盧常興(山東大禹工程建設有限公司,山東 濟南 250100)
水利工程基坑排水措施探究
盧常興
(山東大禹工程建設有限公司,山東 濟南 250100)
【摘要】在水利工程施工過程中,基坑排水是保證工程質(zhì)量、工期和安全的重要措施,合理的排水方案也是降低工程投資的主要因素。本文依據(jù)水利工程地基土質(zhì)類型和水利施工基坑排水要求,介紹了水利施工基坑排水措施,提出了水利施工基坑排水應注意的問題。
【關鍵詞】水利施工;基坑;排水措施
在水利工程施工過程中,基礎施工和地基處理作業(yè)面往往比地下水位、地表水位和地面低很多,經(jīng)常由于基坑大量積水和圍堰滲水,影響水利工程的施工建設。安全、穩(wěn)定的施工環(huán)境是保障水利工程基坑施工的重要基礎,施工單位應結合水利施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況,做好基坑排水工作,提高基坑土層的承載力,減少基坑開挖量,保護基坑周圍建筑物和巖基的穩(wěn)定?;优潘畣栴}不僅會影響整個水利工程項目的施工質(zhì)量和施工進度,而且給水利施工埋下很多安全隱患,威脅施工人員的生命安全。因此應采取有效措施,做好基坑排水處理方案,保障水利工程的順利施工。
確定地下水的類型和地基土層的透水情況是制定基坑排水方案的關鍵,按照埋藏條件地下水可劃分為上層滯水、潛水和承壓水,根據(jù)土層性質(zhì)可劃分為不透水層、弱透水層和強透水層。不同地基土質(zhì)有著不同的基坑排水要求,采用的基坑排水方案也存在較大差異。在水利工程施工之前,應對施工現(xiàn)場的地下水位、地基土質(zhì)等情況進行水文地質(zhì)勘探,收集相關文件資料,分析和研究土質(zhì)類型,為水利工程基坑排水方案及施工組織設計提供重要的依據(jù)。當然,基坑排水方案還要考慮周邊是否存在水庫、塘壩、渠道等水體和建筑物等情況,來修訂排水方案,確保排水的有效性及周邊構筑物和建筑物的安全。
在水利工程基坑施工過程中,應嚴格按照相關施工設計要求,確?;油馏w的穩(wěn)定性,防止基坑區(qū)域發(fā)生大面積坍塌。根據(jù)基坑施工周圍的環(huán)境情況,做好基坑結構防護,保障施工人員的安全施工作業(yè)。同時,為了避免在水利工程基坑施工過程中發(fā)生流沙或涌水現(xiàn)象,編制基坑排水方案時,應全面考慮到基坑支護等措施。
水利工程基坑排水方案必須根據(jù)水利施工的實際情況進行合理優(yōu)化設計,最常見的基坑排水方法有明溝降排水和管井井點排水。通常情況下,明溝降排水方法主要適用于小型水利工程項目,適用于排除上層滯水和部分潛水,但是這種施工方法對于地質(zhì)環(huán)境的要求較高,受到多方面限制。井點排水適用于點線工作面,排水效果好,但費用相對較高??傊?,在設定水利施工基坑排水方法時,應結合實際施工要求和現(xiàn)場情況,選擇最佳的基坑排水措施。
基坑排水是水利工程施工建設過程中的關鍵環(huán)節(jié),對于保障水利工程項目質(zhì)量有著重要影響,只有做好基坑排水處理,才能保障水利工程的順利施工建設。在水利工程基礎施工基坑開挖之前,要做好基坑排水方案,包括排水設備、排水出路和值班人員等,保障水利工程施工進度和施工質(zhì)量,提高基坑作業(yè)的穩(wěn)定性。
3.1明溝排水措施
明溝排水一般適用于地下水位較低,開挖基建面低于地下水水位,下覆土質(zhì)為不透水層或弱透水層,上下層之間及附近水體聯(lián)系較弱,開挖土層較穩(wěn)定,上層滯水較少,無流沙層等松散土層。在基坑圍堰作業(yè)和開挖施工完成后,應快速及時地將基坑積水排除,充分利用水利施工現(xiàn)場下游流域的地形地貌條件,采用直流排水方法,如果基坑中還存在余水,可使用動力水泵或者人工開挖排水溝等方式引出基坑余水。同時,應注意在水利施工中應盡早進行基坑排水施工作業(yè),為基坑土層的固結干燥留出充足的時間,從而保障后續(xù)施工工序的順利進行。如果地形地貌條件允許,可采用地形自流排水方式;如果施工現(xiàn)場條件不允許,可在合適位置開挖排水溝,人工引導排水?;邮┕づ潘疁喜贾脮r,一方面應符合基坑實際情況,合理選取開挖位置,按照從高到低的順序逐漸開挖排水溝,使基坑中積水流入集水井中,再使用水泵將水排出;另一方面,基坑開挖難度較大,應按照基坑等高線,合理布置排水溝或者排水井,使用水泵將水排出。
3.2井點排水措施
井點排水大致可分為:單層輕型井點、多層輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井井點、深井井點、無砂混凝土管井點以及小沉井井點等??筛鶕?jù)土的種類、透水層位置、厚度、土層的滲透系數(shù)、水的補給源、井點布置形式、要求降水深度、鄰近建筑、管線情況、工程特點、場地及設備條件以及施工技術水平等情況,進行技術經(jīng)濟和節(jié)能比較后,確定選用一種綜合排水方案。水利工程施工井點排水常用的主要有輕型井點排水和管井井點排水。
1)輕型井點排水主要適用于水分飽和、透水率較低土層,如粉砂土、淤泥和新黏土等,根據(jù)土層富水情況和地下水位情況,確定采用單排或雙排井點以及井點深度,采用真空吸氣泵抽排到集水管中。輕型井點排水時間較長,成本費用較高,但排水效果較好。
2)管井井點排水主要適用于排水面積較大,富水且滲透系數(shù)較大的土層,如砂層、礫石層,裂隙發(fā)育的黏土層等,一般根據(jù)土層滲透系數(shù)、水位、開挖深度等因素確定排水的井深、管井和水泵型號。在基坑排水施工中應注意,嚴禁盲目擴大管徑,過大的管徑不僅會增加施工成本和工程量,而且施工難度較大,影響基坑排水效果。
3)排水區(qū)附近有聯(lián)通水體、構筑物或承壓水時,要考慮排水效果、土層穩(wěn)定和構筑物安全,需采取攪拌樁、帷幕灌漿等封堵加固措施,確保排水效果和施工安全。
4.1合理控制集水井
水利施工基坑排水應合理控制集水井大小,如果集水井較小,會影響動力水泵的使用,如果集水井較大,施工成本相對較高。一般情況下,水利工程基坑集水井容水量應低于水泵10min出水量。并且,集水井深度應符合水泵運行要求,基坑施工作業(yè)應和排水水面保持500mm的距離。
4.2合理設置水泵排水位置
通過水泵將集水井中積水排出,應注意合理設置水泵排水位置,如果距離較近,容易出現(xiàn)抽出水回滲的問題,嚴重影響基坑排水效果;如果距離較遠,會降低基坑排水速度和抽水速度。通常情況下,在保障不發(fā)生抽出水回滲問題的基礎上,應盡量縮短排水距離。
4.3做好基坑排水設施清理維護
在基坑排水施工中,排水設施經(jīng)常會發(fā)生損壞或者堵塞問題,施工單位應安排專門的工作人員做好基坑排水設施的清理維護工作,定期清洗水泵管道、排水井、井管和排水溝,清除沉淀物,確?;油〞晨焖倥潘?。
近年來,水利工程建設快速發(fā)展,為了不斷提高水利工程施工質(zhì)量和使用壽命,必須做好基坑排水處理,結合水利施工現(xiàn)場實際情況,采用有效的基坑排水措施,重視基坑排水中應該注意的問題,加強施工管理和控制,提高施工企業(yè)在水利工程建設中的社會效益和經(jīng)濟效益。
(責任編輯遲明春)
【中圖分類號】TV551.4
【文獻標識碼】B
【文章編號】1009-6159(2015)-09-0014-02
收稿日期:2015-04-23
作者簡介:盧常興(1983—),男,工程師