水利工程施工降水方案研究

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0引言

水利工程項(xiàng)目多數(shù)被建設(shè)在與水源相對(duì)較近的區(qū)域，地下水位通常較高，特殊情況下被建設(shè)在滲透系數(shù)相對(duì)較大的河道或低洼地段，故此在施工期間應(yīng)合理規(guī)劃施工降水方案。

1水利工程施工降水概況

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展與進(jìn)步的時(shí)代中，與現(xiàn)代建筑相關(guān)的施工技術(shù)先進(jìn)性也相應(yīng)提升，個(gè)體對(duì)建材環(huán)保性以及建筑物持久性均給予一定重視度，在水利工程施工期間，一定要科學(xué)選用建筑材料，這就需要參建方對(duì)建筑地質(zhì)有全面性了解，從而維持水利工程在水位相對(duì)較高的地理環(huán)境中結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以及功能發(fā)揮的持久性，降水方法的應(yīng)用，使上述目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)成為可能。水利工程降水施工技術(shù)一般是指在工程項(xiàng)目施工期間，首先對(duì)施工地點(diǎn)水文土質(zhì)進(jìn)行深度勘察，特別是不能忽視對(duì)地下水位測(cè)量的工作，以確保地下水不會(huì)將基坑淹沒(méi)，一般情況下規(guī)定基坑最低位置要高于地下水位的0.5m。在地下水位過(guò)高的情景中，可以采用鋪墊砂石或排除地下水等降水辦法，上述施工措施，正是施工降水技術(shù)。現(xiàn)階段，水利工程施工期間鋪墊砂石方法的應(yīng)用，運(yùn)輸成本相對(duì)較高，故此一般會(huì)應(yīng)用排除地下水的施工技術(shù)，管井降水為應(yīng)用頻率相對(duì)較高的施工技術(shù)。管井降水，具是指基坑施工初期，在建筑地點(diǎn)的地下有規(guī)劃的安設(shè)管井裝備，于管井裝備的節(jié)點(diǎn)位置安設(shè)排水泵，在管井施工任務(wù)全部落實(shí)以后，啟動(dòng)全部排水泵進(jìn)行排水，以使地下水位整體下降，直至滿足水利工程項(xiàng)目施工標(biāo)準(zhǔn)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)排水泵，以防水位再度上升，位置整體地質(zhì)的干燥性，在這樣的情景中水利工程施工期間就不會(huì)因?yàn)榈刭|(zhì)濕度過(guò)大而出現(xiàn)停工或返工的現(xiàn)象。在項(xiàng)目施工任務(wù)結(jié)束以后，若水利工程不再運(yùn)行的情況下，將所鋪設(shè)的管井取出，以復(fù)原建筑地點(diǎn)的自然狀態(tài)，上述便是最常用的管井降水的施工程序。

2降水施工方案的影響因素

2.1地質(zhì)的復(fù)雜性

水利工程項(xiàng)目施工期間，施工地點(diǎn)的水文地質(zhì)情況對(duì)水利施工效果產(chǎn)生的影響是巨大的。為了規(guī)避地下水位大于預(yù)期規(guī)定值的問(wèn)題，就要求施工單位對(duì)工程建設(shè)地點(diǎn)土壤水分含量進(jìn)行測(cè)量，借此方式維護(hù)工程施工的順暢性與高效性。水利工程施工期間，對(duì)基坑結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量提出相對(duì)較高的標(biāo)準(zhǔn)，具體在安穩(wěn)性方面體現(xiàn)出來(lái)，但是工程所處地質(zhì)的復(fù)雜性對(duì)地下水位的穩(wěn)定性造成干擾，進(jìn)而影響水利工程項(xiàng)目施工整體的安穩(wěn)性。故此在工程施工過(guò)程中，應(yīng)有目的性的對(duì)工程所處地域地質(zhì)條件進(jìn)行整體性評(píng)估，從而使基坑結(jié)構(gòu)施工穩(wěn)定性有所保障，進(jìn)而為整個(gè)工程施工質(zhì)量的提升奠定基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)降水施工。為了使地質(zhì)勘探資料的實(shí)用價(jià)值有所保障，相關(guān)人員需要對(duì)本地的地質(zhì)資料和勘探資料進(jìn)行綜合分析，切忌單純依靠以往地質(zhì)材料，這主要是因?yàn)殡S著時(shí)間的推移水文土質(zhì)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變的緣故。

2.2變形導(dǎo)致不穩(wěn)定

以上論述的內(nèi)容中，已經(jīng)提及到施工地點(diǎn)地質(zhì)復(fù)雜性能夠增加施工難度，影響施工進(jìn)度等問(wèn)題。另外，其他問(wèn)題也會(huì)對(duì)水利工程施工質(zhì)量造成影響，比如坡度、斜坡的使用壽命、斜坡的安穩(wěn)性等，均會(huì)對(duì)降水施工效果產(chǎn)生不同程度的影響。故此在降水施工期間，應(yīng)對(duì)各類影響施工治療的因素進(jìn)行整體分析，在明確斜坡性質(zhì)的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性的編制有效施工方案，科學(xué)選用最適地點(diǎn)規(guī)劃邊坡支護(hù)方式，應(yīng)重點(diǎn)分析邊坡易變形引發(fā)邊坡結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的問(wèn)題，參照變形失穩(wěn)機(jī)理對(duì)工程坡度進(jìn)行調(diào)整，以使管井降水從邊坡滲出過(guò)程中，所排出的水能快速抵達(dá)處理的區(qū)域，以使降水施工整個(gè)過(guò)程安穩(wěn)性大幅度提升。

2.3人為計(jì)算因素

在水利工程降水施工期間，為了使施工方案的合理性得到切實(shí)保障，在對(duì)地質(zhì)復(fù)雜性與變形失穩(wěn)機(jī)理兩類因素進(jìn)行整體分析的基礎(chǔ)上，也應(yīng)給予相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算環(huán)節(jié)中可能出現(xiàn)問(wèn)題一定重視。在降水施工進(jìn)程中，應(yīng)始終遵照嚴(yán)謹(jǐn)性、周密性的計(jì)算原則，從而使整個(gè)工程施工期間的順暢性有所保障。在進(jìn)行水利工程降水施工初期，施工單位應(yīng)派遣相關(guān)人員結(jié)合勘察資料報(bào)告，對(duì)本地域地質(zhì)的滲透度、地下水位、基坑最適深度、挖掘深度進(jìn)行嚴(yán)密的計(jì)算，從而使工程施工期間相關(guān)技術(shù)應(yīng)用的有效性。在施工地點(diǎn)的土壤層數(shù)繁多而不能明確土壤的滲透度情況下，應(yīng)參照采樣多層土壤的滲透度系數(shù)取平均值進(jìn)行計(jì)算，以不斷強(qiáng)化降水工程施工期間的安穩(wěn)性。

3水利工程降水方案的應(yīng)用與優(yōu)化

3.1輕型井點(diǎn)降水

在水利工程施工地點(diǎn)土質(zhì)復(fù)雜。土壤水分含量大以及地下水位相對(duì)較高的情況下，一般會(huì)選擇輕型井點(diǎn)降水方案。該類施工方式更加滿足滲透系數(shù)較大的粉砂壤土基坑施工需求，也可以被應(yīng)用于井排降水方案效果欠佳的基坑中，取得的效果相對(duì)可觀。和他類降水施工方案相比較，輕型井點(diǎn)降水方案的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾方面：①對(duì)基坑土質(zhì)沒(méi)有提出極高標(biāo)準(zhǔn)；②對(duì)基坑周圍的地下水封閉性良好；③在安設(shè)期間只需考慮支管管距、深度。在支管安設(shè)合理性有所保障的情況下，降水施工質(zhì)量一般會(huì)很高。盡管如此，輕型井點(diǎn)降水施工方案應(yīng)用期間還存在一定缺陷，例如施工工序相對(duì)繁雜，施工技術(shù)含量高以及成本相對(duì)較大等。采用輕型井點(diǎn)降水施工方案計(jì)算實(shí)例井點(diǎn)降水總涌水量的計(jì)算方法：①基坑總涌水量Q（m3/d），通常是環(huán)形井點(diǎn)系統(tǒng)采用；依照如下計(jì)算公式：（2H-s）sQ＝1.366K；lgR-lgx0；②單井井點(diǎn)涌水量q（m3/d）常按無(wú)壓完整井，（2H-s）s；q＝1.366K；lgR-lgr；上式中：K—土的滲透系數(shù)（m/d）；H—含水層厚度（m）；s—水的降低值（m）。例如對(duì)于基坑寬10m，長(zhǎng)19m，深4.1m，挖土邊坡1：0.5。地下水位－0.6m基坑工程，地質(zhì)勘察資料顯示：其處于地面下0.7m，是雜填土，該土層下有6.6m的細(xì)砂層，土的滲透系數(shù)K＝5m/d，再往下為不透水的粘土層。應(yīng)用輕型井點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行人工降低地下水位。經(jīng)計(jì)算該基坑平面尺寸是14m×23m，采用環(huán)狀方式布設(shè)井點(diǎn)規(guī)定降水深度s＝4.10－0.6＋0.5＝4.0m，經(jīng)測(cè)算由井點(diǎn)系統(tǒng)布置處至下面一層不透水粘土層的深度為0.7＋6.6＝7.3m，設(shè)井點(diǎn)管長(zhǎng)度為7.2m（井管長(zhǎng)6m，濾管1.2m，直徑0.05m），基坑總涌水量計(jì)算含水層厚度：H＝7.3－0.6＝6.7m降水深度：s＝4.1－0.6＋0.5＝4.0m。

3.2井排降水

通常情況下，中小型的水利工程或基坑寬度＜150m會(huì)應(yīng)用井排降水方案，適用于該種方案的水利工程地基土質(zhì)一般是熟土，可能是含量適中的砂壤土，也可能是亞熟土，降水效果也比較顯著。井排降水方式體現(xiàn)在：以井點(diǎn)間距相對(duì)較大；②可實(shí)現(xiàn)集中排水；③施工工序相對(duì)簡(jiǎn)單；④和輕型井點(diǎn)降水方案相比較，施工成本相對(duì)低廉等方面上。但是該類施工方案對(duì)地質(zhì)提出相對(duì)較高的標(biāo)準(zhǔn)，并且通常要和明排協(xié)同發(fā)揮排水作用。井排降水法在黃濟(jì)青的土褥泵站、蹋河倒虹等工程施工期間都有所應(yīng)用，取得的效果也是相對(duì)可觀的，該降水施工方案在應(yīng)用期間，應(yīng)參照水的力學(xué)計(jì)算進(jìn)而明確井深度與井間距。

3.3挖垅溝降水

該種施工方案多數(shù)被應(yīng)用在南方多雨降水量大，在大型工程中或地下水位埋深較深，因此地下水補(bǔ)給量不足，故此會(huì)應(yīng)用挖垅溝降水的方案，還可能會(huì)在土壤滲透系數(shù)較小的亞熟土或熟土的北方少雨區(qū)域施工中應(yīng)用。該種施工方案的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：①在本文提及的降水方案中挖垅溝降水方案應(yīng)用期間費(fèi)用耗費(fèi)量最低；②施工工序較為簡(jiǎn)單；③對(duì)基坑的大小以及水文地質(zhì)條件沒(méi)有提出苛刻要求了；④在施工期間可以結(jié)合現(xiàn)實(shí)工程變化科學(xué)整改施工進(jìn)度；⑤可把地下水與地表積水整合為一，構(gòu)建同步排降的模式。缺點(diǎn)：①和以上兩類施工方案相比較，其對(duì)基坑周圍的地下水?dāng)r截的深度受到阻撓，為了實(shí)現(xiàn)有效降低基坑的地下水位的目標(biāo)，基坑施工與疏通挖深兩項(xiàng)施工作業(yè)應(yīng)同步運(yùn)行。挖垅溝降水法在江蘇省淮河入海水道工程期間有所應(yīng)用，施工成果優(yōu)良。該地域多是雨天氣，地質(zhì)情況上層地質(zhì)是砂土壤，下層為亞熟土與熟土，土壤的保水性能優(yōu)良，挖垅溝降水方的應(yīng)用，數(shù)項(xiàng)目工程如期完整，同時(shí)節(jié)約了施工成本。

4結(jié)束語(yǔ)

水利工程為國(guó)民建設(shè)的基礎(chǔ)工程，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生一定的助力作用，水利工程高端性不斷提升的時(shí)代中，工程施工環(huán)境越發(fā)復(fù)雜，在高低下水位的施工環(huán)境中，降水方案的應(yīng)用，體現(xiàn)出巨大的實(shí)用價(jià)值。工程施工人員在實(shí)踐中應(yīng)不斷總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，做好地質(zhì)勘測(cè)、數(shù)據(jù)測(cè)量與計(jì)算等工作，結(jié)合工程現(xiàn)狀與運(yùn)行需求，選擇最佳的降水施工方案，以強(qiáng)化水利工程整體施工的安穩(wěn)性。