探析水利工程施工降水方案及優化方式

潘杰

摘 要：水利工程施工地環境復雜，很多工程又都處于高地下水位處，所以，基坑開挖必須保證地下水位低于開挖面至少半米，如此才能夠保證施工的質量以及施工的安全性。本文圍繞水利工程施工降水方案的應用與優化討論，希望能夠為我國的水利工程事業發展添磚加瓦。

關鍵詞：水利工程;施工;降水方案;優化

社會經濟的快速發展加速了水利工程的發展進程，在這樣的情況之下，人們更加重視水利工程的施工質量。但水利工程的施工往往涉及較多的因素，特別是水利工程位于高水位處的施工，以及施工過程中的其他因素，都嚴重地影響著水利工程的工程質量。因此，在施工之前施工單位必須對地理環境進行深入的調查研究，在開挖基坑時，需要嚴格的遵守相關的施工規范和強制性條文要求，只有當地下降水位始終保持在開挖面半米以下之后才可以進行后續施工。水利工程施工條件較為特殊，大部分工程都位于低洼地或者河道周圍，在施工時要嚴格考慮具體環境的降水量問題，然后再選擇最適當的方案完成施工。此外，施工過程當中還要注意施工人員的安全，只有全面強化工程安全監督管理工作，才能發在保證水利工程施工順利進行的同時，最大限度的降低施工安全事故的發生。

一、水利工程施工中降水方案的種類

在進行水利工程施工之前，首先要對施工場地進行詳細的勘察，以便于盡早的掌握施工場地的地質構造和地下水情況，從而選用最佳的水利工程施工降水方案。大多數的水利工程都是位于低洼區或者河道區，以及鄰近水源的位置，這些地區普遍有水位較高、滲透系數較大的特點。因此，在施工之前，必須對施工地進行詳盡的勘察，然后再進行基坑的開挖。一般來說，根據水利工程的施工需要，基坑開挖的深度可能是幾米、十幾米、數十米不等。在開挖的過程中，必須要考慮施工場地的實際降水問題，如果靠近河道還需要考慮河道的水流量情況、工程要求、施工環境，然后結合施工隊伍的水利工程經驗，對施工降水方案進行討論，然后進行施工降水方案的優化。超過一定規模的基坑開挖和降排水工程，還需要由施工單位編制專項方案，并組織專家認證。對于水利工程的基坑開挖形式一般有三種，分別是挖明溝降水、管井降水、輕型井點降水。基坑開挖形式的最終確定，需要水利施工隊伍依據具體的施工過程，在充分考慮施工地質條件、水文條件、環境情況等多種因素之后合理選擇。

二、水利工程施工降水的具體流程

在進行水利工程施工之前，為了能夠更好的統籌安排施工，必須要對工程進行深入的了解，明確地質情況、工程等級、工期長短、施工條件等相關事項。然后再結合施工場地、施工技術、施工設備、施工人員等情況，綜合選擇最佳的水利工程施工降水方案。具體流程是首先要查閱地質勘察報告，利用相關的勘測設備對地下土質結構進行勘探，勘探的范圍是地下表層土的土壤成分和結構組成，判斷地基的土質和含水量，選擇適合的排水方法。其次應根據圍堰后的基坑集水量、抽水過程中圍堰及地基的滲水量、基坑覆蓋層中的含水量、施工中的棄水量、可能的降雨量來確定初期排水和經常性排水的流量。再次是根據排水時間和排水速度確定排水設備的類型、參數、數量等，水利工程一般選擇結構簡單、運行可靠、維修簡便的離心泵。在進行基坑開挖之前，要對施工場地的地下水位進行測量，必須在地下水位下降到基坑開挖面半米之下，形成干地施工條件后，才能進行基坑的開挖工作，排水工作一般伴隨著基礎處理和主體工程施工全過程。

三、水利工程施工降水的應用與優化對策

（一）明溝排水降水方案的應用

在進行水利工程施工時，需要考慮地下水補給的問題，因而一般都會使用明溝降水方案來完成施工。另外，明溝排水降水方案還廣泛應用于皖北降雨較少的地區，或者土壤結構中滲透系數相對較差的地區。明溝降水方案所使用的費用最少，對于水文地質條件和基坑的大小沒有嚴格的要求，對于施工技術也沒有特別要求。明溝降水對于基坑周圍的地下水攔截能力相對較弱，在施工過程當中，當地下水位達到一定的限制要求之后，就需要不斷地進行挖深疏通。在選用明溝降水方案時，工程的進度可以根據施工實際情況進行靈活變動，完成施工之后，還可以采取措施將施工場地的地表積水和地下水融合，從而達到共同排、降水的目的。我縣紅旗水庫大壩重建工程在上游采用明溝排水方案，成功地解決了本地雨水天氣相對較多、地表下土層多為粘土和亞粘土而導致的持水性較好的問題，不僅沒有拖延建設工期，更使該工程取得了較好的降水效果，在保證工程質量的情況下最大限度地節省了工程施工經費。

（二）管井降水方案的應用

在水利工程施工中，地下土質層為滲透系數較大的沙壤土、含有顆粒較粗的砂礫及巖石裂隙發育的地層，就選擇管井降水方案來進行施工，這樣能取得較好的降水效果。管井降水施工的優勢在于施工較為簡單，對于工序沒有較為嚴苛的要求，費用相對較低，使用較為方便。由于井距相對較大，在集中排出時可以取得較好的效果。管井降水對于施工場地的地下土質的要求相對較高，且基坑周圍的暫時封閉性遠不如輕型井點降水好，想要完全順利使用管井降水完成排水，則需要結合明排，在應用該方案時，應通過水的力學計算確定井深以及井間距。

（三）輕型井點降水的應用

通常情況下，在水利工程施工場地地下水位相對較高、地下水豐富、地質較為復雜的情況之下，一般會選擇輕型井點降水的施工方案。輕型井點降水的方案更適用于開挖深度較大、滲透系數較小且土質又不好的地層。輕型井點降水的降水方案沒有較多的使用限制，因而能夠很好地封閉基坑的地下水，又因為對施工場地的土質沒有較為苛刻的要求，在進行施工時，只要能夠有效的控制支管的深度和管距，確保支管布置達到相關的要求，就能取得較好的施工效果。其方法有真空井點法、噴射井點法、電滲井點法，布置形式有單排井點、雙排井點、環形井點等。輕型井點降水方案優勢顯著，但并不意味著輕型井點降水方案沒有缺點，例如耗時費用較高、工程施工麻煩，工序較為復雜，降排監測嚴謹，具體的使用需要根據施工場地的實際情況來進行選擇。

結束語

綜上所述，在社會經濟快速發展的當下，科學技術的發展使得更多先進的設備和技術被應用于水利工程的施工過程當中，這不僅加快了水利工程施工技術的變革，同時也最大限度地提升的不同地域水利工程施工的可能性。由于水利工程的施工場地復雜且常位于高水位的環境之下，因此，在施工的過程當中會遇到各種各樣的問題。在這樣的情況之下，合理選擇正確的水利工程施工方案，不僅能夠有效的保證水利工程施工工作的順利展開，同時對于提升水利工程施工質量也有著極強的現實意義。

參考文獻：

[1]任麗維.水利工程施工降水方案的應用與優化[J].黑龍江科技信息，2016，（28）：198.

[2]汪安南，史安娜，張元教，彭得勝.遺傳算法在水利工程施工進度控制優化中的應用[J].水利經濟，2016，（04）：55-57+83