水利工程基坑排水施工技术探析

王焕良

（安徽瑞丰水利建筑有限公司 安徽蚌埠 233000）

水利工程基坑排水施工技术探析

王焕良

（安徽瑞丰水利建筑有限公司 安徽蚌埠 233000）

在水利工程建设当中，基坑施工作为整个工程项目的基础，对水利工程的整体施工质量与实现的功能具有重要的影响。而排水施工在整个基坑施工当中又占有十分重要的地位。因此，采取有效的基坑排水施工技术，保证整个水利工程基坑排水施工质量符合有关标准要求至关重要。本文主要分析了水利工程降水方案设计、降水深度施工方案设计，并重点探讨了基坑排水的几项主要施工技术。

水利工程；基坑排水；施工技术

前言

由于现代很多水利工程基础施工都位于地下水位与外水位之下，导致基坑经常受其范围内地下水、周围渗水、降水等的影响，从而对整个水利工程的质量造成影响。而一旦基坑施工受到影响，基坑排水无法实现，必将会影响到整个水利工程功能的正常发挥。所以，只有在基坑施工前对其排水方案进行科学合理的设计，对需注意的事项进行充分注意，并在此基础上采取有效的基坑排水施工技术来提高基坑排水施工质量，才能够保障水利工程基坑排水施工顺利高效进行。

1 基坑排水施工方案的设计

1.1 降水方案设计

明沟排水和井管排水是我国目前水利工程基坑排水施工中采用的两种主要排水技术，且明沟排水更加符合节能环保、经济性原则，并对降水深度较小的基坑排水施工非常适用[1]。因而在对实际施工现场情况和具体施工细节进行认真仔细研究的前提下，结合基坑地质特点与降水要求，在降水方案设计中应尽可能选用明沟排水方式来对基坑内的地下渗水、积水等进行收集，以便集中处理，并采取井管排水对基坑降水进行排出。

1.2 降水深度设计

根据以往经验总结与实际施工需要，对于水利工程基坑深度的挖掘应保证挖穿填土层，并深入到透水性强的砂土层。但这样一来，就很容易导致基坑渗水量大，从而给基坑施工埋下一定的安全隐患，给管涌和流砂现象发生创造一定有利的条件，并给基坑排水施工增加工程量与难度。为避免这类事件发生，就需要在基坑施工之前，对施工现场仔细勘察与分析，对基坑开挖深度方案进行科学合理的设计，确保基坑开挖深度与降水深度符合工程施工要求和排水技术要求。此外，还需要维护与提高基坑周围土壁的稳定性，以为施工人员提供安全保障[2]。同时，充分考虑基坑支护降水和基坑降水情况，按照有关规范规定对地下水位高度进行严格控制，保证基坑中线降水深度高于基坑开挖时降水深度的50cm，保证地下水位高度始终被控制在基础桩承台底部50cm以下。

2 水利工程基坑主要排水施工技术

2.1 基坑基础排水施工技术

在水利工程实际基础施工过程中，难免会遇见粉砂或粉土土质的基坑施工，而只要遇见这种类型的土质，在开挖基坑时就一定会出现渗水现象，从而极易引发流砂或管涌现象发生，进而大大增加基坑排水施工的难度。除了与粉砂、粉土相关之外，管涌现象的出现还与较高的地下水位有着密不可分的联系，而流砂现象也与渗水超出粉砂、粉土允许的最大程度有关。所以，为减少管涌和流砂现象发生，减低地下水位非常关键。现阶段，降低地下水位的方法有很多，如铺垫砂砾反滤层法、放缓边坡法、沉井法、沉箱加水力充填法等等。若采用的是铺垫砂砾反滤层法和放缓边坡法，不仅预防效果一般，而且还会增加排水施工难度与总工程量，增加工程施工成本，并给工程造成不必要的影响[3]。而最近几年，随着水利工程施工技的不断改进与完善，很多水利工程在实施基坑排水施工时，为有效排出基坑渗水，降低流砂和管涌现象发生概率，在合理设置基础结构与合理选择施工工艺的基础上，将沉井或沉箱加水力充填等方法应用在基坑排水施工当中。实践证明，这些方法在避免流砂和管涌现象出现方面取得了良好的预防效果。不仅如此，在降低地下水位方面效果也非常显著。

2.2 井管排水施工技术

目前，用于水利工程基坑排水施工的井管施工技术一般采用大锅锻造孔、水冲沉井等钻井机械设备。若施工方案将井管外径设置为45～55cm，则应将大锅锻造孔工具直径相应的设置为75～ 85cm，并将泥浆固壁的可用比重设置为1.2～1.3之间[4]。在这一环节当中，需要严格保证大锅锻造孔内的泥浆始终高于地下水水面，同时低于管口50cm，以避免锻造孔期间出现井壁坍塌事件。

当钻井深度符合施工要求时，就要开始实施井管的下放工作：①用细钢丝绳在吊环底部上系一个活扣；②将系有拔钎副绳的插钎固定在井管内部，再以人力或机械控制方式将井管从管内向地面进行投放。注意井管的下放必须要先将混凝土底管下放到钻井中，然后再将透水性较好的井管和无砂混凝土管下放到钻井中。图1为某水利工程降水井剖面图。

图1 某水利工程井管排水降水井剖面图

2.3 明沟排水施工技术

在水利工程基坑施工过程中，基坑需要排除的水主要包括施工期间的降水、地下水、周围渗水和围堰形成后积聚的余水等。要想将基坑内的水及时彻底的排除出去，就必须对实际施工情况进行全面仔细调查，对施工现场的水文地质、地理环境、气候、基坑施工方案、基坑范围大小、基坑存水情况等因素进行综合考虑，并根据调查数据分析，科学合理设计排水施工方案，选择适用先进的排水施工技术。对于围堰形成后基坑积水的及时排除，由于下游水位相对较低，因而可以依据水往低处流的原理对地形优势进行充分利用，使基坑内的积水以自流方式排到外面。对

于剩下无法自流到外界的水可以通过人工方式开挖排水沟渠，将余水排放到人工开挖的排水井地形较低处，再利用水泵将这些水集中排出。需注意的是，围堰形成后基坑内积水的排出必须要保证及时性，即首先将积水排出，再排出其他水，以为基坑留有足够的固结时间，便于排水施工人员及时准确掌握实际施工情况，从而合理安排施工环节，合理选择排水施工技术。

对于降水和地下渗水的排出，应该与围堰积水的排出方式相似，即在地形条件有利的情况下，优先利用地形优势形成自流排水，然后在利用人工开挖排水沟渠的方式将基坑内的雨水和余水集中排放到排水井处，最后用水泵将其全部抽走[5]。排水沟的开挖与具体位置布设需要依据实际施工情况而定，目前主要有三种形式：①针对基坑土质较差，基坑开挖范围与深度较大，地下渗水量较多，地下水位相对较高等实际施工情况，排水沟的开挖与位置布设需要在基坑四周等高线处以分层方式布设排水井和排水沟，当排水井和排水沟布设好之后，利用水泵将排放到其内的水排出，最终完成基坑排水施工。②针对普通情况，在基坑四周按照由高至低的顺序开挖排水井和排水沟，将基坑内的渗水、降水等引入排水沟中后利用水泵将其排出。③针对基坑渗水量较少，基坑开挖范围较小的施工情况，可以以纵向轴线为基准，按照由上至下的顺序开挖排水沟，同时在下游开挖排水井或几条横排水沟，将基坑内的渗水等引至排水沟中，最后将引出的水全部集中到一个排水井中用水泵将其排出。图2为某水利工程采用明沟排水方式对基坑进行排水的结构图，通过该图我们可以更直观清晰的了解到排水沟和排水井具体开挖位置。

3 总结

总而言之，水利工程作为我国基础设施建设之一，在我国国民经济发展中具有重要的影响与作用，其基坑排水施工在很大程度上决定着整个工程的施工质量与建筑物功能发挥的程度。只有采用先进有效的排水施工技术将基坑内的水及时合理排出，才能够保证基坑施工质量符合有关质量标准要求，符合工程施工要求，从而推动我国水利工程快速可持续发展，推动我国国民经济快速进步。

图2 某水利工程基坑排水明沟排水方案结构图

[1]孙立公.水利工程基坑排水施工技术的应用研究[J].内蒙古水利，2014，04：90～91.

[2]曹辉，宁伟东.水利工程基坑排水施工技术的应用分析[J].科技创新与应用，2015，13：175.

[3]代文锐.浅析基坑排水施工技术在水利工程中的应用[J].山东工业技术，2015，18：62～63.

[4]张会峰.浅谈水利工程基坑排水施工技术的应用要点[J].河南科技，2014，15：41～42.

[5]翟向东，郑都星.对水利工程基坑排水施工技术的相关分析[J].黑龙江水利科技，2014，10：135～136.

TV551.4

A

1673-0038（2015）46-0284-02

2015-11-2