探析水利工程施工降水方案及優化方式

嵇慶才

摘要：中國是世界最早進入農業社會的國家之一，古往今來，中華祖先就以治水為治國安邦之本。據中經未來產業研究院發布的《2016-2020年中國水利工程行業發展前景與投資預測分析報告》顯示，“十二五”時期，中國水利建設完成總投資超過2萬億元，再創歷史新高，農村飲水安全、防洪薄弱環節、抗旱水源工程、農田水利、農村水電等民生水利建設成效顯著，惠及億萬人民群眾。完善的水利設施，能夠有效防洪抗旱，造福社會。因為水利工程的獨特性，絕大部分水利工程的建筑通常要建設在高水位地帶，又因為現階段水利工程施工地址多選擇為人煙稀少的偏遠地段以及不適合人類居住的地區，地理位置的特殊性及工程的復雜性，導致了施工難度不斷加大。主要介紹水利工程施工降水方案以及應用在實際中的優化措施。

關鍵詞：水利工程;降水方案;優化措施;地基

中圖分類號：TV551.41

文獻標識碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.10.064

水利工程項目多建設在高水位地段，為了保證水利工程建筑的長期使用，在開挖基坑的過程中，首先要對地下水位進行測量并計算，保證基坑最低處要高于地下水位0.5 m以上，如果達不到要求，則地下水和地面水就會不斷滲入基坑內，導致基坑內部情況惡化，進而影響地基承受能力，嚴重時更會造成安全事故。

近年來，水利工程的基坑和建筑基坑工程表明，在基坑的降水工作中大部分是較為成功的，但仍有小部分或多或少存在問題并最終導致出現各類問題，所以，在施工過程中往往需要合理規劃施工方案，做好施工降水工作。保持土體干燥，就是保障工程成功完成。分析影響降水工作質量的原因，總結降水工作的經驗教訓，對水利工程的不斷進步與發展有著重要的意義。

1 水利工程的特點

古語言“水是萬物之源”，水是人類生產和生活必不可少的寶貴資源，而水利工程是為了控制和調度自然的地表水和地下水而修建的工程。隨著中國的不斷發展，現代建筑相關的施工技術也一直在不斷提升，現代建筑施工要求也越來越嚴格。水利工程作為一項基礎性、多系統、內容復雜且十分重要的基礎工程項目，它關乎國家的經濟建設及人民的生命財產安全[1]。水利工程具有自己獨特的特點：有很強的系統性和綜合性，工程量大、施工難度高、需要多工種相互配合，并且受自然環境的影響較為嚴重。在施工意義上，水利工程是維護人民生活穩定的基礎性工程，它能有效地治理各類洪澇災害，從而保障經濟全面、穩定發展[2]。就投入而言，水利工程與其他一般建筑工程相比，需要投入的人力、物力、財力等資源更多。

2 水利工程施工降水方案

有人曾說“基礎不良的建筑是沒有的”，基礎牢固，未來發展的空間就更為廣闊，而水利工程想要長久使用，就必須要打好基坑，而降水工作可以有效地降低水位，提高土層干燥度，從而提升其穩固性。水利工程因為其獨特的施工區域，導致水利工程中各種建筑都是在無法把握的氣象、水文、地質等自然條件下進行施工和運動的，因此，如何選擇施工降水方式，是保障基坑開挖工作的必要前提[3]。在施工中，基坑常常需要挖10 m甚至幾十米深，為水利工程基坑開挖帶來了極大的難度，因此，在施工之前需要對施工地進行詳細勘察，對數據進行分析與計算，再結合施工地實際情況，進行施工降水方案的優化。常用的施工降水方法有輕型井點降水、管井井點降水、明溝集水降水等。在選擇降水方法時，主要是針對施工地自然環境因素來合理規劃，以此來保證工程各項工作順利開展，提高施工效率。

3 水利工程施工降水的應用

3.1 輕型井點降水

輕型井點降水是國內應用很廣的降水方法，它適用于地下水位相對較高、地下水豐富、地質較為復雜的區域，它有系統施工簡單、經濟實用的優點，能夠很好地封閉基坑的地下水，并對施工場地的土質要求不苛刻，該方法降低水位深度一般在3 -6m。輕型井點降水適用的土層滲透系數為0.1 - 50 m/d.輕型井點是在基坑的一側將井點管埋入水層內，井點管的上端與集水總管相連接（集水總管需要連接真空泵與離心水泵），啟動抽水設備的時候，地下水會因為受到真空泵的吸力影響，所以會吸人濾水管和集水總管，最后由需離心水泵排出，使地下水位降到符合要求的位置[4]。在使用輕型井點降水法時，要注意在井點管頂部用粘土封填并保證井點系統各連接部位具有較好的氣密性，通過提高整個井點系統的真空度來增強抽排水能力，該法具有使用靈活、裝卸方便、降水效果好、費用較低等優點，還可以在基坑開挖邊坡時降低坡率，降低基坑開挖土方量，提高工程效率，在面對軟土路基、地下水較為豐富的地段應用時，有較好的施工效果。在施工時，只要能對控制支管的深度和管距把控好，確保支管布置達到要求，就能使該方法取得較好的施工效果。在施工過程中需要注意的是，在開始抽水階段，需要保證電量供應，否則會出現井點管的濾網被阻塞，導致抽水工作停滯，此情況極易造成地下水位上升，從而引起土地邊坡塌方等事故。

3.2 管井井點降水

管井井點降水適用于輕型井點降水不易解決的含水層顆粒較粗的粗砂、卵石土層，它與輕型井點降水相比，有的設備較為簡單、排水量更大、降水較深、降水效果更好【5]。管井井點就是沿著基坑每隔20- 50m就設置一個管井，它的管井由井口、井管、過濾器以及沉淀管組成，每個管井再單獨配備一臺水泵，利用水泵不斷抽取地下水，從而降低地下水位。該法主要用于地下水位較高的施工環境，它能極大降低基坑周圍土中的水分，促使土體固結，從而提高基坑強度。在實施過程中，它還能穩定邊坡、消除流砂，減少基土隆起凸出。值得注意的是，在停止降水之后，應對降水管采取封井措施，封井時間和措施應符合設計要求，也可以根據實際情況分階段進行。

4 影響水利工程施工降水的因素

4.1 水利人員施工人員的綜合素質

在水利工程的實施中，需要多種工種的相互配合，才能確保工程的順利完工，但每一個工作人員都對工程有一定的影響。雖然中國是世界最早進入農業社會的國家之一，在治水方面有著較高的技術性，但是在內控制度政策方面還不完善。目前，中國很多水利工程管理單位的管理者都沒有強烈的內控意識，不能完全認識內控機制實施的必要性，導致工程實施中責任劃分不徹底。在施工過程中，綜合素質不高的施工人員會有偷工減料的行為，為工程埋下了一定的隱患。

4.2 施工材料選擇因素

水利工程是一項維護經濟穩定發展，保障人民免受洪澇災害影響的基礎性工程，它起到了控制水量、防止洪澇災害并進行水量調節的重要作用。其獨特的作用導致了水利工程需要承受水流的沖擊、冰凍等。如果在選擇材料時選擇不當或以次充好，必然會導致水利工程的質量下降，導致水利工程的時效性下降，對國家和人民構成巨大的威脅。

4.3 工程的不穩定性

施工中的各類事件都會對工程造成影響，例如坡度的使用時間、斜坡的穩定程度，都會對降水施工效果產生一定的影響。因此，在施工降水中，應詳細分析各類問題，有針對性地編制施工方案，科學選用適合的地點用于邊坡支護工作的開展，進一步使得整個降水施工工程穩定、有序開展。

5 優化方式

5.1 明確責任劃分

在施工過程中，經常遇到出現小問題時相互推諉、問題長期得不到解決的情況。這歸根到底是責任劃分不細致，為了提高工作效率，應該及時對各個部門進行責任劃分，將責任劃分到人，讓每個人都清楚自身職責，強化責任意識和主人翁意識，并制訂相關規則制度，牢固建立制度高壓線，提升其責任感和工作積極性。

5.2 及時對設備維護

在施工過程中，因為施工設備陳舊老化，施工設備故障概率一直居高不下，導致拖延施工進度。因此設備的檢修和維護應該及時進行，并派專人管理，對于年代久遠、過于老化的設備及時上報，并督促施工單位及時更新換代，以便提高工程效率，從而簡化工程。

6 結束語

水利工程作為國家建設的基礎性工程，對人民生命財產安全及經濟穩定發展起到了一定的作用。在各項科學技術不斷發展的今天，水利工程的降水施工方法也不斷增加，在各類施工環境中，降水方法的使用在不斷變更，工程施工人員應該在實踐中不斷收集數據，并加以總結，結合當前實際與自身需求，為施工降水工作增加優秀的施工方案，為水利工程的穩定發展不斷添磚加瓦。

參考文獻：

[1]王嘉志.水利工程施工降水方案及優化方式研究[J].價值工程，2018（ 23）：272-273.

[2]楊瑞雁.明溝結合管井降水方案在南水北調工程中的研究與應用[J].南水北調與水利科技，2007，5（Suppl l）： 29-32.

[3]付軍，鞠向楠.南水北調中線一期工程某降水試驗方案研究[J].河南水利與南水北調，2012（ 19）：55-56.

[4]李存法，劉秀婷，從容.基坑截滲與降水工程優化設計方法淺析[J].地下水，2001，23 （3）： 139-140.

[5]于丹，呂金鵬，莊巖.水位降深控制的目標函數法基坑降水優化設計[J].水利與建筑工程學報，2014 （2）： 62-66.

[6]呂罡，梁捷.輕型井點降水方案審查及施工運行監控[J]水利建設與管理，2014，34（ 10）：76-80.