电排站泵房深基坑开挖工程技术分析

周廷录

摘 要：地基本身所具备的地下水位高、土质差的特点致使电排站泵房深基坑开挖工程难度加大，目前采取的最有效措施是利用钢板桩配合其他施工措施进行支护截渗，同时采取基坑深井降低地下水位高度，为后期施工建设提供了一定的经验。本文主要结合广东江门某地区电排站重修的实际情况进行具体分析，并对其提出一些技术程面上的建议。

关键词：电排站；泵房；坑基

强度大、重量轻、施工方便且速度快是钢板桩较为显著的优点，虽然其造价较高，但使用率和适用范围卻不曾因为这个因素受到影响，只是目前很少运用于挖掘泵站基坑。2006年广东江门某地区电排站重建时，在采取木桩护坡和轻型井点排水措施改变地质条件均失败的情况下尝试了利用钢板桩支护截渗办法，取得了效果，保证了施工质量和进程。

1 工程概况

该地区坐落于西江支流之上，该段支流的涝灾较严重，只能靠周边的电排站进行排涝，然而因为其中一座电排站因起初设计时标准过低而导致排涝效果不高，即使后期进行多次改造仍无法取得理想效果，为保证该地区农作物生长发展需要，相关部门决定对其进行拆迁重修。据数据显示，后期选址面积月3.54万亩，其中鱼塘面积为1.72万亩，是目前该地区装机容量最大的电排站，并且配备了自动化控制设备。

2 水文地质条件

该地区属于亚热带季风气候区，全年降水丰富，气候温和，且雨量主要集中分配在4—9月，其中以六月降水量最为丰富，全年降水量最大为1839.2mm，最小为942.3mm，平均雨量为1566.7mm。该地区新建的电排站坐落于西江支流上，由于该地区属于珠江三角洲的冲积平原，所以经常受到潮汐影响，且该地区地基是由人工填土搭起来的。其具体成分从下到上分为：1）中砂：主要就是厚度为2.1-3.6m的含砾石质，其土层岩石主要为灰黄色，且密度大，分选差，不含泥质；2）粉砂：厚度为1.2-2.8的砂质，主要特点为砂质松散且饱和度较高，土层为灰黄色或黄色；3）粉质粘土，具有一定的可塑性，整体粘土厚度为1.2-5.3m，其结果氛围上下两部，上面为纯度较高的粘土，下面则为砂质，土层呈褐色或灰黄色；4）淤泥质土：厚度为0.6-3.7m的淤泥，部分养分来源于有机物或树叶腐化，土层颜色为灰色或深灰色；5）粉砂夹淤泥质土：主要特征是粉砂和淤泥交错沉积，互相夹杂在一起，该类土质全场都有分布，且厚度为9.9-15.2m.6）粉质粘土：可塑造性高，局部地区有淤泥沉积，土层为1.0-6.6m，7）筑填土：该类土质的主要成分是粉质粘土，较适合用于耕作，上部是碎石，下部则为较为纯粹的粘土。

3 基坑施工

计划新建的电排站主要工作内容为挖掘基坑，填筑围堰。除了主泵房基坑的挖掘，还需完善木桩拦污栅、打桩平台、钢板桩支护、基面处理、轻型井点排水和基坑深井降水六个环节。以下我们具体对这六个环节进行分析：

3.1 打桩平台

根据设计图纸要求，-2.25m是打桩基面的最合适高度，但往往在我们挖掘基坑的过程中才会发现，因为地下水位过高，且水量丰富，挖掘工作无法继续进行，常规降低地下水位的排水方法也未能取得显著效果。而此时的地基土质处于饱和状态，任何附加活动都有可能造成土质成分的改变，从而降低其承载力，造成桩机无法正常进行操作的局面。为避免以上情况的发生，保证施工的顺利进行，可采用在基面上填补1m厚的干燥黏土，经过加工处理作为打桩基面使用。

3.2 轻型井点排水

基面往下10m深处的土质一般都含有淤泥，渗透力极差，且容易造成管道拥堵，加上打桩过程中对地面产生的振动，一定程度上危及到边坡的稳定性，对整个施工项目的开展都是极不利的。所以，在施工过程中，为保证施工顺利进行，打桩平台基面不收水渍污染，相关负责人对地形进行实地考察后提出，采用人工法降低地下水位，简称轻型井点排水法。具体操作方法如下：选取150根钢管和100个硬塑管进行挖孔成井，在基坑内部布置15个8m深的井点，且每个井点相隔6m。通过挖掘机将150钢管沉压至孔内，然后将缠有过滤布的硬塑管插入钢管内成井，并将碎米石洒在硬塑管周围。再借助水泵的作用将地下水抽到基坑边侧的水沟里，最后再通过说泵将水沟的水抽出基坑之外，从而保证整个基坑的干燥程度。经试验证明，轻型井点排水阀一定程度上降低了基坑的地下水位，促进了施工的顺利完工。

3.3 木桩拦污栅

管桩施工结束后，仍需继续实行对基坑的深挖工作，但由于地下水位过高，基坑内积水较多，致使工作无法正常开展，且在北江一侧因为边坡不稳定出现塌方的情况。为保持边坡稳定，施工队在水涵管处的坡脚处打入一排长约6m的木桩用于维护边坡，防止下滑。但事实证明即使有木桩的维护，在进行基坑开挖时边坡仍存在下滑情况，严重影响到施工进度。一定程度上说明，单纯的木桩护坡无法真正解决边坡下滑问题。

3.4 钢板桩支护

由于泵站工程开工所耗费的周期长，开工近10天基坑仍然没开挖完整。工程指挥部为确保工程能顺利完工，聚集施工单位、监理单位和设计部门开会，最终决定采取利用钢板桩对基坑进行支护截水。具体做法如下：将钢板桩逐一布置在之前布置好的双排木桩周围，这里对钢板桩布置的具体要求为，桩位应沿着主泵房底板较长边围方向5m的位置进行延伸，且距离主泵房底板边线3m处，钢板桩的长度每根约为6米，对于桩顶和桩底高程的要求分别为-1.5m和-7.5米，并且在基面上用10mm长的绳索对钢板桩进行拉锚加固，将锚固定在基面两侧，对其进行削坡，以减轻钢板桩的承载力，从而减少其压力。

3.5 基坑深井降水

钢板桩的使用让基坑的支护和渗透问题得到了很大程度上的解决，但地下水位高和钢板桩两侧渗水问题仍是困扰施工队动工的难题。对泵房基坑深度的要求迫使施工队必须将基坑水位向下至少再降低0.75m，才能保持整个基坑的干燥性，所以对地下水实行截源工作成了刻不容缓的任务。具体操作方法是首先在主泵房周围按尺寸大小相同（口径：127mm，成井深度：8m，），距离相等的标准设置4口降水井，然后将包有6层过滤布的套管（长约127mm）放置用钻机钻的146mm深的孔内，套管周围填上碎米石，密封。再利用小型水泵将套管内的水抽到基坑两侧的集水沟内，最后利用水泵将集水沟内的水抽出坑外。借此降低地下水位的高度，从而保证施工的顺利开展，保持基坑的干燥性。

3.6 基面处理

斜坡不稳定和地下水位高的问题均通过采用钢板桩支护渗流取得了一定的成效，基坑工作能够顺利开展。但实践证明，施工队进行基面挖坑时仍然会发现基坑内有水渗出。所以我们在施工时可将基底向下深挖300mm，然后再回填300mm的碎石，并在基坑周围设置深度为0.5m，间距为4—5米的排水暗沟，采用碎石回填，泳衣疏通坑内渗水的问题；或在基坑中间设置口径为1m的排水井，井中套上用过滤布包装的钢筋笼，周围用中砂填实，其主要目的是收集基坑内的水渍，将其排出坑内，以保证基坑内部干燥。同时，回填的碎石经碾压机压实后可增强基底的承载力。

4 结语

以上实践证明，采用基坑深井降低地下水位高度和钢板桩支护截渗有利于施工队将基坑挖至预定的深度，基面进行处理后就可进行混凝土垫层工作，为整个建筑工程的施工工作创造了有利条件。由此可见，钢板桩支护截渗和基坑深井降低水位的方案确实存在着切实可行性，不仅解决了施工过程中遇到的难度，还保证了整个施工进度。

参考文献：

[1]袁光欲.《水利水电施工》[M].中国水利水电出版社，2011（06）.

[2]戚筱俊.《工程地质及水文地质》[M].水利水电出版社，2012（10）.