有关水利工程基坑排水施工技术的分析

郑强

【摘要】在水利工程中，基坑排水技术的选择要根据土壤的渗水系数来决定，根据工程的实际情况选择最优最经济的排水施工方法。基坑排水的方法较多，当前较为常用的主要有管井井点排水和明沟排水两种。本文结合水利工程地基土质的分类，分析水利工程中基坑排水施工应注意的问题，探讨了水利工程基坑排水中的井点排水和明沟排水两种施工技术。

【关键词】水利工程；井点排水；明沟排水

引言

水利工程施工中，基坑排水问题常常会遇到难点。因其施工常选特殊的地理位置导致基坑会受到地下水、雨水、围堰水的侵扰。水利工程的基础施工以及地基处理大都低于地下水位和外水位，基坑排水如果处理不当，将严重影响基坑的开挖、地基的处理等施工工序的正常进行。因此，要根据水利工程的地基情况，选择合适的排水技术，以确保整个水利工程的施工质量和安全系数。

1、水利工程地基土质的分类

水利工程地基土质分类包括强透水、弱透水、不适水三类，且这三类土质对排水要求也各不相同。因此，水利工程在施工前应仔细了解施工现场土质及地下水位等具体资料数据，例如采用挖坑、钻探等办法，获取土样，从而为水利工程基坑施工提供重要依据。又由于每条江、河土质都不相同，获取的资料数据不统一，导致情况复杂难以全部摸清，因此，在基坑开挖设计时应充分考虑这种情况，实际开挖时留有余地，而后结合开挖后的具体情况采取有效的措施。

2、水利工程基坑排水技术施工应注意的问题

2.1 排水沟的设置应以不影响正常施工为前提，为了方便渗水集中还应具有相应的纵坡。还应结合渗水量与纵坡来确定排水沟的断面，因而在进行基坑放样的过程中应对排水需要进行考虑，如有需要应适当扩大基坑开挖范围。

2.2 控制集水井的大小，通常能根据所用水泵的出水量计算得出，集水井深度应符合水泵工作深度要求，同时确保基坑工作面应超出排水水面40厘米左右。集水井管径与井径间应具有一定的环状间隙，以便填充滤料起到阻砂透水的作用。

2.3 完成管井建造后，应按照抽水实验得出的结果，选择合适的抽水设备。选择合适的抽水设备正常进行管井抽水时，管井的水位降深应低于第一个取水含水层的过滤器，以此防止过滤管出现氧化、损坏情况，从而导致涌砂情况出现。

2.4 井管施工时，必须在滤水管部位安装扶正器，通常应每间隔5米左右安装一组扶正器，以此避免滤水管在孔导内出现偏移，导致过滤作用被大大降低，从而造成涌砂。

2.5 在使用水泵排出基坑渗水时，应确保排出基坑外的渗水与基坑存在一定距离，避免排出的水再次回渗入基坑。为了确保排水沟通畅，应指派专业负责，时常对排水沟进行清理和维修。

3、水利工程基坑排水施工技术

3.1 明沟排水技术

明沟排水是可以利用地形和水的重力使水自然流出的方法，不借助机械力量。它需要排出的水有围堰留下的水、雨水和地下渗出的水。

一般有三种布置形式，第一是在基坑周围挖水井，利用水向低流的特性，让水流向集水井，再抽干排出。第二是如果是大型基坑，渗水又多就应采取沿不同等高线挖排水沟，设排水井的方法。第三是在渗水量少的情况下只需延纵轴线挖排水沟，让水集中流入排水井，再用水泵抽干排出。

优点：造价便宜。

3.2 井点排水技术

3.2.1 轻型井点排水

原理：利用真空吸水排水，由井点管、连接管、集水总管和滤料组成。井点一般设计成环形。

施工顺序：测量放线→挖井点沟槽→冲孔→下设吸水井点管→灌填粗砂滤料→铺设集水管→连接集水管和井点管→安装抽水设备→试抽→正式抽水→基础施工→撤离井管。

注意事项：在正式抽水之前要尝试抽水，是为了检查设备连接状况、运行状况、出水状况是否良好以及管道吸水时有没有处于真空状态。在运行该套设施时，在正常抽水的情况下不可随意断电，断电可能会引起塌方等事故。现场工作人员还要经常检查该套设备的真空度有无异常，发现有漏气的现象后要及时处理。井管点与坑之间的距離最好是2～2.5米，确保基坑的稳定性。出水时，相关工作人员要控制好流量，把握先大后小，先浑后清的规律，在达标后保持进水和出水的平衡；如果在冬天作业，要做好主管道的保温工作，防止管道被冻坏。

优点：该方法的器具简单，操作相对方便。

3.2.2 喷射井点排水

原理：利用压力形成水气射流，将地下水经井点外管和内管之间的间隙抽出排走。该套设施需要压水泵、循环水箱、管道系统组成，一般采用环形布置。

施工方法：①准备好泵房、装好进水总管和排水总管；②水冲法或钻孔法成井；③安装喷射井管、装滤料；④进水管和排水管相互连接并与高压水泵接通；⑤将各个井点管的外管管口与排水管接通并于循环水箱相连接；⑥用水泵抽水；⑦用离心泵排出水箱中多余的水；⑧观测井中的水位。

注意事项：在施工前要冲洗各个管道并且检查其是否有破损。刚开始抽水时要慢慢的将水泵压力增大，不可一开始就用正常的压力；在它工作期间，如果工作人员一旦发现井管周围有水和砂石的出现，马上要停止设备并且检查。

优点：设备少、施工快、开挖量少、易于操作和耗费少。

3.2.3 电渗井点降水

原理：利用电泳作用，产生电渗现象，强制粘土中的水在集管附近聚集，从而使井点管快速抽干排出并使地下水位降低，达到降水的效果。同时，由于电流的作用，在电极间的土层形成电帷幕，阻止地下水流入坑内。

施工方法：确定好位置→铺设集水总管、埋设井点管（在这种方法下井点管是作为阴极）→冲孔钻洞→连接集水管和井点管→安装水泵并且把水泵与集水总管相连→然后埋阳极（这里的阳极的材料是钢类导体）→连接线路→运行设备→观测井中地下水水位的变化。

注意事项：钢圈要垂直于地面放置，不可随便放置，以免造成短路，引起事故。要保持阴极和阳极之间没有其他任何导体，避免短路；为了提高效率，可以在不需要电渗的地方保持干燥，并且借助化学的方法如涂沥青保持绝缘状态。在施工时也要在通电时间持续二十四小时左右就断电几小时，来使工程顺利的进行。

3.2.4 管井井点排水

原理：在固定的距离之间设立井点，多个井点多个水泵同时工作，使地下水位降低。它适用于透水性大的砂层和土层。这套设施是由滤水井管、吸水管和水泵三个部分组成。

施工方法：测量，确定井点的位置→挖井口，钻口→在井底垫一层砂石→安装井管（注意在井管和孔壁之间填补满材料）→在井管下面装水泵。

注意事项：设置完成后也要试抽，来确保该套设备是否能正常进行运作。在水泵安装前要把井管清洗干净，钻孔时最好保持快速，防止有缩井、泥皮过厚的现象。在抽水时不可以随意断电，二十四小时都要有专门工作人员看守，防止意外情况的发生。

优点：排水量大、设备简单、容易维修。 在实际施工中，水利工程的情况会比较复杂，单一的方法肯定不能解决基坑降水的问题，往往会多种方法同时使用，来达到降水的目的。

结语

在水利工程中，基坑排水技术的选择需要根据地质情况选择，可选择一种或者多种方法相结合，严格按照施工要求施工，从而达到基坑排水的目的，提高施工效率。另外需要注意基坑排水技术施工应注意的问题，必要时引进先进的技术，提高基坑排水施工技术水平，促进我国水利工程的可持续发展。

参考文献：

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[2]江小萍.浅谈水利工程基坑排水施工技术[J].建筑与文化，2013（7）.

[3]刘宝平.水利工程基坑排水施工技术[J].河南科技，2010，20.