基坑暗渠水平式排水在黏性土地基中的應用

閆春蓮，張 鶴

（雞東縣水務局，黑龍江雞東 158200）

穆棱河東明某節(jié)制閘于1987年設計并施工，采用了基坑暗渠水平式排水，實踐證明水閘基礎為黏性土壤時效果良好，既保證了工程的施工質量和工期，同時節(jié)約了大量資金。

1 基本情況

節(jié)制閘工程位于雞西市雞東縣明德鄉(xiāng)境內，工程為鋼筋混凝土結構，閘門為平板翻板閘門共5孔，閘孔凈寬5.0 m，閘孔總寬為28.5 m。設計流量69.3 m3/s，閘室底板高程210.24 m，消力池底板高程為209.44 m，消力池底板上設34個減壓排水孔，位置設在排水暗渠上。地下水位高程211.00 m，土質為密實的黏壤土。

工程總投資31.76萬元，于1987年3月10日破土動工，6月30日竣工。工程驗收后運行至今效果良好。

2 暗渠水平排水的施工方法

由于這項工程座落在黏土基礎上，用大口井排水和井點排水效果不佳，而且也不經(jīng)濟。因此采用了暗渠水平式排水的施工方法。

多年沉積的黏壤土，密實透水性差，可利用人工層層開挖，當人工挖下一層后，地下水滲上來一些，形成一層水泥混合物，這樣挖至設計高程后表層仍然存在泥水。暗渠排水的施工方法是邊推除泥水邊做暗排的干支渠和砂石墊層，由基坑一側向另一側逐步完成。干支渠的比降分別為1/500、1/1 000，每條干渠末端設一個排水井。暗排渠系如排水井都是用反濾的原理制成。濾水井的做法是用φ12鋼筋焊成0.7 m直徑的圓柱形籠，高0.8 m，周圍和底部用柳樹條編成，而后用1～3 cm碎石做濾料形成排水井。

3 水力計算

3.1 水位計算

水位計算采用非穩(wěn)定流暗管公式計算：

當X=L/2，h=hC時n取第一項級數(shù)n=1，上式整理得：

圖1 非穩(wěn)定流暗管計算示意圖

式中：μ為稀水系數(shù)（給水度）占一般黏土壤體積2% ～5%;K為滲水系數(shù);h0為地下水位至基礎設計高程的距離，h0為2.15 m。

用試算法進行hC計算，結果見表1。如在暗排渠上鋪10 cm砂石墊層hC值就會有下降的變化。

表1 hc值成果表

3.2 滲流量計算

滲流量計算示意圖見圖2，計算公式為：

以 r=b/2 到 r=L/2，即 y=h 到 y=hc。

積分得：

當 K=0.005，L=7.5 m，hc=1.29 m，b=0.4 m代入（7）式，得Q=25.67 m3/h。如采用其他參數(shù)同樣能求出其滲流量。

圖2 滲流量計算示意圖

4 暗渠和井點排水施工的經(jīng)濟比較

暗渠水平式排水和井點排水施工經(jīng)濟比較見表2。

表2 排水經(jīng)濟比較表 萬元

由表2可以看出暗渠水平式排水的費用要比點排水的費用少很多，經(jīng)濟效果是十分顯著的。

實踐表明，暗式水平式排水不但保證了施工的質量和工期，而且節(jié)約了大量基礎排水資金。建議在黏性土壤基礎上施工的農田水利建筑物采用暗渠水平式排水。

[1]趙文華.水工建筑物[M].北京：水利電力出版社，1987.

[2]武漢水利電力學院水力學教研室.水力學[M].北京：高等教育出版社，1987.