排涝泵站、水闸基坑支护设计

王芬　王乐

摘 要： 排涝泵站和水闸的基坑支护设计之所以在计算上较为复杂，是由于其桩基需要在软土地之上进行建设。而所谓的排涝泵站和水闸的基坑支护设计，则属于水利工程建设。在水利工程建设过程中，涉及到基坑支护工程的工程较多，钻孔灌注桩作为常见的支挡结构。文章就基坑支护设计进行了探讨。为相关人员献计献策。

关键词： 排涝泵站;水利工程;深基坑设计

【中图分类号】TV551.4 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）08-0220-02

引言：随着我国经济建设的不断发展和壮大，我国的基建工程也随之蓬勃发展，在基建工程之中，水利工程占据着不容忽视和小觑的地位，在水利工程的建设和发展中，基坑开挖支护作为整个工程项目中最根本也是最为重要一个环节，基坑稳定设计和支护方案选择需要根据现场的实际情况和实际需求进行设计分析。城市水利工程建设过程中，涉及到基坑支护工程的工程较多，钻孔灌注桩作为常见的支挡结构，具有整体刚度大、变形小、经可靠、施工方便、适用性强、安全度高等特点，应用广阔。

1 排涝泵站机电设备的常见故障

1.1 电动机和水泵的常见故障

对于机电设备而言，电动机定子绕组端部绑线在工作过程中，因为前期绑线不均匀导致受力不均匀进行受到长期磨损，在使用过程中极易发生崩断的情况，一旦绑线崩断，在电动机定子绕组连接处就会产生裂缝、绝缘蹭坏。同时因为操作人员的失误没有拧紧定子锁芯进而发生松动，长久使用下去会导致整体机电设备运行出现问题，还有就是电动机和水泵的耐高温问题，长时间使用下的机组极易发生熔断情况，随着自身温度的不断升高会慢慢的烧焦转子励磁绕租接头处，损坏其绝缘部位。

1.2 主变压器温度指示故障

主变压器温度显示故障是排涝泵站机电设备经常出现的问题，机电设备的油温检查、温度显示器都会经常出现显示数据不标准，显示出现故障等问题，进而导致操作人员无法了解变压器等设备的具体运作参数，也就无法了解设备运行情况，进而导致更大的危险。

1.3 保护装置故障

众所周知，保护装置是保障排涝泵站机电设备可以正常运行的重要装置，在机组二次侧端子排锈蚀严重，进而导致保护、测量系统电阻增大，保护装置的灵敏度降低，测试效果也随之受到干扰，显示参数也不精准。

2 钻孔桩常用结构形式

钻孔桩常用结构形式有单排悬臂桩、单排锚拉桩及门式双排桩等。相比单排桩，采用门式双排桩，在合理布置双排桩间距的情况下，利用冠梁将双排桩横向连接，形成有机整体，得到更大的整体侧向刚度，使得在土体推力作用下的变形较小，加强整体稳定性。对特殊地质条件下容易产生的突涌问题[1]。

3 工程地质

为了能更加细致的阐述基坑支护设计的重点内容，现以某水利工程项目为例，针对工程地质情况做详细讲解：该工程位于城市内河区，地处冲积平原，地面高程23.5米至28米，湖底高程8.6米至10米。二級阶地离江堤甚远，分布于冲积平原的边缘地带。区内地形较平坦，起伏不大，沟渠水系发育。基坑支护段粘土分布高程7.00米至14.80米，厚度3.8米至7.7米。粉质粘土夹粉砂分布高程为14.80米至20.30米，厚度3.0米至5.5米[2]。

4 桩基支护方案设计

4.1 基坑开挖支护方案选择

本工程由基坑开挖深度约7.0米至15.5米，根据基坑支护方案的适用条件，由于基坑开挖深度范围内有深厚粘土层土分布，基坑开挖受周边建筑环境限制，根据建筑物结构型式，建筑物结构采用直立挡墙结构型式。综合对比基坑开挖，采用双排钻孔灌注桩结合水泥土搅拌桩加固的支护方案。基坑支护方式主要方案优缺点如表1。

4.2 支护方案设计

针对支护方案设计主要有以下两点：

（1）基坑支护方案设计结合本工程基坑开挖深度及地质条件，基坑上部以素填土和粉质黏土为主，其开挖受周边建筑环境限制，基坑开挖只能采用直立边坡方案。为满足施工工期及基坑开挖稳定要求，基坑支护采用双排钻孔灌注桩排桩支护，桩型式采用钻孔或者冲孔灌注桩，前排灌注桩桩径1.2米，桩间距1.5米，后排桩桩径1.2米，桩间距2.0米，桩长19米至26米（含冠梁），桩排距4.0米，排桩顶采用冠梁连接，两排支护桩之间设置连梁。

（2）基坑支护稳定计算对双排桩支护方案采用理正深基坑支护软件计算，根据计算结果，支护排桩最大位移处为桩顶处，取双排桩结构最不利断面，计算位移为17.18毫米，桩身最大弯矩1459.4kN-m。比对单排桩，在需要内支撑的情况下，位移控制效果及工程量节省、施工便利性等方面都优势突出。整体稳定安全系数为1.455，整体稳定系数>1.35（按Ⅰ级结构考虑），抗倾覆稳定性系数为1.281>1.25（按Ⅰ级结构考虑），满足规范要求[3]。

5 地下水对基坑工程的影响及处理建议

5.1 基坑突涌验算

根据工程地质资料，本工程基坑底部位于细砂层上方约6米左右，开挖至基坑底部时可能会发生底板突涌，对前池和主泵房基坑按下式进行抗承压水突涌验算。

5.2 地下水对基坑工程的影响及处理建议

（1）场地上部的残留水主要存储在上部人工填充层中，开挖基坑时，地下水在基坑旁产生水流，土壤颗粒通过自来水运到基坑。它会影响基坑的施工，会导致上层土体变形或不稳定。为了确保基坑斜坡上的土壤体的稳定性以及基坑工作面的干燥，设置水泥混凝土桩的横向防渗幕以阻挡基坑中上部居住水的流动。钻孔后，固结在基坑中后会残留少量残留物，但是可以使用敞开的间隙将其保留在一起。

（2）基坑开挖过程中会产生坑底突涌。采用管井减压降低坑内水位时，应监测其对周围地面及构筑物的影响。

6 水闸工程的设计及施工质量管理保证

按照设计标准安全运行水闸项目是水闸管理的关键。每项技术都应根据项目的实际情况，来保证项目的安全运行，并在设计和施工方面详细说明水闸管理实践。

6.1 水闸工程设计中排水与止水问题的解决

在水闸设计中，最关键就是对于水闸排水与止水方面问题的解决措施了，同时，也是影响工程建筑物使用时间的主要因素，主要包括消力池底板、闸基、翼墙以及防冲槽的设置这四个方面的排水设计。

6.2 水闸施工质量的严格管理

在水闸工程的施工过程中，工程负责人应该对施工中每个环节进行全面监督。当然，在水闸工程中不仅要做好管理方面工工作，还需要及时采纳一些专业技术强，且素质水平较高的施工人员，在进行按标准要求进行施工的同时，还需要做好以下两项工作。

（1）确保工程的施工质量。具体来说，质量检验机构应安排专职质量检验员。同时，有必要建立定期的质量检查制度，确定质量等级。可以及时发现并解决违反程序和现象的情况。

（2）确定建设的重点。水闸的建设需要保证基础，新缝，闸，葫芦等主要部位的施工质量，因此，可以严格按照有关规范进行施工，以加强质量控制，确保质量[4]。

结束语：综上所述，随着社会经济的不断发展，人们对水利工程在施工质量方面的要求也越来越高，而对于排涝泵站和水闸的基坑支护设计来说，实则说的就是水利工程的基坑支护设计，其中困难度较高的点就是通过对较软土质的控制，来完成基坑支护的稳定性及安全性。在实际的施工过程中，我们经常会遇到各种困难和问题，而最常见的应该就是关于水闸工程中的排水和止水问题了，因此，就需要相关人员针对水闸进行设计时，必须要认真严谨，并且要把施工中可能出现的隐患问题全部考虑到位，以及分析出合理的解决方案。

参考文献

[1] 徐超.排涝泵站、水闸基坑支护设计的探讨[J].四川建材，2019，45（02）：82-83.

[2] 任益楼.排涝泵站、水闸基坑支护设计[J].建材与装饰，2019（21）：285-286.

[3] 熊利红.沙井河排涝泵站、水闸基坑支护的设计与施工[J].中国农村水利水电，2019（08）：155-157.