浅谈水利工程施工排水技术

摘 要：对于地下水位较高的地区进行基坑的开挖施工过程中，地下水必然会不断地渗入基坑，开挖过程中如未能妥善处理好基坑降排水的问题，定将造成基坑浸水，使现场施工条件变差，地基承载力下降，很可能引起流砂、管涌和边坡失稳等现象。为确保基坑施工安全，必须采取有效的排水措施。

关键词：水利工程；施工；排水

中图分类号：TV52 文献标识码：A围堰闭气以后，要排除基坑内的积水和渗水，随后在开挖基坑和进行基坑内建筑物的施工中，还要经常不断地排除渗入基坑的渗水，以保证干地施工。修建河岸上的水工建筑物时，如基坑低于地下水位，也要进行基坑排水工作。排水的方法可分为明式排水和暗式排水两种。

1地基土质分类

地基有强透水、弱透水和不适水之分，因此对排水要求也不同。有条件的工程在动工前可采用挖坑或手摇钻钻探等办法，取得土样，查明地基各部位和不同高程的土质和地下水位等有关资料数据，供基坑开挖时确定边坡和排水准备工作的依据。

2基坑降水方案设计

基坑积水主要是指围堰闭气后存于基坑内的水体，还要考虑排除积水过程中从围堰及地基渗入基坑的水量和降雨。初期排水的流量是选择水泵数量的主要依据，应根据地质情况、工期长短、施工条件等因素确定。

初期排水时间与积水深度和允许的水位下降速度有关。如果水位下降太快，围堰边坡土体的动水压力过大，容易引起坍坡;如水位下降太慢，则影响基坑开挖工期。基坑水位下降的速度一般控制在0.5～1.5m/d为宜。在实际工程中，应综合考虑围堰型式、地基特性及基坑内水深等因素而定。对于土围堰，水位下降速度应小于0.5m/d.

根据初期排水流量即可确定水泵工作台数，并考虑一定的备用量。水利工地常用离心泵或潜水泵。为了运用方便，可选择容量不同的水泵，组合使用。水泵站一般布置成固定式或移动式两种。当基坑水深较大时，采用移动式。

3经常性排水措施

当基坑积水排除后，立即进行经常性排水。对于经常性排水，主要是计算基坑渗流量，确定水泵工作台数，布置排水系统。

3.1排水系统布置

经常性排水通常采用明式排水，排水系统包括排水干沟、支沟和集水井等。一般情况下，排水系统分为两种情况:一种是基坑开挖中的排水;另一种是建筑物施工过程中的排水。前者是根据土方分层开挖的要求，分次下降水位，通过不断降低排水沟高程，使每一个开挖土层呈干燥状态。排水沟通常布置在基坑中部，以利两侧出土;当基坑较窄时，将排水干沟布置在基坑上游侧，以利于截断渗水。沿干沟垂直方向设置若干排水支沟。基础范围外布置集水井，井内安设水泵，渗水进入支沟后汇入干沟，再流入集水井，由水泵抽出坑外。后者排水目的是控制水位低于坑底高程，保证施工在干地条件下进行。

3.2经常性排水流量

经常性排水主要排除基坑和围堰的渗水，还应考虑排水期间的降雨、地基冲洗和混凝土养护弃水等。

四、人工降水措施

在经常性排水中，采用明排法，由于多次降低排水沟和集水井高程，变换水泵站位置，影响开挖工作正常进行，此外，在细砂、粉砂及砂壤土地基开挖中，因渗透压力过大而引起流砂、滑坡和地基隆起等事故，对开挖工作产生不利影响。采用人工降低地下水位措施可以克服上述缺点。人工降低地下水位，就是在基坑周围钻井，地下水渗入井中，随即被抽走，使地下水位降至基坑底部以下，整个开挖部分土壤呈干燥状态，开挖条件大为改善。

3.2.1管井法

管井法就是在基坑周围或上下游两侧按一定间距布置若干单独工作的井管，地下水在重力作用下流入井内，各井管布置一台抽水设备，使水面降至坑底以下。

管井法适用于基坑面积较小，土的渗透系数较大(K=10～250m/d)的土层。当要求水位下降不超过7m时，采用普通离心泵;如果要求水位下降较大，需采用深井泵，每级泵降低水位20～30m.

管井由井管、滤水管、沉淀管及周围反滤层组成。地下水从滤水管进入井管，水中泥沙沉淀在沉淀管中。滤水管可采用带孔的钢管，外包滤网;并管可采用钢管或无砂混凝土管，后者采用分节预制，套接而成。每节长lm，壁厚为4～6cm，直径一般为30～40cm.管井间距应满足在群井共同抽水时，地下水位最高点低于坑底的要求，一般取15～25m.

3.2.2井点法

当土壤的渗透系数K

轻型井点是由井管、集水管、普通离心泵、真空泵和集水箱等设备组成的排水系统。

轻型井点的井管直径为38～50mm，采用无缝钢管，管的间距为0.8～1.6m，最大可达3.0m。地下水从井管底部的滤水管内借真空泵和水泵的抽吸作用流入管内，沿井管上升汇入集水管，再流入集水箱，由水泵抽出。

轻型井点系统开始工作时，先开动真空泵排出系统内的空气，待集水箱内水面上升到一定高度时，再启动水泵抽水。如果系统内真空不够，仍需真空泵配合工作。

井点排水时，地下水位下降的深度取决于集水箱内的真空值和水头损失。一般集水箱的真空值为400～500mmHg柱。

4施工排水需注意的问题

4.1排水干沟（又称龙沟）的布置应尽量不干扰施工，需有一定纵坡便于渗水集中，龙沟的断面应根据渗水量和纵坡确定，因此在基坑放样时要考虑因排水需要，把基坑开挖范围适当扩大。

4.2．集水井的大小一般相当于所用水泵10-15min的出水量，能加大的要尽量放大，集水井深度需保证水泵工作深度，同时保持排水水面低于基坑工作面30-50cm。

合理选择井径和管径，保证井径和管径间有一定的环状间隙，来充填有效阻砂透水的滤料（环状间隙应考虑不同地层情况）保证水清砂净，在满足需水量的前提下，不要盲目加大管径，否则，既增加了施工难度，又增加了成本。

4.3．管井建成后，必须根据抽水实验的结果，选择抽水设备，不可盲目安装大泵，否则使井的出水量超过正常的出水量，因流速过大而引起大量来砂。管井正常抽水时，其水位降深不能超过第一个取水含水层的过滤器，避免过滤管的缠丝因氧化、损坏而造成涌砂。

参考文献

【1】钟汉华.《水利水电工程施工技术》.中国水利水电出版社.2004

【2】崔中兴.《水利工程地质学习与实践》.西北工业大学出版社.2003

【3】谷兆祺.《水利水电工程经验与案例分析》. 中国水利水电出版社.2008.