探析水利工程施工降水方案及優(yōu)化方式

嵇慶才

摘要：中國(guó)是世界最早進(jìn)入農(nóng)業(yè)社會(huì)的國(guó)家之一，古往今來(lái)，中華祖先就以治水為治國(guó)安邦之本。據(jù)中經(jīng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2016-2020年中國(guó)水利工程行業(yè)發(fā)展前景與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告》顯示，“十二五”時(shí)期，中國(guó)水利建設(shè)完成總投資超過(guò)2萬(wàn)億元，再創(chuàng)歷史新高，農(nóng)村飲水安全、防洪薄弱環(huán)節(jié)、抗旱水源工程、農(nóng)田水利、農(nóng)村水電等民生水利建設(shè)成效顯著，惠及億萬(wàn)人民群眾。完善的水利設(shè)施，能夠有效防洪抗旱，造福社會(huì)。因?yàn)樗こ痰莫?dú)特性，絕大部分水利工程的建筑通常要建設(shè)在高水位地帶，又因?yàn)楝F(xiàn)階段水利工程施工地址多選擇為人煙稀少的偏遠(yuǎn)地段以及不適合人類居住的地區(qū)，地理位置的特殊性及工程的復(fù)雜性，導(dǎo)致了施工難度不斷加大。主要介紹水利工程施工降水方案以及應(yīng)用在實(shí)際中的優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：水利工程;降水方案;優(yōu)化措施;地基

中圖分類號(hào)：TV551.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.10.064

水利工程項(xiàng)目多建設(shè)在高水位地段，為了保證水利工程建筑的長(zhǎng)期使用，在開(kāi)挖基坑的過(guò)程中，首先要對(duì)地下水位進(jìn)行測(cè)量并計(jì)算，保證基坑最低處要高于地下水位0.5 m以上，如果達(dá)不到要求，則地下水和地面水就會(huì)不斷滲入基坑內(nèi)，導(dǎo)致基坑內(nèi)部情況惡化，進(jìn)而影響地基承受能力，嚴(yán)重時(shí)更會(huì)造成安全事故。

近年來(lái)，水利工程的基坑和建筑基坑工程表明，在基坑的降水工作中大部分是較為成功的，但仍有小部分或多或少存在問(wèn)題并最終導(dǎo)致出現(xiàn)各類問(wèn)題，所以，在施工過(guò)程中往往需要合理規(guī)劃施工方案，做好施工降水工作。保持土體干燥，就是保障工程成功完成。分析影響降水工作質(zhì)量的原因，總結(jié)降水工作的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對(duì)水利工程的不斷進(jìn)步與發(fā)展有著重要的意義。

1 水利工程的特點(diǎn)

古語(yǔ)言“水是萬(wàn)物之源”，水是人類生產(chǎn)和生活必不可少的寶貴資源，而水利工程是為了控制和調(diào)度自然的地表水和地下水而修建的工程。隨著中國(guó)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代建筑相關(guān)的施工技術(shù)也一直在不斷提升，現(xiàn)代建筑施工要求也越來(lái)越嚴(yán)格。水利工程作為一項(xiàng)基礎(chǔ)性、多系統(tǒng)、內(nèi)容復(fù)雜且十分重要的基礎(chǔ)工程項(xiàng)目，它關(guān)乎國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)及人民的生命財(cái)產(chǎn)安全[1]。水利工程具有自己獨(dú)特的特點(diǎn)：有很強(qiáng)的系統(tǒng)性和綜合性，工程量大、施工難度高、需要多工種相互配合，并且受自然環(huán)境的影響較為嚴(yán)重。在施工意義上，水利工程是維護(hù)人民生活穩(wěn)定的基礎(chǔ)性工程，它能有效地治理各類洪澇災(zāi)害，從而保障經(jīng)濟(jì)全面、穩(wěn)定發(fā)展[2]。就投入而言，水利工程與其他一般建筑工程相比，需要投入的人力、物力、財(cái)力等資源更多。

2 水利工程施工降水方案

有人曾說(shuō)“基礎(chǔ)不良的建筑是沒(méi)有的”，基礎(chǔ)牢固，未來(lái)發(fā)展的空間就更為廣闊，而水利工程想要長(zhǎng)久使用，就必須要打好基坑，而降水工作可以有效地降低水位，提高土層干燥度，從而提升其穩(wěn)固性。水利工程因?yàn)槠洫?dú)特的施工區(qū)域，導(dǎo)致水利工程中各種建筑都是在無(wú)法把握的氣象、水文、地質(zhì)等自然條件下進(jìn)行施工和運(yùn)動(dòng)的，因此，如何選擇施工降水方式，是保障基坑開(kāi)挖工作的必要前提[3]。在施工中，基坑常常需要挖10 m甚至幾十米深，為水利工程基坑開(kāi)挖帶來(lái)了極大的難度，因此，在施工之前需要對(duì)施工地進(jìn)行詳細(xì)勘察，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與計(jì)算，再結(jié)合施工地實(shí)際情況，進(jìn)行施工降水方案的優(yōu)化。常用的施工降水方法有輕型井點(diǎn)降水、管井井點(diǎn)降水、明溝集水降水等。在選擇降水方法時(shí)，主要是針對(duì)施工地自然環(huán)境因素來(lái)合理規(guī)劃，以此來(lái)保證工程各項(xiàng)工作順利開(kāi)展，提高施工效率。

3 水利工程施工降水的應(yīng)用

3.1 輕型井點(diǎn)降水

輕型井點(diǎn)降水是國(guó)內(nèi)應(yīng)用很廣的降水方法，它適用于地下水位相對(duì)較高、地下水豐富、地質(zhì)較為復(fù)雜的區(qū)域，它有系統(tǒng)施工簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)，能夠很好地封閉基坑的地下水，并對(duì)施工場(chǎng)地的土質(zhì)要求不苛刻，該方法降低水位深度一般在3 -6m。輕型井點(diǎn)降水適用的土層滲透系數(shù)為0.1 - 50 m/d.輕型井點(diǎn)是在基坑的一側(cè)將井點(diǎn)管埋入水層內(nèi)，井點(diǎn)管的上端與集水總管相連接（集水總管需要連接真空泵與離心水泵），啟動(dòng)抽水設(shè)備的時(shí)候，地下水會(huì)因?yàn)槭艿秸婵毡玫奈τ绊?，所以?huì)吸人濾水管和集水總管，最后由需離心水泵排出，使地下水位降到符合要求的位置[4]。在使用輕型井點(diǎn)降水法時(shí)，要注意在井點(diǎn)管頂部用粘土封填并保證井點(diǎn)系統(tǒng)各連接部位具有較好的氣密性，通過(guò)提高整個(gè)井點(diǎn)系統(tǒng)的真空度來(lái)增強(qiáng)抽排水能力，該法具有使用靈活、裝卸方便、降水效果好、費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，還可以在基坑開(kāi)挖邊坡時(shí)降低坡率，降低基坑開(kāi)挖土方量，提高工程效率，在面對(duì)軟土路基、地下水較為豐富的地段應(yīng)用時(shí)，有較好的施工效果。在施工時(shí)，只要能對(duì)控制支管的深度和管距把控好，確保支管布置達(dá)到要求，就能使該方法取得較好的施工效果。在施工過(guò)程中需要注意的是，在開(kāi)始抽水階段，需要保證電量供應(yīng)，否則會(huì)出現(xiàn)井點(diǎn)管的濾網(wǎng)被阻塞，導(dǎo)致抽水工作停滯，此情況極易造成地下水位上升，從而引起土地邊坡塌方等事故。

3.2 管井井點(diǎn)降水

管井井點(diǎn)降水適用于輕型井點(diǎn)降水不易解決的含水層顆粒較粗的粗砂、卵石土層，它與輕型井點(diǎn)降水相比，有的設(shè)備較為簡(jiǎn)單、排水量更大、降水較深、降水效果更好【5]。管井井點(diǎn)就是沿著基坑每隔20- 50m就設(shè)置一個(gè)管井，它的管井由井口、井管、過(guò)濾器以及沉淀管組成，每個(gè)管井再單獨(dú)配備一臺(tái)水泵，利用水泵不斷抽取地下水，從而降低地下水位。該法主要用于地下水位較高的施工環(huán)境，它能極大降低基坑周圍土中的水分，促使土體固結(jié)，從而提高基坑強(qiáng)度。在實(shí)施過(guò)程中，它還能穩(wěn)定邊坡、消除流砂，減少基土隆起凸出。值得注意的是，在停止降水之后，應(yīng)對(duì)降水管采取封井措施，封井時(shí)間和措施應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，也可以根據(jù)實(shí)際情況分階段進(jìn)行。

4 影響水利工程施工降水的因素

4.1 水利人員施工人員的綜合素質(zhì)

在水利工程的實(shí)施中，需要多種工種的相互配合，才能確保工程的順利完工，但每一個(gè)工作人員都對(duì)工程有一定的影響。雖然中國(guó)是世界最早進(jìn)入農(nóng)業(yè)社會(huì)的國(guó)家之一，在治水方面有著較高的技術(shù)性，但是在內(nèi)控制度政策方面還不完善。目前，中國(guó)很多水利工程管理單位的管理者都沒(méi)有強(qiáng)烈的內(nèi)控意識(shí)，不能完全認(rèn)識(shí)內(nèi)控機(jī)制實(shí)施的必要性，導(dǎo)致工程實(shí)施中責(zé)任劃分不徹底。在施工過(guò)程中，綜合素質(zhì)不高的施工人員會(huì)有偷工減料的行為，為工程埋下了一定的隱患。

4.2 施工材料選擇因素

水利工程是一項(xiàng)維護(hù)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展，保障人民免受洪澇災(zāi)害影響的基礎(chǔ)性工程，它起到了控制水量、防止洪澇災(zāi)害并進(jìn)行水量調(diào)節(jié)的重要作用。其獨(dú)特的作用導(dǎo)致了水利工程需要承受水流的沖擊、冰凍等。如果在選擇材料時(shí)選擇不當(dāng)或以次充好，必然會(huì)導(dǎo)致水利工程的質(zhì)量下降，導(dǎo)致水利工程的時(shí)效性下降，對(duì)國(guó)家和人民構(gòu)成巨大的威脅。

4.3 工程的不穩(wěn)定性

施工中的各類事件都會(huì)對(duì)工程造成影響，例如坡度的使用時(shí)間、斜坡的穩(wěn)定程度，都會(huì)對(duì)降水施工效果產(chǎn)生一定的影響。因此，在施工降水中，應(yīng)詳細(xì)分析各類問(wèn)題，有針對(duì)性地編制施工方案，科學(xué)選用適合的地點(diǎn)用于邊坡支護(hù)工作的開(kāi)展，進(jìn)一步使得整個(gè)降水施工工程穩(wěn)定、有序開(kāi)展。

5 優(yōu)化方式

5.1 明確責(zé)任劃分

在施工過(guò)程中，經(jīng)常遇到出現(xiàn)小問(wèn)題時(shí)相互推諉、問(wèn)題長(zhǎng)期得不到解決的情況。這歸根到底是責(zé)任劃分不細(xì)致，為了提高工作效率，應(yīng)該及時(shí)對(duì)各個(gè)部門(mén)進(jìn)行責(zé)任劃分，將責(zé)任劃分到人，讓每個(gè)人都清楚自身職責(zé)，強(qiáng)化責(zé)任意識(shí)和主人翁意識(shí)，并制訂相關(guān)規(guī)則制度，牢固建立制度高壓線，提升其責(zé)任感和工作積極性。

5.2 及時(shí)對(duì)設(shè)備維護(hù)

在施工過(guò)程中，因?yàn)槭┕ぴO(shè)備陳舊老化，施工設(shè)備故障概率一直居高不下，導(dǎo)致拖延施工進(jìn)度。因此設(shè)備的檢修和維護(hù)應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行，并派專人管理，對(duì)于年代久遠(yuǎn)、過(guò)于老化的設(shè)備及時(shí)上報(bào)，并督促施工單位及時(shí)更新?lián)Q代，以便提高工程效率，從而簡(jiǎn)化工程。

6 結(jié)束語(yǔ)

水利工程作為國(guó)家建設(shè)的基礎(chǔ)性工程，對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全及經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展起到了一定的作用。在各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，水利工程的降水施工方法也不斷增加，在各類施工環(huán)境中，降水方法的使用在不斷變更，工程施工人員應(yīng)該在實(shí)踐中不斷收集數(shù)據(jù)，并加以總結(jié)，結(jié)合當(dāng)前實(shí)際與自身需求，為施工降水工作增加優(yōu)秀的施工方案，為水利工程的穩(wěn)定發(fā)展不斷添磚加瓦。

參考文獻(xiàn)：

[1]王嘉志.水利工程施工降水方案及優(yōu)化方式研究[J].價(jià)值工程，2018（ 23）：272-273.

[2]楊瑞雁.明溝結(jié)合管井降水方案在南水北調(diào)工程中的研究與應(yīng)用[J].南水北調(diào)與水利科技，2007，5（Suppl l）： 29-32.

[3]付軍，鞠向楠.南水北調(diào)中線一期工程某降水試驗(yàn)方案研究[J].河南水利與南水北調(diào)，2012（ 19）：55-56.

[4]李存法，劉秀婷，從容.基坑截滲與降水工程優(yōu)化設(shè)計(jì)方法淺析[J].地下水，2001，23 （3）： 139-140.

[5]于丹，呂金鵬，莊巖.水位降深控制的目標(biāo)函數(shù)法基坑降水優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào)，2014 （2）： 62-66.

[6]呂罡，梁捷.輕型井點(diǎn)降水方案審查及施工運(yùn)行監(jiān)控[J]水利建設(shè)與管理，2014，34（ 10）：76-80.