水利工程基坑排水施工的应用技术

摘 要 通常情况下，在地面、外水位及地下水位以下对水利工程建筑物的地基及基础进行施工，由于在施工中经常会受到围堰渗水、基坑范围内降水以及地下水的影响，基坑排水的运用对施工创造一个良好的条件，成为水利工程施工中的一项重要环节，无论哪种地基，都必须对基坑内的排水问题进行妥善解决。

关键词 水利工程；基坑排水；注意事项

中图分类号TV5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）122-0140-02

1 选择深基坑支护型式和施工内容

1.1基坑支护的设计与施工内容

在设计基坑支护时，首先则是对一个合适的支护型式进行选择，并将支护的结构实施计算分析，然后根据所得出的结果对支护结构实施设计，主要包括：锚杆尺寸、支撑、结构截面以及入土深度等。一般，基坑支护的设计主要包括以下几方面：

1）支护方案的选型和比较；

2）计算支护结构的变形及强度；

3）验算基坑内外土体的稳定性；

4）围护墙抗渗的验算；

5）降排水方及要求；

6）挖土工况、运土和挖土等主要措施的确定；

7）与设计要求相结合，对基坑支护施工的内容进行监测，并对科学合理的施工方法实施选择，支护结构质量的保障是施工开展的关键，并影响着基坑支护的成败。

1.2选择支护型式

无论深基坑运用的是哪种支护型式，最为关键的是彻底清楚掌握支护型式的特点，与主体工程地下结构型式、工程地质以及工程周围环境相结合，在选择的过程中应严格按照安全可靠、经济合理的原则开展。往往都会对两个以上方案进行选择，并估算其费用，通过综合考虑经济和技术，从而确定一套安全可靠、经济合理的支护形式。由于深基坑施工有一定的特殊性存在，具有大量的不可预见因素，从各种角度对较高要求的基坑施工设计提出，对基坑工程费用产生直接影响，增加了基坑工程的施工措施，因此在选择支护型式时，应与以下几方面内容相结合：

1）基坑工程设计与施工为了达到安全的效果，通过提供一定的优势使施工得到便利，较大程度上使工程的费用降低。由于基坑施工中，基坑支护属于一项临时措施而不是永久性措施，促使设计的安全度与永久工程有大不相同的特点存在。同时，开挖土方及深基坑施工时会有较大风险和难度，若未能使安全得到保障，则会对水利施工产生严重且复杂的危害，应严格按照基坑工程的安全等级对相应的重要性参数进行选用，确保基坑达到经济合理且安全可靠的效果。

2）由于基坑支护属于服务基础施工，所以必须在与安全原则相满足的前提下开展，便于地下室工程和土石开挖的施工，较大程度上将综合施工费用降低。首先应对相应的支护方案进行选择，通过比较许多方案进行设计，在确保现场和安全条件的前提下，运用自立式支护、拉锚式支护、水平拱圈支护、锚杆支护以及内支撑和上支护相结合的支护方案进行运用，将支撑采用井格式支撑等复杂密布的形式。

2 基坑排水施工技术在水利工程中的应用

对于水利水电工程而言，基坑排水工作做好能够使基坑挖掘工作的顺利开展得到保障，在一定程度上有效改善基坑排水挖掘和施工质量。在挖掘基坑之前，最为必要的工作则是排水，先全部排出基坑内存在的水分，促使基坑后续开挖工作的顺利开展得到保障，提升施工进度，增加基坑施工的整体效益。因此，基坑排水施工的必要性在水利水电施工中有效展现。

2.1明沟排水施工

基坑所需排出的水分主要包括：地面渗水、围堰积聚的余水、地下泉水以及雨水等，应结合基坑所在地形、土质、工期、基坑大小、基坑开挖深度以及基坑进水情况相结合，确定基坑排水技术。当基坑开挖施工且围堰完成之后，必须及时排出基坑内积水，运用的方法主要包括：将下游水位低的地形条件充分考虑，开展自流排水，当有余水存在时，应运用人工开挖排水沟或采用水泵排出余水。应尽早开展基坑排水工作，便于基坑存在干燥固结的时间，从而为后续施工的顺利开展产生有利作用。若有地形条件存在时，应尽可能对地形自流排水方法进行运用，若没有条件则应运用开挖排水沟人为引导排水的方法。布置排水沟的形式主要包括以下几种：

1）与基坑实际情况相结合，确定合适位置从基坑位置由高向低对排水沟进行开挖，向集水井内引入坑内积水，并采用水泵彻底排出。

2）若有较大基坑开挖难度存在时，则应沿基坑等高线分层对排水井和排水沟进行设置，然后由水泵统一排出。

与设计中不同的组合相结合，估算排水量的方法主要包括：计算降雨量，根据抽水时段中当天排干的最大日降水量进行明渠排水降雨量的计算。估算施工废水的水量时，应与气温条件及混凝土养护要求进行确定。

2.2基坑基础施工

若基坑开挖基础地质为粉砂和粉土时，在开挖过程中，由于必定会有渗水出现，则会造成流砂、管涌等问题产生，进一步提升了施工难度。导致管涌出现的主要原因之一则是地下水位过高。一旦渗水向粉砂粉土范围内流入，则会造成土粒随渗水移动，由于粉砂粉土的构成包括均匀细小的颗粒，有较小的出溢坡降循序范围，所以，当基坑地质基础开挖为粉土和粉砂时，为了使工程的顺利开展得到保障，最为关键的则是如何将地下水位降低。避免管涌和流沙产生的方法相对较多，例如：砂砾反滤层的铺垫、放缓边坡等，在一定程度上这些方法都会使工程量增加，不仅会对成本得到增加，而且还会影响施工，使得施工效果不尽人意。随着出现的一系列问题，促使新的施工工艺逐渐形成，例如：运用沉箱、沉井加水力充填等新施工工艺在施工工艺或基础结构上开展，使排水困难得到有效防止和降低，从而在地下水位降低中采用方法、射流装置以及基坑四周景观排水系统等的设置，都能有显著的效果形成。

2.3井管施工

在井管施工中主要运用的方法包括钻井工具施工和水冲沉井。若对钻井工具施工进行运用时，当井管外径处于45cm左右时，钻井工具的直径应为75cm左右，为了在钻井工具施工中将钻孔产生的井壁坍塌情况得到避免，应运用合理比重的泥浆实施井壁加固，井孔内的泥浆面应达到地下水水面以上，与井管口相比，使其低于40cm～60cm即可。当钻孔深度与要求相符时，应对井管下放工作做好：首先对普通混凝土底管放好，再对无砂混凝土管实施顺序沉放，最后在最上部放入性能一般的井管，而在下部放上性能优越的井管。在安放井管的过程中，应对一系列安全措施做好，随后通过有节奏、有顺序的要求进行下管，安放完每节管子之后，应实施迅速固定，并通过干净清洗后对热胶结剂涂抹，放入上一节井管，运用热胶结剂在井管接缝口实施涂抹，在上下管接缝处缠结粗布或玻璃丝布，为了使井管垂直得到保障，还应在井管外壁运用4根长35cm、宽3.5cm的模板或竹片进行紧贴，通过钢丝的绑扎牢固，使全部井管安放完成之后，在底管内部先对厚度为50cm的黄砂进行填埋，后填埋同等厚度的碎石或细砾石，确保井管内和钻孔中不会有空隙存在即可，从而发挥拦砂滤水的作用。

3 排水施工中的注意事项

1）布置排水干沟时，应尽可能不对施工产生干扰，需存在一定坡度，对集中渗水提供便利，结合渗水量和纵坡将干沟的断面进行确定，因此在基坑放样时应与排水需要进行综合考虑，适当将基坑开挖范围扩大。

2）通常情况下，集水井的大小应与所用水泵10min～15min的出水量相适应，尽可能地加大，确保集水井的深度与水泵工作深度相符，同时，与基坑工作面相比，将排水水面控制在其30cm～50cm范围内即可。

3）井径和管径的合理选择。要求管径和井径应有一定的环状间隙存在，对有效阻砂透水的滤料实施填充，从而实现水清砂净的效果。在需水量满足的前提下，禁止盲目对管径加大，否则不仅会使施工难度提升，而且还会增加施工和成本。

4）建成井管之后，必须与抽水实验的结果相结合，采用抽水设备，禁止私自对大泵进行安装，否则会导致管井出水量超出正常出水量，由于有较大流速而导致大量出砂产生，因此在对井管进行施工时，应在滤水管部位设置扶正器，通常情况下，每隔5m～6m对一组扶正器实施安装，每一组由4～6片构成，避免孔中出现滤水管不居中的现象，当向一面偏向时，会导致该面没有或有较少滤料存在，使过滤作用失去，导致涌砂发生。

4结论

在对水利工程深基坑建筑进行施工时，应运用相应的措施对各道工序及质量实施有效控制，对基坑排水施工发挥重要的意义。同时还应与合理的施工组织相结合，对各项资源有效运用。当有安全隐患存在时应及时进行处理，为水利工程建设发挥保障性作用。

参考文献

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