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0引言
水利工程項目多數被建設在與水源相對較近的區域,地下水位通常較高,特殊情況下被建設在滲透系數相對較大的河道或低洼地段,故此在施工期間應合理規劃施工降水方案。
在科學技術不斷發展與進步的時代中,與現代建筑相關的施工技術先進性也相應提升,個體對建材環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,一定要科學選用建筑材料,這就需要參建方對建筑地質有全面性了解,從而維持水利工程在水位相對較高的地理環境中結構的穩定性,以及功能發揮的持久性,降水方法的應用,使上述目標順利實現成為可能。水利工程降水施工技術一般是指在工程項目施工期間,首先對施工地點水文土質進行深度勘察,特別是不能忽視對地下水位測量的工作,以確保地下水不會將基坑淹沒,一般情況下規定基坑最低位置要高于地下水位的0.5m。在地下水位過高的情景中,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。現階段,水利工程施工期間鋪墊砂石方法的應用,運輸成本相對較高,故此一般會應用排除地下水的施工技術,管井降水為應用頻率相對較高的施工技術。管井降水,具是指基坑施工初期,在建筑地點的地下有規劃的安設管井裝備,于管井裝備的節點位置安設排水泵,在管井施工任務全部落實以后,啟動全部排水泵進行排水,以使地下水位整體下降,直至滿足水利工程項目施工標準,連續運轉排水泵,以防水位再度上升,位置整體地質的干燥性,在這樣的情景中水利工程施工期間就不會因為地質濕度過大而出現停工或返工的現象。在項目施工任務結束以后,若水利工程不再運行的情況下,將所鋪設的管井取出,以復原建筑地點的自然狀態,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地質的復雜性
水利工程項目施工期間,施工地點的水文地質情況對水利施工效果產生的影響是巨大的。為了規避地下水位大于預期規定值的問題,就要求施工單位對工程建設地點土壤水分含量進行測量,借此方式維護工程施工的順暢性與高效性。水利工程施工期間,對基坑結構施工質量提出相對較高的標準,具體在安穩性方面體現出來,但是工程所處地質的復雜性對地下水位的穩定性造成干擾,進而影響水利工程項目施工整體的安穩性。故此在工程施工過程中,應有目的性的對工程所處地域地質條件進行整體性評估,從而使基坑結構施工穩定性有所保障,進而為整個工程施工質量的提升奠定基礎,以實現降水施工。為了使地質勘探資料的實用價值有所保障,相關人員需要對本地的地質資料和勘探資料進行綜合分析,切忌單純依靠以往地質材料,這主要是因為隨著時間的推移水文土質也會發生相應改變的緣故。
2.2變形導致不穩定
以上論述的內容中,已經提及到施工地點地質復雜性能夠增加施工難度,影響施工進度等問題。另外,其他問題也會對水利工程施工質量造成影響,比如坡度、斜坡的使用壽命、斜坡的安穩性等,均會對降水施工效果產生不同程度的影響。故此在降水施工期間,應對各類影響施工治療的因素進行整體分析,在明確斜坡性質的基礎上,有針對性的編制有效施工方案,科學選用最適地點規劃邊坡支護方式,應重點分析邊坡易變形引發邊坡結構不穩定的問題,參照變形失穩機理對工程坡度進行調整,以使管井降水從邊坡滲出過程中,所排出的水能快速抵達處理的區域,以使降水施工整個過程安穩性大幅度提升。
2.3人為計算因素
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保障,在對地質復雜性與變形失穩機理兩類因素進行整體分析的基礎上,也應給予相關數據計算環節中可能出現問題一定重視。在降水施工進程中,應始終遵照嚴謹性、周密性的計算原則,從而使整個工程施工期間的順暢性有所保障。在進行水利工程降水施工初期,施工單位應派遣相關人員結合勘察資料報告,對本地域地質的滲透度、地下水位、基坑最適深度、挖掘深度進行嚴密的計算,從而使工程施工期間相關技術應用的有效性。在施工地點的土壤層數繁多而不能明確土壤的滲透度情況下,應參照采樣多層土壤的滲透度系數取平均值進行計算,以不斷強化降水工程施工期間的安穩性。
3水利工程降水方案的應用與優化
3.1輕型井點降水
在水利工程施工地點土質復雜。土壤水分含量大以及地下水位相對較高的情況下,一般會選擇輕型井點降水方案。該類施工方式更加滿足滲透系數較大的粉砂壤土基坑施工需求,也可以被應用于井排降水方案效果欠佳的基坑中,取得的效果相對可觀。和他類降水施工方案相比較,輕型井點降水方案的優勢體現在以下幾方面:①對基坑土質沒有提出極高標準;②對基坑周圍的地下水封閉性良好;③在安設期間只需考慮支管管距、深度。在支管安設合理性有所保障的情況下,降水施工質量一般會很高。盡管如此,輕型井點降水施工方案應用期間還存在一定缺陷,例如施工工序相對繁雜,施工技術含量高以及成本相對較大等。采用輕型井點降水施工方案計算實例井點降水總涌水量的計算方法:①基坑總涌水量Q(m3/d),通常是環形井點系統采用;依照如下計算公式:(2H-s)sQ=1.366K;lgR-lgx0;②單井井點涌水量q(m3/d)常按無壓完整井,(2H-s)s;q=1.366K;lgR-lgr;上式中:K—土的滲透系數(m/d);H—含水層厚度(m);s—水的降低值(m)。例如對于基坑寬10m,長19m,深4.1m,挖土邊坡1:0.5。地下水位-0.6m基坑工程,地質勘察資料顯示:其處于地面下0.7m,是雜填土,該土層下有6.6m的細砂層,土的滲透系數K=5m/d,再往下為不透水的粘土層。應用輕型井點設備進行人工降低地下水位。經計算該基坑平面尺寸是14m×23m,采用環狀方式布設井點規定降水深度s=4.10-0.6+0.5=4.0m,經測算由井點系統布置處至下面一層不透水粘土層的深度為0.7+6.6=7.3m,設井點管長度為7.2m(井管長6m,濾管1.2m,直徑0.05m),基坑總涌水量計算含水層厚度: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會應用井排降水方案,適用于該種方案的水利工程地基土質一般是熟土,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。井排降水方式體現在:以井點間距相對較大;②可實現集中排水;③施工工序相對簡單;④和輕型井點降水方案相比較,施工成本相對低廉等方面上。但是該類施工方案對地質提出相對較高的標準,并且通常要和明排協同發揮排水作用。井排降水法在黃濟青的土褥泵站、蹋河倒虹等工程施工期間都有所應用,取得的效果也是相對可觀的,該降水施工方案在應用期間,應參照水的力學計算進而明確井深度與井間距。
3.3挖垅溝降水
該種施工方案多數被應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,因此地下水補給量不足,故此會應用挖垅溝降水的方案,還可能會在土壤滲透系數較小的亞熟土或熟土的北方少雨區域施工中應用。該種施工方案的優勢體現在:①在本文提及的降水方案中挖垅溝降水方案應用期間費用耗費量最低;②施工工序較為簡單;③對基坑的大小以及水文地質條件沒有提出苛刻要求了;④在施工期間可以結合現實工程變化科學整改施工進度;⑤可把地下水與地表積水整合為一,構建同步排降的模式。缺點:①和以上兩類施工方案相比較,其對基坑周圍的地下水攔截的深度受到阻撓,為了實現有效降低基坑的地下水位的目標,基坑施工與疏通挖深兩項施工作業應同步運行。挖垅溝降水法在江蘇省淮河入海水道工程期間有所應用,施工成果優良。該地域多是雨天氣,地質情況上層地質是砂土壤,下層為亞熟土與熟土,土壤的保水性能優良,挖垅溝降水方的應用,數項目工程如期完整,同時節約了施工成本。
4結束語
水利工程為國民建設的基礎工程,對社會經濟發展產生一定的助力作用,水利工程高端性不斷提升的時代中,工程施工環境越發復雜,在高低下水位的施工環境中,降水方案的應用,體現出巨大的實用價值。工程施工人員在實踐中應不斷總結施工經驗,做好地質勘測、數據測量與計算等工作,結合工程現狀與運行需求,選擇最佳的降水施工方案,以強化水利工程整體施工的安穩性。