水利工程基坑排水施工技术探析

张志开 邢利娟 张海涛

【摘要】随着我国经济的发展，国家不断加大对水利工程建设的投入，促使我国水利事业的建设进程也在不断加快，深大基坑越来越多。地基作为一个水利工程的基础非常重要，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，所以水利工程地基相对于其他土建工程技术要求更高、施工难度更大。因此，施工过程中应妥善处理好基坑降排水的问题，施工创造一个良好的条件，保证工程顺利进行。本文就水利工程基坑排水施工技术进行了分析与探讨，希望能对水利工程施工有所帮助。

【关键词】水利工程；基坑排水；施工技术

中图分类号：TV文献标识码： A

水利工程建筑物的地基处理和基础施工多低于地面或外水位和地下水位，经常受围堰渗水 、基坑范围内的降雨和地下水的影响，施工过程中如不能妥善处理好基坑降、排水问题，必将造成基坑浸水，使现场施工条件变差，地基承载力下降，还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。因此，科学合理的基坑排水施工技术至关重要，不仅能妥善处理基坑内积水问题，还有助于提高地基承载能力，进一步加强地基保护；反之，若是地基坑内的水处理不当，不仅会加大施工难度，使施工质量得不到保障，还将对工程后续施工管理造成严重影响。

一、地基土质分析

地基可以根据土质对水分的吸收能力分为: 不亲水弱亲水和强亲水。由于地质土质的不同，基坑排水的效果也会随之变化，由此导致排水的差异。受地质内含水量的影响，水利工程的整体覆盖地质中，存在不同性质的土质，造成土质性质不能均衡分布，影响资料的准确性。所以在构建基坑排水系统前，需要对地基进行细化分析，重点研究土质特性，利用钻探的手段，对土质实行分层取样，目的是得出不同层次不同区域内的土质性质，进而获取地下水分含量是否有隐藏的地下水，收集并汇总取样资料，提高资料的准确性，将其作为参考资料存储，方便基坑排水施工。因此，在构建基坑排水系统时，还需进行现场的实际考察，以资料为主，考察为辅，避免出现不合理的排水设计，影响基坑排水，如发现特殊土质，立即采取措施，根据现场情况，制定排水方案，提高施工效率，确保工程质量。

二、基坑排水施工技术方案

水利工程基坑排水施工方案的选择应当根据当地以往数年的水文地质条件及复杂程度、降水量统计、场地条件、技术条件等确定。有些地区地质以砂土为主，有些地区以砾石为主，根据地质多样性及不同的水利工程应当采取不同的排水处理方案。方案还应当保留一部分的安全系数以便应对特殊情况的发生，确保水利工程安全，同时，还要做好各种救济措施和紧急应急方案。

1、明沟排水施工

明沟排水方案是工程施工中常用的也是最经济的排水方案。水利工程对基坑排水要求不高时我们可以采取明沟排水方案。基坑需要排出的水分包括雨水、地面渗水、地下泉水、围堰积聚的余水等，且基坑排水技术的选择应根据基坑所在地形、基坑大小、基坑所在土质、工期、基坑开挖深度并结合基坑进水情况来确定。在基坑开挖施工且完成围堰后，必须迅速将基坑内的积水排出。基坑排水工作应尽早进行，以便使基坑有干燥固结的时间，便于对基坑周围的地质和水文条件进行勘察，从而为后续施工的顺利进行提供一个良好的保障。明沟排水技术的施工过程中，为节省不必要的开支，应当利用其本身的地形条件来自排水，其余的渗水通过排水沟集中流入水井中，然后用水泵将这些余水抽到别处利用 。排水沟的布置形式主要有下列几种：一是结合基坑实际情况，选取合适位置由基坑处自高向低开挖排水沟，将坑内积水引入集水井中采用水泵排出。二是若是基坑开挖难度大，就应沿基坑等高线分层设置排水井和排水沟，而后采用水泵将水排出。明沟排水技术要利用地势原理将其由上引致下，所以，排水沟的设计一定要有坡度，在保证工程全面完成的前提下，排水沟的宽度也应当和排水量做到相适应，水井的深度也要能够满足排水量的需求。

2、水利工程中基坑井点降水施工方案

水利工程中深基坑的井点降水法是指在水利工程基坑开挖之前，在基坑的周围埋设一定数量的滤水管，利用抽水机器对基坑中的积水进行抽取，以保障所挖出的土始终保持干燥状态的一种方法，其所适用的井点类型包括喷射井点、轻型井点、电渗井点、深井井点、管井井点。由于水利工程的基坑开挖需要将填土层挖穿以进入到具有强透水性质的砂层，进而导致基坑中的涌水量相对较大，为保障水利工程基坑开挖过程中的安全与稳定，基坑坑壁结构安全，以免引起流砂与涌水等地质灾害的出现，在进行基坑降水施工方案设计的过程中，需将基坑支护与基坑降水的设计与施工纳入重点考虑的范围之内。基坑的中心线所在位置的降深要低于基坑基底并大于 0.5m，而地下水的水位需降低到基坑基础桩的承台台底，高度需小于 0.5m。

3、井管排水施工技术分析

井管排水是水利工程基坑排水技术中较为常用的一项排水技术 ，该项技术多用水冲沉井或者是用特定的钻井工具钻孔排水 ，例如使用回旋钻孔机进行钻孔的时候 ，预留孔外径尺寸在 400mm ～ 500mm 之间时 ，造孔回旋机的的直径应该保持在700mm ～ 800mm 之间 ，在回旋机造孔的同时 ，为了防止井壁出现坍塌现象，要选用 1.1 至 1.2 比重的混合泥浆进行护壁处理，在整个钻孔过程中要始终保持孔内的泥浆与地下水位保持一定的高差 ，泥浆的高度要高于地下水位的高度 ，同时泥浆的高度也要略低于井口的高度 ，保持 3mm ～ 5mm 的落差。当整个管井的钻孔施工完成之后 ，要对管井的底部进行适当的处理 ，要铺填上 5mm 厚的黄砂 ，在黄砂之上要再铺填 5mm 厚的细砾石或者是碎石 ，在底部处理完成之后再将钻孔和井管之间的空隙用平均粒径为含水土层粒径 8 ～ 12 倍的细砾石或者是粗砂填实 ，这样的处理能够保证管井在抽水的过程中能够通过填充物有效的过滤排水。

井管施工时扶正器的安装极为关键，首先要正确的选取扶正器安装的部位，要安装在管井的虑水部位，且保持50mm ～ 60mm 的间隔 ，成组安装 ，每组扶正器的数量不低于 4片且不高于 6 片 ，扶正器的安装能够有效的保证滤水管始终处于孔内居中的位置 ，充分发挥其过滤作用。井管施工过程中 ，井径和管径的选择也要符合一定的要求 ，管径与井径之间要有一定的空隙，这个空隙能够保证水清沙净滤料能够充分的填充，同时在管径的尺寸能够满足排水需要的同时要合理的控制管径尺寸的放大或者是收缩 ，这样的控制能够有效的控制施工成本和降低施工难度。

三、基坑排水施工中应注意的问题

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，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。

5、如基坑工作面较大，排水任务重，排水要求高，就必须配备一定数量的备用水泵和动力设备，便于发生故障和降雨后能立即投入使用。有条件的工地可采用电力启动的水泵或潜水泵，但供电要有保证，同时注意用电安全，还要注意出现暴雨或发生特殊情况时，机具设备能及时撤离，以免基坑受淹，造成损失。

四、结语

基坑排水工程施工技术方案应根据土层的渗透系数，要求降水的深度和工程特点，经过技术、经济和节能比较后确定，但由于土层地质条件的复杂性，有关计算参数取值是否正确将影响井点系统涌水量计算结果的准确性，从而使目前基坑降水工程设计在技术、经济上不够合理的情况相当普遍。因此，必须提高基坑排水施工技术的效率，利用有效的施工技术，提高基坑的稳定性，进而满足水利工程地基对能力的需要，避免水利工程投入使用后出现地基问题，保障水利工程的质量，发挥其更大的经济效益，促进水利事业的发展。

参 考 文 献

[1]郭勇刚，董春灵．南京地铁深基坑降排水施工技术[J]．铁道建筑技术，2011（4）．

[2]陈贫元.对水利工程施工技术有关问题的思考[J].中国高新技术企业，2010(18).