摘要：近年来，我国经济不断发展，作为国民经济发展基础的水利工程事业也因此获得了巨大的发展机遇。众所周知，水利工程施工是一项复杂的、长期的、艰巨的系统性工程，很多因素的存在都会影响施工的最终结果。此外，因为水利工程施工地环境复杂，很多工程又都处于高地下水位处，所以，基坑开挖必须保证地下水位低于开挖面至少半米，如此才能够保证施工的质量以及施工的安全性。本文围绕“水利工程施工降水方案的应用与优化”展开讨论，希望能够为我国的水利工程事业发展添砖加瓦。
关键词：水利工程；施工；降水方案；优化
社会经济的快速发展加速了水利工程的发展进程，在这样的情况之下，人们更加重视水利工程的施工质量。但水利工程的施工往往涉及较多的因素，特别是水利工程位于高水位处的施工，以及施工过程中的其他因素，都严重地影响着水利工程的工程质量。因此，在施工之前施工单位必须对地理环境进行深入的调查研究，在开挖基坑时，需要严格的遵守相关的施工规范和强制性条文要求，只有当地下降水位始终保持在开挖面半米以下之后才可以进行后续施工。水利工程施工条件较为特殊，大部分工程都位于低洼地或者河道周围，在施工时要严格考虑具体环境的降水量问题，然后再选择最适当的方案完成施工。此外，施工过程当中还要注意施工人员的安全，只有全面强化工程安全监督管理工作，才能发在保证水利工程施工顺利进行的同时，最大限度的降低施工安全事故的发生。
一、水利工程施工中降水方案的种类
在进行水利工程施工之前，首先要对施工场地进行详细的勘察，以便于尽早的掌握施工场地的地质构造和地下水情况，从而选用最佳的水利工程施工降水方案。大多数的水利工程都是位于低洼区或者河道区，以及邻近水源的位置，这些地区普遍有水位较高、渗透系数较大的特点。因此，在施工之前，必须对施工地进行详尽的勘察，然后再进行基坑的开挖。一般来说，根据水利工程的施工需要，基坑开挖的深度可能是几米、十几米、数十米不等。在开挖的过程中，必须要考虑施工场地的实际降水问题，如果靠近河道还需要考虑河道的水流量情况、工程要求、施工环境，然后结合施工队伍的水利工程经验，对施工降水方案进行讨论，然后进行施工降水方案的优化。超过一定规模的基坑开挖和降排水工程，还需要由施工单位编制专项方案，并组织专家认证。对于水利工程的基坑开挖形式一般有三种，分别是挖明沟降水、管井降水、轻型井点降水。基坑开挖形式的最终确定，需要水利施工队伍依据具体的施工过程，在充分考虑施工地质条件、水文条件、环境情况等多种因素之后合理选择。
二、水利工程施工降水的具体流程
在进行水利工程施工之前，为了能够更好的统筹安排施工，必须要对工程进行深入的了解，明确地质情况、工程等级、工期长短、施工条件等相关事项。然后再结合施工场地、施工技术、施工设备、施工人员等情况，综合选择最佳的水利工程施工降水方案。具体流程是首先要查阅地质勘察报告，利用相关的勘测设备对地下土质结构进行勘探，勘探的范围是地下表层土的土壤成分和结构组成，判断地基的土质和含水量，选择适合的排水方法。其次应根据围堰后的基坑集水量、抽水过程中围堰及地基的渗水量、基坑覆盖层中的含水量、施工中的弃水量、可能的降雨量来确定初期排水和经常性排水的流量。再次是根据排水时间和排水速度确定排水设备的类型、参数、数量等，水利工程一般选择结构简单、运行可靠、维修简便的离心泵。在进行基坑开挖之前，要对施工场地的地下水位进行测量，必须在地下水位下降到基坑开挖面半米之下，形成干地施工条件后，才能进行基坑的开挖工作，排水工作一般伴随着基础处理和主体工程施工全过程。
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三、水利工程施工降水的应用与优化对策
（一）明沟排水降水方案的应用
皖南地区降水量普遍较大，地下水位埋深相对较深，因此在进行水利工程施工时，需要考虑地下水补给的问题，因而一般都会使用明沟降水方案来完成施工。另外，明沟排水降水方案还广泛应用于皖北降雨较少的地区，或者土壤结构中渗透系数相对较差的地区。明沟降水方案所使用的费用最少，对于水文地质条件和基坑的大小没有严格的要求，对于施工技术也没有特别要求。明沟降水对于基坑周围的地下水拦截能力相对较弱，在施工过程当中，当地下水位达到一定的限制要求之后，就需要不断地进行挖深疏通。在选用明沟降水方案时，工程的进度可以根据施工实际情况进行灵活变动，完成施工之后，还可以采取措施将施工场地的地表积水和地下水融合，从而达到共同排、降水的目的。我县红旗水库大坝重建工程在上游采用明沟排水方案，成功地解决了本地雨水天气相对较多、地表下土层多为粘土和亚粘土而导致的持水性较好的问题，不仅没有拖延建设工期，更使该工程取得了较好的降水效果，在保证工程质量的情况下最大限度地节省了工程施工经费。
（二）管井降水方案的应用
在水利工程施工中，地下土质层为渗透系数较大的沙壤土、含有颗粒较粗的砂砾及岩石裂隙发育的地层，就选择管井降水方案来进行施工，这样能取得较好的降水效果。管井降水施工的优势在于施工较为简单，对于工序没有较为严苛的要求，费用相对较低，使用较为方便。由于井距相对较大，在集中排出时可以取得较好的效果。管井降水对于施工场地的地下土质的要求相对较高，且基坑周围的暂时封闭性远不如轻型井点降水好，想要完全顺利使用管井降水完成排水，则需要结合明排，在应用该方案时，应通过水的力学计算确定井深以及井间距。管井降水方案在我县较为典型的使用案例有徐家渡中型闸、青山排涝站、双摆渡排涝站等，其中双摆渡大型排涝泵站施工时沿基坑布置了36个管井，每个管井深度达12米，井口直径0.5米，井距5～10米，排水期伴随基坑开挖、进水闸及泵室基础施工全过程、直至主体工程完工。
（三）轻型井点降水的应用
通常情况下，在水利工程施工场地地下水位相对较高、地下水丰富、地质较为复杂的情况之下，一般会选择轻型井点降水的施工方案。轻型井点降水的方案更适用于开挖深度较大、渗透系数较小且土质又不好的地层。轻型井点降水的降水方案没有较多的使用限制，因而能够很好地封闭基坑的地下水，又因为对施工场地的土质没有较为苛刻的要求，在进行施工时，只要能够有效的控制支管的深度和管距，确保支管布置达到相关的要求，就能取得较好的施工效果。其方法有真空井点法、喷射井点法、电渗井点法，布置形式有单排井点、双排井点、环形井点等。轻型井点降水方案优势显著，但并不意味着轻型井点降水方案没有缺点，例如耗时费用较高、工程施工麻烦，工序较为复杂，降排监测严谨，具体的使用需要根据施工场地的实际情况来进行选择。就我县的工程案例而言，较为典型成功的轻型井点降水应用案例有大公圩金家涵站、陈焦圩襄城河站等中型工程。
结束语
综上所述，在社会经济快速发展的当下，科学技术的发展使得更多先进的设备和技术被应用于水利工程的施工过程当中，这不仅加快了水利工程施工技术的变革，同时也最大限度地提升的不同地域水利工程施工的可能性。由于水利工程的施工场地复杂且常位于高水位的环境之下，因此，在施工的过程当中会遇到各种各样的问题。在这样的情况之下，合理选择正确的水利工程施工方案，不仅能够有效的保证水利工程施工工作的顺利展开，同时对于提升水利工程施工质量也有着极强的现实意义。
参考文献：
[1]任丽维． 水利工程施工降水方案的应用与优化[J]． 黑龙江科技信息，2016，（28）：198．
[2]汪安南，史安娜，张元教，彭得胜． 遗传算法在水利工程施工进度控制优化中的应用[J]． 水利经济，2016，（04）：55-57+83
论文作者:谷士金
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/3
标签：基坑论文; 工程施工论文; 水利工程论文; 方案论文; 水利论文; 管井论文; 明沟论文; 《基层建设》2017年第27期论文;