水利工程論文發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到要求的深度，則無法保證水利工程基礎施工所要求的質量。根據多年來在實際施工中積累的經驗和體會，現對水利工程在實際施工中地下水位的控制方法進行簡單的介紹和評價。

　　關鍵詞：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生的影響進行控制，是在水利工程的建設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，使巖土坡度及穩定性減小、性能也變差，從而產生許多不良現象，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)筑物的使用造成多種困難與危害，甚至會釀成一些災難性事故。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、墨西哥市地面發生嚴重不均勻沉陷，意大利依昂水庫的大滑坡等等，都與地下水活動有關。二是地下水中有害的化學成分如二氧化碳、氯離子、四氧化硫離子等，對水位以下混凝土及鋼結構會產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，有效保護自然環境、防止地下水對工程造成危害，在設計、勘察、施工過程中，要對具體情況，采取具體的應對措施及對策，對地下水進行有效地控制。如今，地下水的控制方法和措施有很多種，根據基本原理，大致分為施工導流、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、止水帷幕及凍結法來等進行止水。在選擇地下水的控制方法時，應綜合考慮水利工程的基本情況和要求，按照安全可靠、技術可行、經濟合理這幾項基本原則，通過進行分析比較，優先選擇地下水的最佳控制方案。

　　1、 施工導流

　　在河、渠內施工時，首先要在基坑的上游與下游修筑圍堰圍護的基坑，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。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，應按照道路的要求來確定頂寬，圍堰坡度要符合穩定要求，一段采用1：2的比例為宜。在填土時，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距離，距離要根據基坑邊坡的穩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。過去有工地曾經出現過上游突然的來水導致圍堰被沖垮這一現象，一定要引以為戒。

　　2、基坑排水

　　上下游圍堰筑成后，只要基坑內有積水，就應先排出基坑內積水。一般根據積水多少采用水泵明排幾次就能解決。明式排水適用于新、舊基礎的開挖，通常是在基坑中布置排水干溝，以利兩側取土。當基礎較窄，排水干溝應設在上游側。與排水干溝垂直設若干排水支溝。使滲水中支溝流入干溝，由干溝再匯入設在基礎范圍以外的集水井或蓄水池內，然后用水泵抽出圍堰以外。排水用的水泵根據水量及揚程適當選擇，考慮到機泵可能發生故障要準備有一定數量的備用泵。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、適應性強。在沒有電力或電力困難的地方，還考慮用發電機組、柴油機等來解決動力問題進行排水。

　　3、人工截滲降水

　　人工降低地下水位是在基坑周圍布設若干井和孔進行抽水，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。根據工程量、工程地質及水文地質條件的不同，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，工種規模不大、控制范圍較小，開挖基礎深度較淺， 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。管的下端為花管，花管外用棕皮或細窗紗包好，井壁與井管之間的空隙填充粗沙等反濾料。采用4.5HP 柴油機或是用3.4kW 電動機配5cm(2 寸)水泵，每臺水泵用變徑接頭接5 個井點，出2-3 臺水泵同時作業就能控制。在基礎挖到設計要求之后的混凝土澆鑄階段，要絕對保證抽水機器的正常遠行，否則只要有一臺泵故障停機、基坑地下水位就會馬上回升，直接影響施工進度。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，按一定間距鑿若干口井進行抽水。方法是基坑開挖前，在井位設計位置用鉆鑿，井內設混凝土濾水管。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，根據地基情況、土壤滲透系數大小，用計算和抽水試驗的方法來確定的。我們的施工經驗數據是：每眼井深度為15~25m，間距為10~15m。控制半徑就能達到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、應首先在兩側岸打井降水，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基本相同，適用于土的滲透系數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、運行管理復雜，是不得已才使用的方法。

　　結束語

　　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，總結和積累了大量控制地下水的寶貴經驗，摸索出許多行之有效的控制方法與措施。另外，隨著水利工程建設的蓬勃發展，現有的控制方法與技術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。

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