探析水利工程施工降水方案及优化方式

嵇庆才

摘要：中国是世界最早进入农业社会的国家之一，古往今来，中华祖先就以治水为治国安邦之本。据中经未来产业研究院发布的《2016-2020年中国水利工程行业发展前景与投资预测分析报告》显示，“十二五”时期，中国水利建设完成总投资超过2万亿元，再创历史新高，农村饮水安全、防洪薄弱环节、抗旱水源工程、农田水利、农村水电等民生水利建设成效显著，惠及亿万人民群众。完善的水利设施，能够有效防洪抗旱，造福社会。因为水利工程的独特性，绝大部分水利工程的建筑通常要建设在高水位地带，又因为现阶段水利工程施工地址多选择为人烟稀少的偏远地段以及不适合人类居住的地区，地理位置的特殊性及工程的复杂性，导致了施工难度不断加大。主要介绍水利工程施工降水方案以及应用在实际中的优化措施。

关键词：水利工程;降水方案;优化措施;地基

中图分类号：TV551.41

文献标识码：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.10.064

水利工程项目多建设在高水位地段，为了保证水利工程建筑的长期使用，在开挖基坑的过程中，首先要对地下水位进行测量并计算，保证基坑最低处要高于地下水位0.5 m以上，如果达不到要求，则地下水和地面水就会不断渗入基坑内，导致基坑内部情况恶化，进而影响地基承受能力，严重时更会造成安全事故。

近年来，水利工程的基坑和建筑基坑工程表明，在基坑的降水工作中大部分是较为成功的，但仍有小部分或多或少存在问题并最终导致出现各类问题，所以，在施工过程中往往需要合理规划施工方案，做好施工降水工作。保持土体干燥，就是保障工程成功完成。分析影响降水工作质量的原因，总结降水工作的经验教训，对水利工程的不断进步与发展有着重要的意义。

1 水利工程的特点

古语言“水是万物之源”，水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源，而水利工程是为了控制和调度自然的地表水和地下水而修建的工程。随着中国的不断发展，现代建筑相关的施工技术也一直在不断提升，现代建筑施工要求也越來越严格。水利工程作为一项基础性、多系统、内容复杂且十分重要的基础工程项目，它关乎国家的经济建设及人民的生命财产安全[1]。水利工程具有自己独特的特点：有很强的系统性和综合性，工程量大、施工难度高、需要多工种相互配合，并且受自然环境的影响较为严重。在施工意义上，水利工程是维护人民生活稳定的基础性工程，它能有效地治理各类洪涝灾害，从而保障经济全面、稳定发展[2]。就投入而言，水利工程与其他一般建筑工程相比，需要投入的人力、物力、财力等资源更多。

2 水利工程施工降水方案

有人曾说“基础不良的建筑是没有的”，基础牢固，未来发展的空间就更为广阔，而水利工程想要长久使用，就必须要打好基坑，而降水工作可以有效地降低水位，提高土层干燥度，从而提升其稳固性。水利工程因为其独特的施工区域，导致水利工程中各种建筑都是在无法把握的气象、水文、地质等自然条件下进行施工和运动的，因此，如何选择施工降水方式，是保障基坑开挖工作的必要前提[3]。在施工中，基坑常常需要挖10 m甚至几十米深，为水利工程基坑开挖带来了极大的难度，因此，在施工之前需要对施工地进行详细勘察，对数据进行分析与计算，再结合施工地实际情况，进行施工降水方案的优化。常用的施工降水方法有轻型井点降水、管井井点降水、明沟集水降水等。在选择降水方法时，主要是针对施工地自然环境因素来合理规划，以此来保证工程各项工作顺利开展，提高施工效率。

3 水利工程施工降水的应用

3.1 轻型井点降水

轻型井点降水是国内应用很广的降水方法，它适用于地下水位相对较高、地下水丰富、地质较为复杂的区域，它有系统施工简单、经济实用的优点，能够很好地封闭基坑的地下水，并对施工场地的土质要求不苛刻，该方法降低水位深度一般在3 -6m。轻型井点降水适用的土层渗透系数为0.1 - 50 m/d.轻型井点是在基坑的一侧将井点管埋入水层内，井点管的上端与集水总管相连接（集水总管需要连接真空泵与离心水泵），启动抽水设备的时候，地下水会因为受到真空泵的吸力影响，所以会吸人滤水管和集水总管，最后由需离心水泵排出，使地下水位降到符合要求的位置[4]。在使用轻型井点降水法时，要注意在井点管顶部用粘土封填并保证井点系统各连接部位具有较好的气密性，通过提高整个井点系统的真空度来增强抽排水能力，该法具有使用灵活、装卸方便、降水效果好、费用较低等优点，还可以在基坑开挖边坡时降低坡率，降低基坑开挖土方量，提高工程效率，在面对软土路基、地下水较为丰富的地段应用时，有较好的施工效果。在施工时，只要能对控制支管的深度和管距把控好，确保支管布置达到要求，就能使该方法取得较好的施工效果。在施工过程中需要注意的是，在开始抽水阶段，需要保证电量供应，否则会出现井点管的滤网被阻塞，导致抽水工作停滞，此情况极易造成地下水位上升，从而引起土地边坡塌方等事故。

3.2 管井井点降水

管井井点降水适用于轻型井点降水不易解决的含水层颗粒较粗的粗砂、卵石土层，它与轻型井点降水相比，有的设备较为简单、排水量更大、降水较深、降水效果更好【5]。管井井点就是沿着基坑每隔20- 50m就设置一个管井，它的管井由井口、井管、过滤器以及沉淀管组成，每个管井再单独配备一台水泵，利用水泵不断抽取地下水，从而降低地下水位。该法主要用于地下水位较高的施工环境，它能极大降低基坑周围土中的水分，促使土体固结，从而提高基坑强度。在实施过程中，它还能稳定边坡、消除流砂，减少基土隆起凸出。值得注意的是，在停止降水之后，应对降水管采取封井措施，封井时间和措施应符合设计要求，也可以根据实际情况分阶段进行。

4 影响水利工程施工降水的因素

4.1 水利人员施工人员的综合素质

在水利工程的实施中，需要多种工种的相互配合，才能确保工程的顺利完工，但每一个工作人员都对工程有一定的影响。虽然中国是世界最早进入农业社会的国家之一，在治水方面有着较高的技术性，但是在内控制度政策方面还不完善。目前，中国很多水利工程管理单位的管理者都没有强烈的内控意识，不能完全认识内控机制实施的必要性，导致工程实施中责任划分不彻底。在施工过程中，综合素质不高的施工人员会有偷工减料的行为，为工程埋下了一定的隐患。

4.2 施工材料选择因素

水利工程是一项维护经济稳定发展，保障人民免受洪涝灾害影响的基础性工程，它起到了控制水量、防止洪涝灾害并进行水量调节的重要作用。其独特的作用导致了水利工程需要承受水流的冲击、冰冻等。如果在选择材料时选择不当或以次充好，必然会导致水利工程的质量下降，导致水利工程的时效性下降，对国家和人民构成巨大的威胁。

4.3 工程的不稳定性

施工中的各类事件都会对工程造成影响，例如坡度的使用时间、斜坡的稳定程度，都会对降水施工效果产生一定的影响。因此，在施工降水中，应详细分析各类问题，有针对性地编制施工方案，科学选用适合的地点用于边坡支护工作的开展，进一步使得整个降水施工工程稳定、有序开展。

5 优化方式

5.1 明确责任划分

在施工过程中，经常遇到出现小问题时相互推诿、问题长期得不到解决的情况。这归根到底是责任划分不細致，为了提高工作效率，应该及时对各个部门进行责任划分，将责任划分到人，让每个人都清楚自身职责，强化责任意识和主人翁意识，并制订相关规则制度，牢固建立制度高压线，提升其责任感和工作积极性。

5.2 及时对设备维护

在施工过程中，因为施工设备陈旧老化，施工设备故障概率一直居高不下，导致拖延施工进度。因此设备的检修和维护应该及时进行，并派专人管理，对于年代久远、过于老化的设备及时上报，并督促施工单位及时更新换代，以便提高工程效率，从而简化工程。

6 结束语

水利工程作为国家建设的基础性工程，对人民生命财产安全及经济稳定发展起到了一定的作用。在各项科学技术不断发展的今天，水利工程的降水施工方法也不断增加，在各类施工环境中，降水方法的使用在不断变更，工程施工人员应该在实践中不断收集数据，并加以总结，结合当前实际与自身需求，为施工降水工作增加优秀的施工方案，为水利工程的稳定发展不断添砖加瓦。

参考文献：

[1]王嘉志.水利工程施工降水方案及优化方式研究[J].价值工程，2018（ 23）：272-273.

[2]杨瑞雁.明沟结合管井降水方案在南水北调工程中的研究与应用[J].南水北调与水利科技，2007，5（Suppl l）： 29-32.

[3]付军，鞠向楠.南水北调中线一期工程某降水试验方案研究[J].河南水利与南水北调，2012（ 19）：55-56.

[4]李存法，刘秀婷，从容.基坑截渗与降水工程优化设计方法浅析[J].地下水，2001，23 （3）： 139-140.

[5]于丹，吕金鹏，庄岩.水位降深控制的目标函数法基坑降水优化设计[J].水利与建筑工程学报，2014 （2）： 62-66.

[6]吕罡，梁捷.轻型井点降水方案审查及施工运行监控[J]水利建设与管理，2014，34（ 10）：76-80.