水利工程施工降水方案及优化方式研究

时间：2019-03-02 13:41:16 所属分类：建筑科学 浏览量:

因为现阶段水利工程施工地址多数选择在高山峡谷等地段，地理环境特殊，使施工难度不断增加，降水施工是水利工程施工期间重要内容之一，不断编制与优化水利工程降水施工方案是极为必要的。文章首先介绍水利工程施工降水概况，其次探究影响水利工程施工降水施工

　　摘要：因为现阶段水利工程施工地址多数选择在高山峡谷等地段，地理环境特殊，使施工难度不断增加，降水施工是水利工程施工期间重要内容之一，不断编制与优化水利工程降水施工方案是极为必要的。文章首先介绍水利工程施工降水概况，其次探究影响水利工程施工降水施工质量的因素，最后探究水利工程施工降水方案的运用与优化。

　　关键词：水利工程;影响因素;降水方案;优化措施

　　0引言

　　水利工程项目多数被建设在与水源相对较近的区域，地下水位通常较高，特殊情况下被建设在渗透系数相对较大的河道或低洼地段，故此在施工期间应合理规划施工降水方案。

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　　1水利工程施工降水概况

　　在科学技术不断发展与进步的时代中，与现代建筑相关的施工技术先进性也相应提升，个体对建材环保性以及建筑物持久性均给予一定重视度，在水利工程施工期间，一定要科学选用建筑材料，这就需要参建方对建筑地质有全面性了解，从而维持水利工程在水位相对较高的地理环境中结构的稳定性，以及功能发挥的持久性，降水方法的应用，使上述目标顺利实现成为可能。水利工程降水施工技术一般是指在工程项目施工期间，首先对施工地点水文土质进行深度勘察，特别是不能忽视对地下水位测量的工作，以确保地下水不会将基坑淹没，一般情况下规定基坑最低位置要高于地下水位的0.5m。在地下水位过高的情景中，可以采用铺垫砂石或排除地下水等降水办法，上述施工措施，正是施工降水技术。现阶段，水利工程施工期间铺垫砂石方法的应用，运输成本相对较高，故此一般会应用排除地下水的施工技术，管井降水为应用频率相对较高的施工技术。管井降水，具是指基坑施工初期，在建筑地点的地下有规划的安设管井装备，于管井装备的节点位置安设排水泵，在管井施工任务全部落实以后，启动全部排水泵进行排水，以使地下水位整体下降，直至满足水利工程项目施工标准，连续运转排水泵，以防水位再度上升，位置整体地质的干燥性，在这样的情景中水利工程施工期间就不会因为地质湿度过大而出现停工或返工的现象。在项目施工任务结束以后，若水利工程不再运行的情况下，将所铺设的管井取出，以复原建筑地点的自然状态，上述便是最常用的管井降水的施工程序。

　　2降水施工方案的影响因素

　　2.1地质的复杂性

　　水利工程项目施工期间，施工地点的水文地质情况对水利施工效果产生的影响是巨大的。为了规避地下水位大于预期规定值的问题，就要求施工单位对工程建设地点土壤水分含量进行测量，借此方式维护工程施工的顺畅性与高效性。水利工程施工期间，对基坑结构施工质量提出相对较高的标准，具体在安稳性方面体现出来，但是工程所处地质的复杂性对地下水位的稳定性造成干扰，进而影响水利工程项目施工整体的安稳性[1]。故此在工程施工过程中，应有目的性的对工程所处地域地质条件进行整体性评估，从而使基坑结构施工稳定性有所保障，进而为整个工程施工质量的提升奠定基础，以实现降水施工。为了使地质勘探资料的实用价值有所保障，相关人员需要对本地的地质资料和勘探资料进行综合分析，切忌单纯依靠以往地质材料，这主要是因为随着时间的推移水文土质也会发生相应改变的缘故。

　　2.2变形导致不稳定

　　以上论述的内容中，已经提及到施工地点地质复杂性能够增加施工难度，影响施工进度等问题。另外，其他问题也会对水利工程施工质量造成影响，比如坡度、斜坡的使用寿命、斜坡的安稳性等，均会对降水施工效果产生不同程度的影响。故此在降水施工期间，应对各类影响施工治疗的因素进行整体分析，在明确斜坡性质的基础上，有针对性的编制有效施工方案，科学选用最适地点规划边坡支护方式，应重点分析边坡易变形引发边坡结构不稳定的问题，参照变形失稳机理对工程坡度进行调整，以使管井降水从边坡渗出过程中，所排出的水能快速抵达处理的区域，以使降水施工整个过程安稳性大幅度提升。

　　2.3人为计算因素

　　在水利工程降水施工期间，为了使施工方案的合理性得到切实保障，在对地质复杂性与变形失稳机理两类因素进行整体分析的基础上，也应给予相关数据计算环节中可能出现问题一定重视。在降水施工进程中，应始终遵照严谨性、周密性的计算原则，从而使整个工程施工期间的顺畅性有所保障[2]。在进行水利工程降水施工初期，施工单位应派遣相关人员结合勘察资料报告，对本地域地质的渗透度、地下水位、基坑最适深度、挖掘深度进行严密的计算，从而使工程施工期间相关技术应用的有效性。在施工地点的土壤层数繁多而不能明确土壤的渗透度情况下，应参照采样多层土壤的渗透度系数取平均值进行计算，以不断强化降水工程施工期间的安稳性。

　　3水利工程降水方案的应用与优化

　　3.1轻型井点降水

　　在水利工程施工地点土质复杂。土壤水分含量大以及地下水位相对较高的情况下，一般会选择轻型井点降水方案。该类施工方式更加满足渗透系数较大的粉砂壤土基坑施工需求，也可以被应用于井排降水方案效果欠佳的基坑中，取得的效果相对可观。和他类降水施工方案相比较，轻型井点降水方案的优势体现在以下几方面：①对基坑土质没有提出极高标准;②对基坑周围的地下水封闭性良好;③在安设期间只需考虑支管管距、深度。在支管安设合理性有所保障的情况下，降水施工质量一般会很高。尽管如此，轻型井点降水施工方案应用期间还存在一定缺陷，例如施工工序相对繁杂，施工技术含量高以及成本相对较大等。

　　采用轻型井点降水施工方案计算实例井点降水总涌水量的计算方法：①基坑总涌水量Q(m3/d)，通常是环形井点系统采用;依照如下计算公式：(2H-s)sQ=1.366K;lgR-lgx0;②单井井点涌水量q(m3/d)常按无压完整井，(2H-s)s;q=1.366K;lgR-lgr;上式中：K—土的渗透系数(m/d);H—含水层厚度(m);s—水的降低值(m)。例如对于基坑宽10m，长19m，深4.1m，挖土边坡1：0.5。地下水位-0.6m基坑工程，地质勘察资料显示：其处于地面下0.7m，是杂填土，该土层下有6.6m的细砂层，土的渗透系数K=5m/d，再往下为不透水的粘土层。应用轻型井点设备进行人工降低地下水位。经计算该基坑平面尺寸是14m×23m，采用环状方式布设井点规定降水深度s=4.10-0.6+0.5=4.0m，经测算由井点系统布置处至下面一层不透水粘土层的深度为0.7+6.6=7.3m，设井点管长度为7.2m(井管长6m，滤管1.2m，直径0.05m)，基坑总涌水量计算含水层厚度：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

　　通常情况下，中小型的水利工程或基坑宽度<150m会应用井排降水方案，适用于该种方案的水利工程地基土质一般是熟土，可能是含量适中的砂壤土，也可能是亚熟土，降水效果也比较显著[3]。井排降水方式体现在：以井点间距相对较大;②可实现集中排水;③施工工序相对简单;④和轻型井点降水方案相比较，施工成本相对低廉等方面上。但是该类施工方案对地质提出相对较高的标准，并且通常要和明排协同发挥排水作用。

　　井排降水法在黄济青的土褥泵站、蹋河倒虹等工程施工期间都有所应用，取得的效果也是相对可观的，该降水施工方案在应用期间，应参照水的力学计算进而明确井深度与井间距。

　　3.3挖垅沟降水

　　该种施工方案多数被应用在南方多雨降水量大，在大型工程中或地下水位埋深较深，因此地下水补给量不足，故此会应用挖垅沟降水的方案，还可能会在土壤渗透系数较小的亚熟土或熟土的北方少雨区域施工中应用。该种施工方案的优势体现在：①在本文提及的降水方案中挖垅沟降水方案应用期间费用耗费量最低;②施工工序较为简单;③对基坑的大小以及水文地质条件没有提出苛刻要求了;④在施工期间可以结合现实工程变化科学整改施工进度;⑤可把地下水与地表积水整合为一，构建同步排降的模式[6]。缺点：①和以上两类施工方案相比较，其对基坑周围的地下水拦截的深度受到阻挠，为了实现有效降低基坑的地下水位的目标，基坑施工与疏通挖深两项施工作业应同步运行。

　　挖垅沟降水法在江苏省淮河入海水道工程期间有所应用，施工成果优良[7]。该地域多是雨天气，地质情况上层地质是砂土壤，下层为亚熟土与熟土，土壤的保水性能优良，挖垅沟降水方的应用，数项目工程如期完整，同时节约了施工成本。

　　4结束语

　　水利工程为国民建设的基础工程，对社会经济发展产生一定的助力作用，水利工程高端性不断提升的时代中，工程施工环境越发复杂，在高低下水位的施工环境中，降水方案的应用，体现出巨大的实用价值。工程施工人员在实践中应不断总结施工经验，做好地质勘测、数据测量与计算等工作，结合工程现状与运行需求，选择最佳的降水施工方案，以强化水利工程整体施工的安稳性。

　　参考文献：

　　[1]李志伟，秦晓亮，张涛，张毅驰.复杂地形地质条件下隧洞进洞方案设计与施工[J].四川水利，2017，38(05)：61-63.

　　[2]李彦滨.水利工程隧洞施工排水处理浅析[J].黑龙江水利科技，2017，45(03)：126-128.

　　[3]杨旭亮.浅谈水利工程施工中基坑排水需关注的问题[J].科技创新与应用，2017(06)：225.

　　[4]郭建.浅谈水利工程施工中基坑排水技术的应用标准[J].中国标准化，2016(13)：148-149.

　　[5]王晓艳.水利工程基坑排水施工技术的分析[J].陕西水利，2015(S1)：64-65.

　　[6]张荣.高承压水地基深基坑支护设计及隔渗施工技术研究[J].江西建材，2015(01)：72-73.

　　[7]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.

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