水利工程基坑排水施工技术的应用研究.pdf

9 0 内 蒙 古 水 利 2 0 1 4年第 4期( 总第 1 5 2期 ) 【 设计 与 施工 】 水利工程基坑排水施工技术的应用研究 孙立 公 ( 辽宁省水利水 电勘测设计研 究院 ， 辽宁 沈阳 1 1 0 0 0 6 ) 摘 要 水利工程是我国城市化建筑中的重要构成部分， 而基坑排水是 水利 工程 中的施工难点， 严重影响水利工程质量。文章通过对基坑排水的施工现状进行分析 ， 研 究有效的排水施工技术 ， 以期 为提 高基坑在工程施工中的稳定性提供参考。 关键词 水利工程 ； 基坑排水 ； 施工技术 中图分类号 ： T V 5 1 2 文章标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 9 0 0 8 8 ( 2 0 1 4 ) 0 4 0 0 9 00 2 l 水利工程施工环境分析 1 1 基 坑排 水 的相关 分析 基坑排水 主要是对工程施工起到排水预防作用 ， 利用排水系统 ， 排除水分对基坑的影响， 一般可在基坑 开挖 的前期 ， 利用排水装置 ， 如 ： 排水坡 、 排水管等 ， 组 成可靠的排水系统， 安装 在基坑 四周 ， 协助基坑排水 ， 或主动排掉基坑内部的给水 ， 避免影响工程施工 ， 除安 装排水系统外 ， 还可设置截水沟 、 集水井 ， 主要是防止 基 坑 渗水 。 1 2地基土质的相关分析 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 ， 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 ， 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 ， 将其作为参考资料存储 ， 方便基坑排水施工 ， 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 料的标准性。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。 2 设计 水利工程基坑排水方案 常见的水利工程 中， 基坑排水方案 的设计包含两 项重要 内容。基坑降水 ， 降水设计主要是避免基坑 开挖出现大量水分涌出， 因为在基坑开挖初期 ， 需要实 行深度开挖 ， 首先需要穿过填土层 ， 然后找准强亲水土 质 ， 在此 过程 中 ， 较 容 易 挖 到涌 水 流 ， 影 响基 坑 后 期 构 建的稳定性。所以， 需对基坑排水实行降水设计 ， 尽量 降低土质 内探测到 的水位 ， 降水时 ， 以承台为标准 ， 驱 使水位下降 ， 与承 台保持 5 0 c m 的距离即可。降水 方案 ， 采取基坑降水 中最为常用的降水法 ， 针对降水深 度 ， 选择合适的方案， 例如 ： 降水幅度 比较大 ， 选择管井 降水 ， 较小者 ， 选择 明沟法 ， 最终两者都需在降水过程 中开挖排水渠道 ， 排出降水过程 中， 遗漏 的水分 ， 同时 还可预防降水过程巾， 旁侧形成的水流。 由此可见 ， 排水技术使用前 ， 先对基坑进行严格设 计 ， 尽量排除影响施工技术使用的全部冈素 ， 确保排水 技术的施工环境 ， 同时在方案设计过程 中， 增加水利工 程现场考察的频率 ， 帮助工程人员发现基坑最优质 的 排水设计 ， 提高方案与现场施工的实际结合度 ， 一方面 可 以为排水技术的施工创建安全 的环境 ， 另一方 面保 障工程人员熟悉施工现场 ， 如遇到突发事件 ， 及时采取 对策 ， 避免事件涉及范 围扩大， 影响排水施工 的质量 ， 进而降低施工现场的安全环境 。所 以， 在基坑 排水技 术施工前 ， 重点对其进行方案设计 ， 体现方案设计的优 势 ， 提高排水技术 的效果。 3 水利 工程中基坑 排水施工技术的应用 3 1 基 础 施工 基础施工技术的应用 ， 是基坑排水 中最早使用的 技术 ， 主要用于排出粉砂类基坑积水 ， 早期水利工程 中 的基坑多为粉砂地质 ， 由于粉砂不稳定 ， 极易导致基坑 渗水 ， 而且此类渗水会引发其他类型的涌水 ， 促使粉砂 水利工程基坑排水施工技术的应用研究孙立公 9 1 与积水混为一体 ， 严重影响基坑施工的稳定度 ， 渗水的 起 因是高水位 ， 基坑处于下方 ， 附近水位较 高， 即可造 成渗水 ， 针对渗水积水 ， 利用排水技术不仅需要排 出其 中积水 ， 更是要避免泥沙影响基坑施工 ， 因此 ， 围绕 降 低水位实施排水技术 。基础施工可根据渗水的基础问 题进行解决 ， 常见 的基础施 工技术为 ： 水力 冲填 ， 即 利用冲水的力度 ， 将基坑填充物送入基坑内， 同时在水 力的作用下， 与基坑密实 ， 有效防止水分渗入 ； 沉箱 ， 将装满砂砾或其他防水增重物质的箱子 ， 密封后 ， 沉人 到基坑 内， 占据基坑 内部的空间 ， 以便 降低水位 ， 近几 年 ， 基础施工中研发 出新技术 ， 利用射 流原理 ， 形成井 管排水 ， 同样可以有效防止基坑渗水 。 3 2井管施工技术 井管施工 ， 是排水施工 中比较新型的技术 ， 其 中包 含多项现代化的技术手段 ， 井管施工 中主要有两种类 型的排水技术。第 1项是在水力充填 的技术上 ， 增加 沉井方法 ， 由于此项排水技术规模比较大， 不仅施工难 度较高 ， 而且成本较大 ， 目前在水利工程 中使用较少 ； 第 2项为钻井技术 ， 其为井管施工中的重点 ， 在基坑井 管外部 ， 根据井管大小 ， 采取对应的施工方式 ， 如 ： 井管 约为 4 5 I l l ， 增加 30 5 m， 作为钻井工具的尺寸 ， 由 此可尽量避免钻井工具引发塌陷事故 ， 钻井时需重点 做好井壁加 固的工作 ， 当钻井合适时， 首先安置混凝土 底管 ， 按照基坑排水要求 ， 合理布设其他混凝土底管 ， 布设混凝土底管时 ， 井 内 由深到浅遵循 “ 高性能 一低 性能” 的原则 ， 布设 过程 中着重预防安全问题 ， 其 中有 部分细节性问题如 ： 混凝土底管布设完成后 ， 必须采取 加 固措施 ， 利用胶结剂凝 固， 依次布设其他 混凝土底 管 ， 最终所有混凝土底管布设完好后 ， 放置适量的沙土 在管底部 ， 上层铺设砂石 ， 确保钻井无缝 隙， 由此才可 防止水位影响。 3 3明沟 排水技 术 造成基坑给水的原因有多种 ， 最主要 的为： 自然降 水 、 渗水 、 地下水等 ， 在确定基坑积水 的具体情况时， 需 要对基坑做详细调查 ， 基本确定基坑 的外在条件 和基 础因素 ， 例如 ： 基坑规模 、 地质、 所处气候等 ， 确定积水 的实际情况后 ， 一般在围堰后 ， 立即采取有效的排水措 施 ， 此类 型积水 的水位会 明显 较低 ， 利用 明沟排水技 术 ， 借助积水的低水位 ， 演变为 自行排水 ， 如果 自行排 水不能排尽残余水分的话 ， 可在 明沟附近继续开挖沟 渠 ， 或者直接借助抽水泵 ， 利用外力引出残余积水 。明 沟技术属于施工 中最为基本 的排水技术 ， 是利用相关 地势 ， 借助天然环境 ， 引流基坑积水 ， 所 以明沟技术 只 适合用在积水初期 ， 水量含量较小时 ， 明沟技术则会失 去排水作用 ， 一般明沟技术中 ， 施工人员会着重研究积 水类型 ， 尽量使用 自行排水 的方式 ， 引导水流排 出， 既 可以有效排出基坑水分 ， 又可 以节约人力 、 物力 ， 基坑 排水 中， 对 明沟技术最常用的有两种方法 ： 针对困难 度较高的基坑 ， 以基坑的线路为排水依据 ， 在等高线上 设置沟渠 ， 采用外力排水 ， 不仅可 以排水 ， 同时还可保 护基坑稳定 ； 以实际为准 ， 遵循“ 由高到低 ” 的原则 ， 构建沟渠 ， 引流 。 4 基坑排水施工技术 的特殊性 4 1 科学 安置 水泵 水泵在功率上存 在较 大差别 ， 必须根据基坑排水 的实际情况 ， 选择合适 的水泵 ， 实行科学安置， 平衡抽 水与排水的速率 ， 既要避免排水过大， 淤结砂石 ， 又要 避免排水不足 ， 水流外泄 。布设水泵时， 最主要的是水 位的控制 ， 以过滤器为标准 ， 防止水位过高， 因为水位 过高会导致滤网受到影响。 4 2严格遵循优先原则 基坑排水与水利工程 的整体施工 ， 在工程设施方 面并没有太大的关联性 ， 但是实际基坑排水对工程或 多或少都会造成影响， 所 以在构设排水设施时 ， 以水利 工程为主 ， 尽量避免排水设施制约工程施工 。 4 3 做好特殊事件的预防工作 预防工程在排水施工技术 中， 必须具备的项 目工 作 ， 基坑施工现场需要准备诸多备用设备 ， 如 ： 水泵， 防 止投入运行 的水泵发生排水故 障， 预 防工作最主要 的 目的是避免成本浪费 ， 提高工程效益 ， 给予施工最及时 的处理措施 。 5 结束语 由于水利工程所处环境 、 地质 的多样性 ， 导致其施 工的地基同样具备不稳定 的因素 ， 再加上基坑排水 本 身就具备较高 的难度 ， 由此 ， 必须 提高排水技术 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 ， 促使其创 造更多经济效益。 ( 编校 ： 常淑英) 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 7 2 2 作者简介： 孙立公( 1 9 8 3 ) ， 男， 工程师， 从事工程地质与水 文地质工作。