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水利工程基坑排水施工技術(shù)淺論

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水利工程基坑排水施工技術(shù)淺論

摘要:水利工程具有良好的水資源調(diào)配效果,在防洪抗旱方面也有著不可替代的作用。根據(jù)水利工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和要求,建筑團(tuán)隊(duì)在開設(shè)相關(guān)工程項(xiàng)目前,要提前對建筑區(qū)域的地質(zhì)狀況進(jìn)行勘察,了解自然環(huán)境對基坑工程可能造成的影響,同時按照工程建造方法,提前對排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃,避免在施工階段出現(xiàn)積水問題,影響整項(xiàng)工程的安全性。根據(jù)基坑排水要求,水利工程團(tuán)隊(duì)要提前做好地基坑加固,提高整體承載力。

關(guān)鍵詞:水利工程;基坑排水;施工技術(shù)

在水利工程基坑排水施工過程中,工程人員要提前掌握不同區(qū)域的地質(zhì)數(shù)據(jù),了解各區(qū)域可以使用的排水方法,根據(jù)土壤狀況制定全新的排水措施,降低因積水過多而對整項(xiàng)施工造成的安全影響,促使后續(xù)施工過程更加流暢,維持穩(wěn)固的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

1基坑排水方法

1.1明溝排水法

明溝排水法是比較常用的一種排水方式。根據(jù)特定區(qū)域的土質(zhì)狀況,在基坑排水工程施工過程中有時會受到多種環(huán)境因素的限制。此時按照工程區(qū)域特點(diǎn),選擇明溝排水法,能夠及時將水儲存在特定范圍內(nèi),并利用水泵抽干,迅速排除多余水體。根據(jù)以往的排水經(jīng)驗(yàn),實(shí)施該方法之前要做好相應(yīng)準(zhǔn)備工作。先使基坑處于干燥狀態(tài),之后按照該區(qū)域的地質(zhì)和水文狀況控制儲水進(jìn)度,在排水的同時盡量選擇較低位置進(jìn)行積水,便于完成水體的存儲和抽取。排水溝分為縱向和橫向兩種,單一方向的排水溝無法滿足積水需求,所以要同時設(shè)定多條橫縱交叉的排水溝,并將已經(jīng)儲存的水迅速抽出,避免因水量過多而產(chǎn)生其他問題。排水溝的設(shè)定要遵循以下幾點(diǎn)原則。第一,選擇的排水溝要能迅速完成水體的引導(dǎo);第二,排水溝之間連接要順暢,以提高排水效率;第三,排水溝要確??梢詫⑺w從高處引到低處,按照地勢完成設(shè)定。參照目前集水井的深度和容積,及時觀測集水井中的水量,并保持水體有一定的積水冗余。

1.2人工截滲排水法

人工截滲排水法是另一種非常實(shí)用的基坑排水方法,該法更適用于對基坑排水要求較高的工程項(xiàng)目。與上一種方法相比,該種排水方法可適應(yīng)多種環(huán)境,具有明顯的排水優(yōu)勢,尤其適用于基坑滲水較嚴(yán)重的區(qū)域。具體方法是在基坑周圍布置一定數(shù)量的井點(diǎn),然后利用水泵將儲存的積水抽干。人工結(jié)滲排水法分為井點(diǎn)法和井管法兩種,前一種方法需要先設(shè)定一定數(shù)量的井點(diǎn),然后在滲漏較嚴(yán)重的區(qū)域進(jìn)行布置。根據(jù)地質(zhì)狀況和基坑建造要求,將滲漏水利用集水管引導(dǎo)至指定位置,并利用水泵抽水。井管法更適用于水位較高的工程項(xiàng)目,該種方法需在基坑特定位置開鑿數(shù)口井,同時利用混凝土濾水管進(jìn)行引流。此處需要注意,要在間隔6米左右位置安置扶正器,其作用是當(dāng)水體流速不均勻時,會出現(xiàn)水管偏差,此時利用扶正器糾正水管角度,以便順利完成水體引流,完成儲水后利用水泵抽水。

2基坑排水的施工措施

2.1井管施工

進(jìn)行井管施工時,要按照井管排水空間和滲水狀況選擇適合的鑿孔方法。比較常見的有水沖沉井和回旋鉆機(jī)造孔兩種方式。當(dāng)井管外徑為40~50厘米,同時調(diào)整回旋鉆機(jī)鉆孔直徑為70~80厘米。在鉆孔時容易出現(xiàn)坍塌狀況,此時可以采取泥漿加固方式,提高施工區(qū)域的承載效果,并且按照工程要求,將孔內(nèi)泥漿高度調(diào)整到超出地下水常水位高度,控制在井口下方0.3~0.5米位置。鋪設(shè)完成后,可以在底部添加一定厚度的黃沙,之后在0.5米范圍填充細(xì)沙石和碎石進(jìn)行加固,再將已完成鉆孔的空間進(jìn)行回填,通常選擇大小適合的細(xì)礫石或粗砂,可以起到更好的攔砂濾水效果,回填厚度控制在10厘米以上。

2.2粉土和粉砂基礎(chǔ)降低

地下水施工通過實(shí)際基坑建造工程的數(shù)據(jù)分析得知,如開挖區(qū)域基礎(chǔ)位置的土質(zhì)多為粉土或粉沙,則在滲水較嚴(yán)重位置更容易出現(xiàn)流沙和管涌等問題,處理不正確會對后續(xù)工程造成嚴(yán)重的影響。

2.3明溝排水施工

開發(fā)基坑前應(yīng)對指定范圍內(nèi)進(jìn)行水體測量,通過明溝引流的方式,對外部水體進(jìn)行截取、疏導(dǎo),然后利用水泵抽取排水。此法適合于清除地下滲水和降水,若可以自行消除,則可免去溝渠挖掘以及排水等不必要的工序。

2.4井管施工和開挖排水

溝、集水井的施工技術(shù)濾水管經(jīng)過長時間的使用會出現(xiàn)不同程度的偏移,此時利用扶正器完成位置糾正,能夠避免濾水管位置不正確而產(chǎn)生的涌砂問題。扶正器通常設(shè)定距離為5~6米一組,每組4~6片,通過調(diào)整濾水管位置,避免井壁內(nèi)部產(chǎn)生的砂料堆積問題。為進(jìn)一步提高排水效果,應(yīng)根據(jù)水體的流速和儲存量修建適合的集水井,并按井體的大小選擇適合口徑的水泵,以保證在10~15分鐘內(nèi)完成一定容積的水體排放。已完成建造的管井區(qū)域,要根據(jù)以往的水體儲存體積選擇適合的水泵型號,并通過多次抽水試驗(yàn)的方式了解實(shí)際的排水效果,在對排水量精準(zhǔn)計(jì)算的同時觀察流沙情況,之后按照水體高低情況選擇適合的過濾器。為進(jìn)一步保證施工效率,應(yīng)在指定位置適當(dāng)挖掘排水溝,第一時間完成滲水的引導(dǎo),讓適合的坡度設(shè)計(jì)成為提高引流效率的主要方式。排水時要參照以往的排水位置,選擇適當(dāng)?shù)呐潘嚯x,同時控制水井的修建深度和距離。為保證排水效率,在施工時既要計(jì)算好排水時間,又要選擇正確的排水位置,避免增加施工成本。根據(jù)各區(qū)域的具體滲水狀況,在基坑排水系統(tǒng)中要考慮各區(qū)域的滲水時間,以提高排水效果為目的,利用專業(yè)的排水技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的人員操作方法,及時對排水溝渠和維護(hù),提高基坑工程的安全系數(shù)。

2.5水利工程基坑排水施工質(zhì)量控制

排水溝的布置應(yīng)以提高排水效率,降低對周邊施工造成的影響程度為前提,選擇適合的排水坡度,并根據(jù)實(shí)際的滲水量和斷面情況調(diào)整角度,最大限度的完成水體引導(dǎo),綜合考慮排水溝的施工工序,增加基坑開挖范圍,維持相對高效的排水效果,提高基坑排水施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。按照目前集水井的大小,選擇的抽水泵要保證在10~15分鐘內(nèi)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的出水量,同時根據(jù)泵體的工作狀態(tài),對集水井的深度進(jìn)行測量,獲知在基坑施工過程中實(shí)際的排水水面高度。當(dāng)水面高度保持在30~50厘米范圍內(nèi)時,則可以維持相對穩(wěn)定且安全的基坑施工狀態(tài)。選擇適合的井徑和管徑,既可以確保在排水的同時利用環(huán)形間隙完成砂體的過濾,又可以通過已過濾的砂體進(jìn)一步提高凈水效果,確保在規(guī)定時間內(nèi)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的出水量。完成井管建造以后,可以先利用已選擇的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的水泵進(jìn)行水體抽取測試,分析實(shí)際的出水量是否符合標(biāo)準(zhǔn)值,當(dāng)出水量大于正常出水量時,應(yīng)對水體中攜帶出的砂體進(jìn)行測量,再決定井管施工方式是否需要調(diào)整。由于在指定位置安裝了濾水管,因此要同步完成扶正器的安裝和調(diào)節(jié),參照以往的安裝標(biāo)準(zhǔn),選擇5~6米安裝一組扶正器的方法,將扶正器一組調(diào)整到4~6片,可以使整體的濾水效果達(dá)到最佳狀態(tài),減少砂體涌出比例,消除涌砂問題。

3基坑排水施工需要注意的問題

3.1控制集水井大小

參照以往的水利工程基坑排水施工標(biāo)準(zhǔn),在對集水井大小進(jìn)行計(jì)算時,可根據(jù)水體的存儲速度以及水泵的抽取速度進(jìn)行計(jì)算。過大的集水井工程勢必會增加施工成本,所以集水井容量最好控制在低于8~13分鐘內(nèi)水泵出水量的范圍內(nèi),同時根據(jù)水泵工作狀態(tài),對集水井深度進(jìn)行調(diào)節(jié),使最終的基坑開挖工程不會因水體排出不及時而造成影響。

3.2水泵的選擇與管理

第一,參照標(biāo)準(zhǔn)的水泵抽取數(shù)據(jù),科學(xué)地完成水泵尺徑的選擇。既要保證抽水量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值,又要使抽水速度在規(guī)定范圍內(nèi)。對水體流速在相對較快的情況下對帶出的砂石比例進(jìn)行分析,當(dāng)比例過高時,會對水泵電機(jī)及其他部件造成損傷,所以,應(yīng)選擇抽水速度均勻且水體流速穩(wěn)定的泵體,以免水泵主體損壞對后續(xù)的排水進(jìn)度造成影響。第二,按照基坑滲水狀況,選擇適合口徑的水泵。當(dāng)排水量需求較大時,可以采取多次反復(fù)抽水的方式進(jìn)行排水,但這種方式有一個弊端,水泵反復(fù)起停容易出現(xiàn)故障,因此配備的水泵要具備更高效的起??刂菩Ч岣咚玫氖褂脡勖?。第三,完成對水泵主體的保護(hù)。對水泵的拆卸和撤離的過程,要根據(jù)水體的增長狀況,及時對水泵主體進(jìn)行位置調(diào)整,避免水泵設(shè)備在使用中損壞。

3.3加強(qiáng)對基坑排水設(shè)施維護(hù)與清理

基坑排水設(shè)施,經(jīng)常會由于長時間的排水,而出現(xiàn)不同程度的堵塞和損壞情況,所以在基坑工程項(xiàng)目中,要指派專人定期對指定設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和清理,避免排水溝中雜質(zhì)過多而對水泵主體造成損壞,從而影響后續(xù)的排水效果,進(jìn)而對整體基坑排水施工工序造成影響。

4結(jié)束語

隨著我國現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,國家將水利工程列為重點(diǎn)規(guī)劃項(xiàng)目,根據(jù)以往的水利工程建筑情況,水利工程建筑會出現(xiàn)許多難以預(yù)估的問題,這將對整體工序進(jìn)程造成阻礙。在施工環(huán)節(jié),受水文等變化因素的影響,基坑排水施工要提前做好規(guī)劃,以確保后續(xù)工程更加安全。

作者:王忠亮 單位:吉林省公主嶺市卡倫水庫灌區(qū)管理所