，鉆口→在井底墊一層砂石→安裝井管（注意在井管和孔壁之間填補滿材料）→在井管下面裝水泵。

注意事項：設置完成后也要試抽，來確保該套設備是否能正常進行運作。在水泵安裝前要把井管清洗干凈，鉆孔時最好保持快速，防止有縮井、泥皮過厚的現象。在抽水時不可以隨意斷電，二十四小時都要有專門工作人員看守，防止意外情況的發生。

優點：排水量大、設備簡單、容易維修。 在實際施工中，水利工程的情況會比較復雜，單一的方法肯定不能解決基坑降水的問題，往往會多種方法同時使用，來達到降水的目的。

結語

在水利工程中，基坑排水技術的選擇需要根據地質情況選擇，可選擇一種或者多種方法相結合，嚴格按照施工要求施工，從而達到基坑排水的目的，提高施工效率。另外需要注意基坑排水技術施工應注意的問題，必要時引進先進的技術，提高基坑排水施工技術水平，促進我國水利工程的可持續發展。

參考文獻：

[1]李飛.探討水利工程基坑排水施工技術[J].科技與企業，2013（20）

[2]江小萍.淺談水利工程基坑排水施工技術[J].建筑與文化，2013（7）.

[3]劉寶平.水利工程基坑排水施工技術[J].河南科技，2010，20.