建筑工程 ●Ｉ 如何对水利工程施工中地下水位进行有效控制 王 纬 苏盐城水利建设有限公司） ［摘要］水利工程施工中如果地下水位的控制没有达到要求的深度，则无法保证水利工程基础施工所要求的质量。根据多年来在实际施工中积累的经验和 体会，现对水利工程在实际施工中地下水位的控制方法进行简单的介绍和评价。 ［关键词］水利工程施工；地下水位控制；分析 中图分类号：ＴＶ５５１．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－９１４Ｘ（２０１４）３７－０１０１－０１ １地下水对工程建筑的危害 （１）水浮力作用：地下水位的变化，对建筑工程有很大的影响，地下水位上 升，地下水对地下结构物有浮托作用，使地基承载力降低。其实就建筑物本身而 言，若是地下水位在基础底面以下压缩层内发生上升变化，水浸湿和软化岩土， 因而使地基土的强度降低，压缩ｌ生增大，建筑物则会产生过大的沉降，导致地基 严重变形。 （２）基坑涌水现象：这种现象发生在建筑物基坑下有承压水时，开挖基坑 会减小基坑底下承压水上部的隔水层厚度，减小过多会使承压水的水头压力冲 破基坑底板形成涌水现象。涌水会冲毁基坑，破坏地基，给工程带来一定程度的 经济损失。 （３）根据上述地下水的物理化学性质，地下水对混凝土、石材、管道等材料有 侵蚀性，在工程上带来很大的危害，往往会改变各种建筑材料的使用预期；在饱 和的砂｝生土层中施工，由于地下水水力状态的作用，使土颗粒悬浮于水中，形成 流沙，会造成大量的土体流动，致使地表塌陷或建筑物的地基破坏，影响到建筑 主体结构的稳固。 ２水利旅工中地下水位的控制方案 为了使水利工程具备安全可靠的良好施工条件，确保已有水工建筑物的正 常运行，有效地保护自然环境、防止地下水造成危害，在勘察、设计、施工过程 中，必须针对具体隋况，采取相应措施及对策，有效地对地下水进行控制。目前， 控制地下水的方法与措施多种多样。根据其基本原理，通常可分为施工导流、基 坑排水、人工截渗漏水等几类控制方法。 ２ １施工导流 在河、渠施工时，首先在基坑的上下游修筑围堰围护基坑，用临时泄水建筑 物或者深挖沟渠的办法排泄上游来水，这是地下水位控制的第１步．必须做好做 细。围堰应就地取材，用砂壤土、壤土筑成，注意中间不要夹杂树根、木棍、冰块、 冻土块，靠渠背两侧的部位要夯实以防渗漏，如果能够使用土工织物以及塑料 薄膜则效果更好。土固堰的顶宽一般不小于２ｍ，如兼作交通用时，应按道路要 求确定顶宽，围堰的坡度应符合稳定要求，一段采用１：２为宜。在水中填土时， 坡度应较缓，坡度采用１：２．５或者１：３。在布置围堰时，上下游围堰距基坑 边缘应保持一定距离，距离应根据基坑边坡稳定及施工场地布置要求来确定。 围堰筑成后，要安排专门人员看管，以防上游突然涨水及人为破坏淹没工程基 坑，影响工期，造成不必要的损失。过去就有工地出现过上游突然来水而冲垮围 堰的现象，必须引以为戒。 ２ ２基坑排水 上下游围堰筑成后，只要基坑内有积水，就应先排出基坑内积水。一般根据 积水多少采用水泵明排几次就能解决。明式排水适用于新、旧基础的开挖，通常 是在基坑中布置排水干沟，以利两侧取土。当基础较窄，排水干沟应设在上游 侧。与排水干沟垂直设若干排水支沟。使渗水中支沟流人干沟，由干沟再汇入设 在基础范围以外的集水井或蓄水池内，然后用水泵抽出围堰以外。排水用的水 泵根据水量及扬程适当选择，考虑到机泵可能发生故障要准备有一定数量的备 用泵。水泵采用潜水泵和离心泵均可，我们一般使用电动力泥浆混流泵，这种泵 方便、快捷、适应性强。在没有电力或电力困难的地方，还考虑用发电机组、柴油 机等来解决动力问题进行排水。 ２ ３人工截渗降水 人工降低地下水位是在基坑周围布设若干井和孔进行抽水，在明排不能使 地下水位降低到基坑底面以下时就要采用此法。根据工程量、工程地质及水文 地质条件的不同，可供选择的方法有土井点法、井管法和顶管工程降水法，都能 够有效地控制地下水位。 ２．３．１土井点法 在土壤为砂土或砂壤土，工种规模不大、控制范围较小，开挖基础深度较 浅，地下水位下降到基坑底面以下０．５～０．８ｒｎ就能保证工程的施工，这时采用 土井点法 具体做法是：在基坑周围每隔１．Ｏ～１．５ｍ布设一个井点，用集水管将 各井点连接起来，集水管与抽水泵连接。所设井点可多可少，也可用三通、五通 管将外井点连接起来，分几组抽水。井点的井管用３ｃｍ１．２寸）塑料管，采用压水 井下塑料管的方法把管插入井内。管的下端为花管，花管外用棕皮或细窗纱包 好，井壁与井管之间的空隙填充粗沙等反滤料。采用４．５ＨＰ柴油机或是用３．４ｋｗ 电动机配５ｃｍ（２寸）水泵，每台水泵用变径接头接５个井点，出２—３台水泵同时作 业就能控制。在基础挖到设计要求之后的混凝土浇铸阶段，要绝对保证抽水机 器的正常远行，否则只要有～台泵故障停机、基坑地下水位就会马上回升，直接 影响施工进度。 ２．３．２井管法 若土的渗透系数较大，基坑控制面积较小，水位控制要求下降较深则采用 并管法。一般 是沿基坑周围或上下游两侧，按一定间距凿若干口井进行抽水。方法是基 坑开挖前，在井位设计位置用钻凿，井内设混凝土滤水管。每眼井用１台１０ｃｍ（４ 寸原抽水就能保证水位控制，抽出的水由出水胶管或排水沟排走。水位要求下 降不超过７ｍ时，采用普通离心泵抽水；如果水位下降较大，则需采用深井泵抽 水、井的间距和深度，根据地基情况、土壤渗透系数大小，用计算和抽水试验的 方法来确定的。我们的施工经验数据是：每眼井深度为１５～２５ｍ，间距为１Ｏ～ １５ｍ。控制半径就能达到８～ｌＯｍ，控制地下水位在基坑以下３—５ｍ。采用井点法 控制水位在施工中必须注息以下几点：一是土壤的渗透系数过小，控制效果不 理想，没有含水沙层，就不能采用此法；二是工程的开工前进行凿井，因为这时 的道路场地宽畅，便于打井没备的固定、安装和移动；三是在旧渠道上施工、应 首先在两侧岸打井降水，待地下水位控制下降到岸下水位以后再打岸下井，这 样打井成功率高，出水效果好。 ２．３．３顶管工程降水法 当槽深在８ｍ左右时，即使在无障碍的开阔地区亦应采用顶管方法施工。一 方面因槽太深，每个断土方量太大，堆积于沟槽两侧，增大槽壁的侧压力，造成 槽壁塌方。若用汽车外运到施工区之外，势必加大施工成本，用顶管是既节约投 资又保证质量的最佳选择，尤其在城市中，对两侧建筑的保护及地面交通的顺 畅均有积极的作用。今后应在各大中城市中大力推广这种施工方法，在顶管施 工中也采用大口集水井降水，但其井位分布及井深应根据当地施工条件进行布 置。其在通过障碍构筑物时更要精心安排。 ３结束语 综合上述情况可以看出，无论用什么降水方法，都是为保证土方中水位得 到有效的控制，只要控制住地下水就可使全部工序得到有力的保证；如果水位 控制不好，土方泥浆混合会造成基础土方被浸泡，承载力降低，严重时，会随挖 随塌使施工无法进行，不得不使用泥浆泵吸去泥浆，重新控制水位后才得继续 施工，不但延误工期，而且加大成本。因此，控制地下水位是搞好排水工程施工 的关键。 参考文献 ［１】宋学飞，王仕才，潘友宏．论如何做好水利工程施工的安全管理［Ｊ］．今 日科苑．２００７（１０）． ［２］经言祥．我国地下水的开采与保护［Ｊ】．地理教育，２００５（６）． ［３】梁慧钰．浅谈水利工程施工的安全管理［Ｊ］．大众科技．２００８（１０）． 科技博览ｌ １０１
