電排站防滲排水布置與施工技術分析

王 艷

（江門市科禹水利規劃設計咨詢有限公司，廣東 江門 529000）

1 工程概況

根據《江門市江海區綜合發展規劃》，高新區3號地將成為城市住宅小區，區域地類發生較大改變，排水系統將受到嚴重破壞。若不采取相應的排水措施，一旦遭遇暴雨，新建城區將受到洪水威脅。為滿足區域內排水要求，保證區域水系暢通，高新區擬建設北湖（望月湖）并新開人工河，增加區內河道涌容，同時在人工河末端建設電排站，在外江水位高時進行強排。地字股泵站的工程任務主要是排澇，同時兼顧引水。

通過新建電排站，連通望月湖、人工河與西江，以排出人工河兩側地塊的澇水，同時發揮引水功能引入西江水，使人工河與江海區現有水系串聯形成一個整體，實現水系的合理利用。泵站設計排水流量21 m3/s，裝機容量1 800 k W，自排閘最大過閘流量80.85 m3/s，該工程等別屬Ⅲ等，為中型工程。

2 工程布置與施工

2.1 電排站防滲排水布置

根據站址地質條件和電排站揚程，結合泵房、兩岸連接結構和進、出水建筑物的布置，設置完整的防滲排水系統。本次電排站工程為江新聯圍江海區堤段的穿堤建筑物，根據電排站運行工況，防滲長度為上、下游最大水位差的3～5倍。電排站上、下游水位差最大值為5.42 m，初步防滲長度為16.26～27.1m。從防洪閘末端到電排站進口底板的水平長度為69 m，滿足滲徑的相關要求[1]。同時，在進水池底板上設置排水管，以完善防滲排水系統。

2.2 工程施工要點

（1）由于水下施工項目比較集中，施工時間緊、難度大、任務重。根據施工進度安排，水閘、電排站水下部分，安排在枯水期施工，其余可在非枯水期施工。

（2）工程地質勘察表明，站基淺層分布厚層淤泥質土，存在沉降變形問題和抗滑穩定問題，需考慮地基處理。

（3）施工開挖時，站址基坑坑壁極易發生深層滑動，坑底易隆起，應對基坑進行支護，并做好排（降）水。

3 電排站施工技術

3.1 施工導流

電排站、自排閘水下部分要在枯水期施工，其余在非枯水期施工，工程臨時性建筑物為4級。電排站所接的內河涌為新開挖人工河道，外側為西江。工程采用一次性攔斷河道施工，需在內外側修建圍堰。

內涌圍堰采用土圍堰，頂寬為4.0 m，內外坡比均為1∶2.0，臨水坡設置編織袋裝土0.5 m厚，底鋪彩條布護坡。結合工程平面布置的實際地形情況，工程先對水閘閘室箱涵及泵室出水箱涵部分進行施工；外江側灘地不用開挖可直接當做圍堰，局部不夠高的地面采用沙包堆砌即可。待施工完成后，再外江側翼墻進行施工。

外江采用鋼板樁圍堰，內外兩側各打一排鋼板樁，中間填土5 m寬，外江側鋼板樁頂高程為3.85 m，中間填土及內涌側鋼板樁頂高程為3.35 m。鋼板樁型號為拉森S P－Ⅳ型，長度12.0 m。

3.2 地基基礎處理方案比選

根據地質資料，電排站地基巖土層由上至下分別為填筑土、粉質粘土、淤泥質土、殘積土、全風化粉砂巖、強風化粉砂巖。電排站基礎底面坐落于淤泥質土層上，淤泥質土層屬軟弱土層，承載力低，壓縮性高，容易產生沉陷、滑移和不均勻沉降。根據計算，天然地基不滿足建筑物承載及抗滑穩定要求，應進行地基處理。電排站基礎處理方案選擇，需滿足以下幾個方面的要求：①基礎應有足夠的強度；②地基應具有良好的穩定性；③基礎應滿足耐久性要求；④基礎處理應有一定的經濟性。根據工程實際情況，對以下幾種電排站基礎處理方案進行比選。

（1）預制管樁方案。擬采用直徑500 mm預制P H C管樁，全風化粉砂巖作為持力層，樁長約為33 m。該方案的優點是施工速度快、工期短，可有效控制沉降量；缺點是剛性樁不能與周圍填土連成為一體，底板與地基土的接觸面，可能出現“脫空”現象，加上地下滲流的作用，易造成接觸沖刷，進而危及電排站安全。

（2）高壓旋噴樁方案。擬采用直徑800 mm高壓旋噴樁，樁長暫定15 m，采用正方形布置。高壓旋噴樁優點是使樁體與樁間土體可形成復合地基，共同承擔外部荷載，可有效地提高地基承載力，且施工時噪聲小、振動低，對周圍環境影響小。缺點是施工速度較慢、工期較長，施工工藝復雜，且造價較高。

（3）砂樁結合水泥土攪拌樁方案。擬采用直徑600 mm砂樁，結合直徑500 mm水泥土攪拌樁，樁長暫定15 m，采用正方形布置。水泥土攪拌樁可使樁體與樁間土體形成復合地基，共同承擔外部荷載，可有效地提高地基承載力，且施工過程中無振動、無噪聲、無地面隆起，對周圍環境影響小。缺點是水泥土攪拌法施工完成的成樁樁體強度較低，往往需要較高的置換率，達到同等的承載力要求樁間距較小。但采用砂樁結合水泥土攪拌樁施工，可有效提高單樁樁體強度。

根據電排站為穿江新聯圍的建筑物這一情況，根據以往工程經驗，江新聯圍附近堤段的穿堤建筑物，出現險情的問題多為底板脫空滲漏，進而影響工程安全，因此預制管樁方案不予采用。高壓旋噴樁方案與砂樁結合水泥土攪拌樁方案優缺點類似，基礎處理效果也相差不大，但高壓旋噴樁基礎處理造價遠高于砂樁結合水泥土攪拌樁。目前廣東省處理軟土地基工程中，水泥攪拌樁復合地基應用較成功，因此，本次基礎處理推薦砂樁結合水泥土攪拌樁方案。

3.3 基坑支護

電排站基坑周邊環境三面環路，西北側城際輕軌為高速鐵路，對地基變形敏感且要求較高，為確保電排站工程施工時不影響城際輕軌安全及保證基坑自身的安全，靠城際輕軌側閘室段采用直徑1200 mm灌注樁對撐支護、中間設立柱，灌注樁結構模型分析如圖1。

圖1 灌注樁支護結構模型

基坑進出口段基坑深度較淺，采用鋼板樁對撐支護；另外，除泵室段由于開挖基坑較深采用鋼板樁懸臂支護外，其余則按1∶2放坡開挖。

灌注樁支護穩定計算，采用平面桿系結構彈性支點法進行結構分析，計算結果見表1，嵌固深度、整體穩定安全系數、抗傾覆安全系數均滿足規范的要求。

表1 灌注樁支護穩定計算

3.4 基坑排水

為確保基坑施工安全順利，土方開挖和基坑排水必須同步進行，同步施工。根據本工程施工特點，基坑內采用平面降水，隨挖隨降的方法。

為了防止周邊高處的雨水順坡流入基坑，土方開挖前做好坑頂周邊截排水設施，將地表處的雨水、施工用水匯集到基坑頂部截水溝內。土方開挖過程中，根據開挖情況設置臨時排水溝，保證基坑內無積水。基坑內若有積水必須立即用水泵抽水，嚴禁積水泡坑。應根據出水量適當增減水泵，抽水量應大于水滲透量，在確保坑內無積水情況下，方可進行下一工序施工。為避免地表水及地下水對基坑產生不利影響，必須及時排除邊坡滲水及基坑內積水。

4 結語

電排站的防滲、排水布置及施工技術措施，保障了工程施工的順利進行，確保了電排站功能的充分發揮。區域內排水系統得到改善，地面蓄水、調節能力大大提高，排洪、排澇能力得到保障，實踐證明工程措施合理，效果顯著。