大型渠道工程施工降水研究

張殿宇

【摘要】為了進(jìn)一步滿足社會(huì)生產(chǎn)、生活的用水需求，促進(jìn)各項(xiàng)效益的取得，我國(guó)的有關(guān)單位積極開(kāi)展水利工程的建設(shè)作業(yè)，并以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)水資源的合理分布、運(yùn)用，帶動(dòng)各項(xiàng)效益的取得。本文基于此，以黑龍江省引嫩擴(kuò)建骨干一期工程建設(shè)為例，分析探討紅旗干渠的滲水變化情況，并就排水圍堰的建設(shè)與排水費(fèi)用變化進(jìn)行論述，希望由此工程建設(shè)效率的提升。

【關(guān)鍵詞】大型渠道；工程施工；降水研究；引嫩擴(kuò)建工程

目前，我國(guó)的工程單位積極開(kāi)展水利工程項(xiàng)目建設(shè)，從而以此為基礎(chǔ)滿足社會(huì)發(fā)展的需求，保障社會(huì)生產(chǎn)、生活活動(dòng)的穩(wěn)步開(kāi)展。目前，我國(guó)的工程單位在項(xiàng)目建設(shè)的過(guò)程中積極推動(dòng)大型渠道工程項(xiàng)目的建設(shè)。事實(shí)上，為了保障項(xiàng)目建設(shè)效率、質(zhì)量，工程建設(shè)人員需要對(duì)大型渠道工程的施工降水進(jìn)行科學(xué)的研究，從而以此為基礎(chǔ)確保項(xiàng)目的科學(xué)開(kāi)展。

一、工程概述

黑龍江引嫩擴(kuò)建骨干一期工程位于松嫩低平原區(qū)，工程建設(shè)的總面積高達(dá)5.4×104km2。北部引嫩工程屬于黑龍江省最大的引調(diào)水工程，引水渠道全長(zhǎng)283公里，其中紅旗干渠39.43公里，其功能主要是為紅旗泡水庫(kù)輸水，滿足大慶石油化工生產(chǎn)用水，其戰(zhàn)略意義重大。

在建設(shè)的過(guò)程中，其位于紅旗干渠部分作業(yè)時(shí)，由于河道不具備泄水的條件，故而其在供水結(jié)束后，無(wú)法放空渠道，且渠道的91.1%渠底為低液限粘土，滲透系數(shù)為9.1×10-7cm/s，屬于微滲透水層，渠道滲透甚微，且該土層厚度在0.8-2.0米，地下水滲透可忽略不計(jì)。因此施工前期的降水準(zhǔn)備工作尤為重要。

二、地下水控制方法選擇

為了進(jìn)一步促進(jìn)渠道工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量、效率的提升，工程單位需要采取科學(xué)的方法對(duì)渠道降水合理控制。目前，最為常見(jiàn)的地下水控制方法分為三種，分別是：截水、集水明排、降水。

（一）截水法

本工程項(xiàng)目在建設(shè)的過(guò)程中多采用挖方渠道、半挖半填渠道的方法進(jìn)行施工作業(yè)，且該方法多用于大江大河的臨時(shí)工程，且紅旗干渠渠底為低液限粘土。此方法不適用于本工程，且采用截水法施工的成本較高。

（二）集水明排

由于在建設(shè)的過(guò)程中途經(jīng)紅旗干渠地區(qū)時(shí)，該地區(qū)的降水深度小于5m，故而施工人員在項(xiàng)目建設(shè)的過(guò)程中需要在建基面設(shè)置排水溝。事實(shí)上，集水明排法的運(yùn)用能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于降水手段的輔助，一般情況下其用于渠底板以上開(kāi)挖施工。

（三）降水法

所謂的降水法，在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中又可以依據(jù)實(shí)際建設(shè)的需要而被劃分為三大類型，分別是：輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、管井。

一般情況下，管井降水不適用于大型渠道工程，且施工成本較高，對(duì)于建筑物的降水一般采用管井降水；輕型、噴射井點(diǎn)多適用于滲透系數(shù)較小的地層，該方法的運(yùn)用能夠在一定程度上滿足20m以內(nèi)降深的需要。一般而言，輕型、噴射井點(diǎn)不宜大規(guī)模使用，但是其作為輔助降水手段能夠促進(jìn)渠道工程建設(shè)效率的提升。

輕型井點(diǎn)降水在運(yùn)用的過(guò)程中普遍具有機(jī)具設(shè)備簡(jiǎn)單、易于操作、便于管理的特點(diǎn)，輕型井點(diǎn)降水其原理是通過(guò)啟動(dòng)真空泵，使井點(diǎn)系統(tǒng)形成真空，井點(diǎn)周?chē)纬烧婵諈^(qū)，地下水在真空泵的吸力作用下，使井點(diǎn)附近的地下水通過(guò)砂井、濾水管被強(qiáng)制吸入井點(diǎn)管并被排除。這樣在井點(diǎn)附近的地下水與真空區(qū)外的地下水之間，形成一個(gè)水頭差，真空區(qū)外的地下水在真空吸力和重力的作用下，流向井點(diǎn)排出地面。故而在本工程建設(shè)的過(guò)程中獲得推廣運(yùn)用。

綜上所述，渠道工程施工降水作業(yè)的過(guò)程中，由于紅旗干渠屬于現(xiàn)有渠道擴(kuò)建項(xiàng)目，且紅旗泡水庫(kù)回水距離較遠(yuǎn)，停水后不能夠自然排空渠道，工作人員需要采取輕型井點(diǎn)方法進(jìn)行作業(yè)，并輔助采用集水明排進(jìn)行施工，確保項(xiàng)目建設(shè)效率、質(zhì)量的進(jìn)一步提升。

三、降水井設(shè)計(jì)

（一）降水井布設(shè)

一般而言，施工人員在項(xiàng)目建設(shè)的過(guò)程中，需要將降水井布置在渠道兩側(cè)。在這一過(guò)程中，若渠道的寬度小于60m時(shí)，工作人員可以將降水井布置在渠頂兩側(cè)。此外，若渠道的寬度較大，工作人員則需要將其布置在渠內(nèi)的馬道上。

在實(shí)際的布置處理過(guò)程中，工作人員需要確保項(xiàng)目建設(shè)能夠滿足渠道中心、邊坡降水的需要，并降低施工干擾。一般而言，若施工區(qū)域的降水深度較小，且渠道寬度低于50m，施工人員則需要在地下水上游側(cè)馬道處布置1排降水井即可滿足相關(guān)的要求。

在渠道施工作業(yè)的過(guò)程中，施工人員需要考慮到渠道分段施工的需要，在降水井布置的過(guò)程匯總，將其延長(zhǎng)至分區(qū)邊界外，以截?cái)嗟叵滤郧郎舷掠窝a(bǔ)給。

（二）降水井深度

在進(jìn)行降水井深度確定的過(guò)程中，工作人員需要依據(jù)降水井深度公式進(jìn)行相關(guān)的操作，該公式為：H=H1+h+JL+1+S2

在上述的公式中，H、H1分別是的是降水井的深度、井口至渠底板距離，而h則為渠底板與降低后地下水位距離。在實(shí)際的計(jì)算過(guò)程中，工作人員需要對(duì)S2進(jìn)行足夠的重視。其次，若施工人員在項(xiàng)目建設(shè)的過(guò)程中面對(duì)出水量較小的降水井時(shí)，為了規(guī)避水泵頻繁啟動(dòng)狀況的出現(xiàn)，工作人員需要確保井內(nèi)預(yù)留一定的存儲(chǔ)空問(wèn)，從而以此為基礎(chǔ)滿足水泵間歇抽水的需要。

（三）運(yùn)行周期

一般而言，降水井在運(yùn)行構(gòu)建的過(guò)程中需要在地下水土方開(kāi)挖前啟動(dòng)，而其具體的時(shí)間則需要依據(jù)地層、開(kāi)挖效率、降深進(jìn)行綜合的確定。在實(shí)際的操作過(guò)程中，超前時(shí)間控制在15～30d左右。

目前，降水井的停止時(shí)間沒(méi)有形成統(tǒng)一的規(guī)定，故而在項(xiàng)目建設(shè)的過(guò)程中，工作人員需要在完成渠道襯砌作業(yè)后再停止施工降水工作，防止施工操作導(dǎo)致渠道出現(xiàn)裂縫破壞的問(wèn)題。

結(jié)束語(yǔ)：

本文主要分析探討了黑龍江引嫩擴(kuò)建骨干一期工程，并就地下水控制方法選擇進(jìn)行了論述，最后分析了降水井設(shè)計(jì)工作。事實(shí)上，紅旗六標(biāo)采用輕型井點(diǎn)降水配合集水明排，運(yùn)行兩年后工程穩(wěn)定，效果良好。筆者認(rèn)為，紅旗干渠采用輕型井點(diǎn)降水取得良好效果，主要原因是紅旗干渠渠底為淤泥質(zhì)土，不會(huì)產(chǎn)生流沙等對(duì)工程地質(zhì)不良的影響，因此降水措施的選擇應(yīng)該因地制宜。隨著相關(guān)措施的落實(shí)到位以及技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的大型渠道工程建設(shè)項(xiàng)目質(zhì)量必將獲得長(zhǎng)足的發(fā)展。

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