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 [摘要]基坑施工是水利工程建设中的基础项目,而排水施工又是基坑施工中的重要环节。基于此,本文对基坑排水方案环境进行了分析,从降水方案设计和降水深度设计两方面研究了水利工程基坑排水施工方案设计,并重点分析了水利工程基坑排水主要应用的几项施工技术,包括基础施工技术,井管施工技术和明沟排水技术。

[关键词]水利工程;基坑排水施工;井管施工技术

引言:随着社会发展与人们生活水平不断提高,国家也越来越重视公共建设事业。水利工程建设作为现代公共建设事业中重要的组成部分,能对自然资源合理利用,保护生态体系平衡,也积极促进着我国国民经济发展,保护着人民群众的财产生命安全。合理的基坑排水施工能有效提高水利工程建设的质量,因此对基坑排水施工技术进行研究必不可少。

1.水利工程基坑排水施工方案设计与环境分析

1.1基坑排水的相关分析

基坑排水施工主要是为了防止坑内积水对基坑施工造成影响。多数基坑会在开挖前期在基坑周围安装如排水坡、排水管等排水装置,组成排水系统,排掉坑内积水。除排水系统外,有些基坑也通过设置截水沟、集水井的办法防止基坑渗水。关于地基土质,根据水利工程对排水要求的不同也划分为弱透水地基、强透水地基和不适水地基。施工单位在水利工程施工前都会利用挖坑或者手摇钻的方法获取地基土样,以调查地基各高度、各部位的土质及地下水的水位,为基坑开挖施工、基坑排水施工提供参考资料。但因为基坑中的土质可能分布不均匀,一般情况下施工单位很难对其了解清楚,例如某区车场板涵工程,施工前对该处地质2.0米以下土质情况了解不透彻而盲目打设渗水井10眼,结果渗水井作用不大,不仅造成财产损失,还延误了工期,所以施工单位在开挖过程中也要保留一定余地,及时根据开挖情况制定相应的补救对策。

1.2降水方案设计

我国目前水利工程基坑排水主要依靠明沟排水与井管排水技术,其中明沟排水更加环保,节约成本,非常适用于降水深度较小的基坑进行排水施工,所以在设计降水方案时要在结合基坑基本情况和具体施工要求的前提下,尽可能先利用明沟排水技术集中基坑内的积水和渗水,再统一利用井管排水技术排除坑内积水。

1.3降水深度设计

水利工程的基坑往往会应穿过填土层达到砂土层。因为砂土层的透水性强,所以十分容易发生基坑内大量渗水,给管涌和流砂现象埋下隐患,也增加了基坑施工的工作量与难度。为避免上诉情况发生,施工单位在基坑施工前要仔细研究施工现场情况,合理设计基坑开挖深度方案,确保基坑开挖深度符合工程要求的同时,基坑的降水深度也能满足排水技术的要求。同时,还需要注意基坑周围土壁的稳定性,保证施工人员的安全[1]。

2.水利工程基坑排水主要应用的施工技术

2.1基础施工技术

在基坑排水施工中,最早使用的技术是基础施工技术,该技术主要是为了排出粉砂类基坑中的积水。在早期水利工程中,基坑大多数为粉砂类地质,然而粉砂及其不稳定,非常容易导致基坑发生渗水的情况,而且这种形式的渗水还有可能引发其他类型的涌水或流砂现象,渗水与涌水的情况使粉砂与积水混在一起,严重影响了基坑工程施工的稳定性。产生渗水的主要原因是附近水位高,基坑处于水位下方,粉土与粉砂不能承受渗水出溢坡降,土粒与渗水不断移位。针对渗水积水,不仅要利用排水技术排除基坑中的积水,同时要避免与水混合过的泥沙阻碍基坑正常施工。

1)铺垫砂砾反滤层法是将2-4层不同规格的砂砾、碎石或鹅卵石等材料沿水流方向由细到粗组成级配砂砾层,将这种砂砾层铺设在大口井或渗渠处防止管涌或流土等险情,这种方法的预防效果一般,而且会使排水工程的难度与工作量都相继增加,施工成本扩大。

2)沉井法是指在不稳定含水地层中掘进竖井时,在预定的井筒位置上另外制作一段下端附有刃脚的井筒,利用外力或井筒自身重力使井筒下沉,再挖掘出井筒内的岩石。目前我国运用最多的沉井法为震动沉井法,其利用井筒上安置的震动机,加大井筒下沉力,并使井壁周围的土壤液化从而降低摩擦阻力,加快下沉速度。

3)水力冲填技术是利用冲水的力度,把基坑填充物送入基坑,同时在水力的作用下,让填充物与基坑密实,有效地防止水分渗入。

4)沉箱技术是将箱子装满砂砾或者其他防水用的增重物,增加箱子重量,将箱子密封好后,沉入基坑,用箱子占据基坑内的空间来降低水位。

2.2井管施工技术

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