水利工程論文發(fā)表地下水位控制芻議

　　摘要：水利工程施工中如果地下水位的控制沒有達(dá)到要求的深度，則無法保證水利工程基礎(chǔ)施工所要求的質(zhì)量。根據(jù)多年來在實際施工中積累的經(jīng)驗和體會，現(xiàn)對水利工程在實際施工中地下水位的控制方法進(jìn)行簡單的介紹和評價。

　　關(guān)鍵詞：水利工程施工,地下水位,控制方法

　　一、地下水對水利工程施工的影響

　　怎樣有效并合理地對地下水的作用與產(chǎn)生的影響進(jìn)行控制，是在水利工程的建設(shè)中一定要考慮和必須要解決的重要問題。地下水的控制對水利工程的主要影響表現(xiàn)在以下兩方面：一是地下水及巖土體之間相互作用，使巖土坡度及穩(wěn)定性減小、性能也變差，從而產(chǎn)生許多不良現(xiàn)象，如滑坡、流砂、巖溶、管涌、隧道涌水、地沉陷、道路翻漿、土拂、水壩滲漏等，給水利工程施工及建(構(gòu))筑物的使用造成多種困難與危害，甚至?xí)劤梢恍?zāi)難性事故。如美國加里尼亞圣杰新拖隧道施工中遇到斷層破碎帶大量涌水、墨西哥市地面發(fā)生嚴(yán)重不均勻沉陷，意大利依昂水庫的大滑坡等等，都與地下水活動有關(guān)。二是地下水中有害的化學(xué)成分如二氧化碳、氯離子、四氧化硫離子等，對水位以下混凝土及鋼結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生侵蝕和破壞的作用，縮短建筑物使用的壽命。

　　二、水利施工中地下水位的控制方案

　　為使水利工程能夠具備安全可靠的施工條件，保證已存在水工建筑物可以正常運行，有效保護(hù)自然環(huán)境、防止地下水對工程造成危害，在設(shè)計、勘察、施工過程中，要對具體情況，采取具體的應(yīng)對措施及對策，對地下水進(jìn)行有效地控制。如今，地下水的控制方法和措施有很多種，根據(jù)基本原理，大致分為施工導(dǎo)流、人工截滲漏、基坑排水水等控制方法。其中人工截滲漏水方法包括土井點法、井點法、井管法等降低水位的方法。隔滲是用各類防滲墻、止水帷幕及凍結(jié)法來等進(jìn)行止水。在選擇地下水的控制方法時，應(yīng)綜合考慮水利工程的基本情況和要求，按照安全可靠、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理這幾項基本原則，通過進(jìn)行分析比較，優(yōu)先選擇地下水的最佳控制方案。

　　1、 施工導(dǎo)流

　　在河、渠內(nèi)施工時，首先要在基坑的上游與下游修筑圍堰圍護(hù)的基坑，用建筑物臨時泄水或者深挖溝渠的方法排泄上游的來水，這是控制地下水位的第1 步，必須要做好做細(xì)。圍堰要就地取材，用砂壤土和壤土筑成，注意不能夾雜樹根、冰塊、木棍、凍土塊，渠背兩側(cè)要夯實來防滲漏，如果使用土工織物或者塑料薄膜效果會更好。土固堰頂寬基本不小于2m，如兼具交通作用時，應(yīng)按照道路的要求來確定頂寬，圍堰坡度要符合穩(wěn)定要求，一段采用1：2的比例為宜。在填土?xí)r，坡度要較緩，坡度采用1：2.5 或1：3的比例。圍堰的布置，上游下游圍堰距離基坑邊緣要保持相應(yīng)距離，距離要根據(jù)基坑邊坡的穩(wěn)定以及施工場地的布置要求等來確定。圍堰筑成以后，要安排專人看管，防止上游突然漲水或者人為破壞等因素淹沒工程基坑，從而影響工期，造成損失。過去有工地曾經(jīng)出現(xiàn)過上游突然的來水導(dǎo)致圍堰被沖垮這一現(xiàn)象，一定要引以為戒。

　　2、基坑排水

　　上下游圍堰筑成后，只要基坑內(nèi)有積水，就應(yīng)先排出基坑內(nèi)積水。一般根據(jù)積水多少采用水泵明排幾次就能解決。明式排水適用于新、舊基礎(chǔ)的開挖，通常是在基坑中布置排水干溝，以利兩側(cè)取土。當(dāng)基礎(chǔ)較窄，排水干溝應(yīng)設(shè)在上游側(cè)。與排水干溝垂直設(shè)若干排水支溝。使?jié)B水中支溝流入干溝，由干溝再匯入設(shè)在基礎(chǔ)范圍以外的集水井或蓄水池內(nèi)，然后用水泵抽出圍堰以外。排水用的水泵根據(jù)水量及揚程適當(dāng)選擇，考慮到機(jī)泵可能發(fā)生故障要準(zhǔn)備有一定數(shù)量的備用泵。水泵采用潛水泵和離心泵均可，我們一般使用電動力泥漿混流泵，這種泵方便、快捷、適應(yīng)性強(qiáng)。在沒有電力或電力困難的地方，還考慮用發(fā)電機(jī)組、柴油機(jī)等來解決動力問題進(jìn)行排水。

　　3、人工截滲降水

　　人工降低地下水位是在基坑周圍布設(shè)若干井和孔進(jìn)行抽水，在明排不能使地下水位降低到基坑底面以下時就要采用此法。根據(jù)工程量、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件的不同，可供選擇的方法有土井點法、井管法和井點法，都能夠有效地控制地下水位。

　　(1)土井點法

　　在土壤為砂土或砂壤土，工種規(guī)模不大、控制范圍較小，開挖基礎(chǔ)深度較淺， 地下水位下降到基坑底面以下0.5~0.8m 就能保證工程的施工，這時采用土井點法。具體做法是：在基坑周圍每隔1.0~1.5m 布設(shè)一個井點，用集水管將各井點連接起來，集水管與抽水泵連接。所設(shè)井點可多可少，也可用三通、五通管將外井點連接起來，分幾組抽水。井點的井管用3cm(1.2 寸)塑料管，采用壓水井下塑料管的方法把管插入井內(nèi)。管的下端為花管，花管外用棕皮或細(xì)窗紗包好，井壁與井管之間的空隙填充粗沙等反濾料。采用4.5HP 柴油機(jī)或是用3.4kW 電動機(jī)配5cm(2 寸)水泵，每臺水泵用變徑接頭接5 個井點，出2-3 臺水泵同時作業(yè)就能控制。在基礎(chǔ)挖到設(shè)計要求之后的混凝土澆鑄階段，要絕對保證抽水機(jī)器的正常遠(yuǎn)行，否則只要有一臺泵故障停機(jī)、基坑地下水位就會馬上回升，直接影響施工進(jìn)度。我們近幾年施工的小型水利下程采用這種方法控制水位效果良好，且操作方便價格低廉。

　　(2)井管法

　　若干的滲透系數(shù)較大，基坑控制面積較小，水位控制要求下降較深則采用并管法。一般是沿基坑周圍或上下游兩側(cè)，按一定間距鑿若干口井進(jìn)行抽水。方法是基坑開挖前，在井位設(shè)計位置用鉆鑿，井內(nèi)設(shè)混凝土濾水管。每眼井用1 臺10cm(4 寸)泵抽水就能保證水位控制，

　　抽出的水由出水膠管或排水溝排走。水位要求下降不超過7m 時，采用普通離心泵抽水;如果水位下降較大，則需采用深井泵抽水、井的間距和深度，根據(jù)地基情況、土壤滲透系數(shù)大小，用計算和抽水試驗的方法來確定的。我們的施工經(jīng)驗數(shù)據(jù)是：每眼井深度為15~25m，間距為10~15m。控制半徑就能達(dá)到8~10m，控制地下水位在基坑以下3-5m。采用井點法控制水位在施工中必須注息以下幾點：一是土壤的滲透系數(shù)過小，控制效果不理想，沒有含水沙層，就不能采用此法;二是工程的開工前進(jìn)行鑿井，因為這時的道路場地寬暢，便于打井沒備的固定、安裝和移動;三是在舊渠道上施工、應(yīng)首先在兩側(cè)岸打井降水，待地下水位控制下降到岸下水位以后再打岸下井，這樣打井成功率高，出水效果好。

　　(3)井點法

　　井點法和井點法的布設(shè)基本相同，適用于土的滲透系數(shù)較小且基坑面積較大的情況， 一臺泵可安20 多口井， 井管為直徑50mm 的鋼管，成井用水射法下沉，這種方法可降低地下水位4m 左右。井點法施工難度大、成本高、運行管理復(fù)雜，是不得已才使用的方法。

　　結(jié)束語

　　總之，對于地下水的控制問題，水利工程界歷來很重視。在長期工程實踐中，總結(jié)和積累了大量控制地下水的寶貴經(jīng)驗，摸索出許多行之有效的控制方法與措施。另外，隨著水利工程建設(shè)的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)有的控制方法與技術(shù)已不能完全滿足要求，需要不斷地探索研究控制地下水的新方法和新技術(shù)。

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