基坑暗渠水平式排水在黏性土地基中的应用

闫春莲，张 鹤

（鸡东县水务局，黑龙江鸡东 158200）

穆棱河东明某节制闸于1987年设计并施工，采用了基坑暗渠水平式排水，实践证明水闸基础为黏性土壤时效果良好，既保证了工程的施工质量和工期，同时节约了大量资金。

1 基本情况

节制闸工程位于鸡西市鸡东县明德乡境内，工程为钢筋混凝土结构，闸门为平板翻板闸门共5孔，闸孔净宽5.0 m，闸孔总宽为28.5 m。设计流量69.3 m3/s，闸室底板高程210.24 m，消力池底板高程为209.44 m，消力池底板上设34个减压排水孔，位置设在排水暗渠上。地下水位高程211.00 m，土质为密实的黏壤土。

工程总投资31.76万元，于1987年3月10日破土动工，6月30日竣工。工程验收后运行至今效果良好。

2 暗渠水平排水的施工方法

由于这项工程座落在黏土基础上，用大口井排水和井点排水效果不佳，而且也不经济。因此采用了暗渠水平式排水的施工方法。

多年沉积的黏壤土，密实透水性差，可利用人工层层开挖，当人工挖下一层后，地下水渗上来一些，形成一层水泥混合物，这样挖至设计高程后表层仍然存在泥水。暗渠排水的施工方法是边推除泥水边做暗排的干支渠和砂石垫层，由基坑一侧向另一侧逐步完成。干支渠的比降分别为1/500、1/1 000，每条干渠末端设一个排水井。暗排渠系如排水井都是用反滤的原理制成。滤水井的做法是用φ12钢筋焊成0.7 m直径的圆柱形笼，高0.8 m，周围和底部用柳树条编成，而后用1～3 cm碎石做滤料形成排水井。

3 水力计算

3.1 水位计算

水位计算采用非稳定流暗管公式计算：

当X=L/2，h=hC时n取第一项级数n=1，上式整理得：

图1 非稳定流暗管计算示意图

式中：μ为稀水系数（给水度）占一般黏土壤体积2% ～5%;K为渗水系数;h0为地下水位至基础设计高程的距离，h0为2.15 m。

用试算法进行hC计算，结果见表1。如在暗排渠上铺10 cm砂石垫层hC值就会有下降的变化。

表1 hc值成果表

3.2 渗流量计算

渗流量计算示意图见图2，计算公式为：

以 r=b/2 到 r=L/2，即 y=h 到 y=hc。

积分得：

当 K=0.005，L=7.5 m，hc=1.29 m，b=0.4 m代入（7）式，得Q=25.67 m3/h。如采用其他参数同样能求出其渗流量。

图2 渗流量计算示意图

4 暗渠和井点排水施工的经济比较

暗渠水平式排水和井点排水施工经济比较见表2。

表2 排水经济比较表 万元

由表2可以看出暗渠水平式排水的费用要比点排水的费用少很多，经济效果是十分显著的。

实践表明，暗式水平式排水不但保证了施工的质量和工期，而且节约了大量基础排水资金。建议在黏性土壤基础上施工的农田水利建筑物采用暗渠水平式排水。

[1]赵文华.水工建筑物[M].北京：水利电力出版社，1987.

[2]武汉水利电力学院水力学教研室.水力学[M].北京：高等教育出版社，1987.