新疆新华木扎提河水电开发有限公司 新疆 843000
摘要：近年来，我国经济得到了飞速发展，在建筑工程行业，随着技术的发展，深基坑施工技术有了很大进步，主要包括支护、降排水、防渗加固等方面。其中降排水是基坑施工的一大难点，施工作业合理与否直接关系到基础施工的安全与质量。本文主要对结合实际案例对水电站厂房土建工程降排水施工进行了简要的分析。
关键词：水电站厂房；土建工程；降排水
木扎提河三级水电站位于新疆拜城县境内，是该县境内最大的常年性河流木扎提河水电规划的第三梯级电站。厂房采用岸边式地面厂房，主机间尺寸57.5m×21.5m×40.3m（长×宽×高），安装4台（2台70MW、2台10MW）立轴混流式水轮发电机组，总装机容量160MW。
1降排水方案设计
1.1降水方案设计
1.1.1降水范围
降水范围主要为临河侧渗流量、覆盖层中的含水量、排水时降水量及施工弃水量、山体渗水、地基岩石冲洗、上下游绕渗等。
1.1.2预计降水量
目前厂房围堰高压旋喷防渗墙布控间距为80cm，根据《厂房围堰基础防渗试验总结报告》（中水十四局[2016]报告029号），防渗墙防渗效果为：渗透系数为3.497×10-5cm/s，透水率为2.331Lu。防渗墙的渗流量为245.08m3/h，防渗墙堰基绕渗量为2033.80m3/h。
《厂房围堰基础防渗试验总结报告》计算只考虑了基坑渗流量，未考虑降水、山体渗水、地基岩石冲洗与混凝土养护用废水、上下游绕渗等，因此，排水量的计算应考虑一定的系数，暂时按1.2考虑：
则渗流量Q1=（245.08+2033.80）×1.2=2734.66（m3/h）
根据设计院下发工作联系单《关于招标阶段厂区施工导流设计方案说明的函》（MZYH[2016]012号）中明确提出设计院复合结果是原招标设计方案能够慢速度汛要求，并要求项目部进行厂区右岸河床拓宽施工。河床拓宽不少于50m，满足防洪度汛要求，围堰上游高程（EL1949m）和下游高程（EL1947m）已达到招标时围堰高度标准。
1.1.2降水井布置
所有管井均布置在设计开挖线外2米外（中间填筑段围堰防渗轴线内侧5m处），孔径1000mm。由于上游侧渗水量较大，上游适当加密，中游、下游适当加宽。
1.1.3单井降水量
根据现场现有机械设备，上游按照总排水量的60%考虑，下游按照总排水量的40%考虑，根据设备功率确定单井降水量为200m3/h，即4800m3/h。
1.1.4降水井间距、数量
根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）单井设计流量计算公式
(7.3.10)
式中：Q-----基坑降水的总涌水量（m3/d）
n-----降水井数量。
则管井数量为：
图1管井降水降水井布置示意图
说明：由于尾水区域施工蓝图未下发，项目部考虑管井位置时尽量避开尾水位置，以便后期尾水施工。管井轴线根据实际情况，在高喷轴线与开挖线进行适当调整布置。
1.1.5降水井深度
根据《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-1998）降水井深度计算公式6.3.2
(6.3.2)
式中：HW—降水井深度，m
HW1—基坑深度，取24.5m（水井取值至高程至少至EL1819.5m）；
HW2—降水水位距离基坑底要求的深度，取1m；
HW3—水力坡度作用基坑中心所需增加的深度。由于基坑等效半径r=30m，按照降水井分布周围的水力坡度i为1/10～1/15，如降水井需影响到基坑中心，所需的降水管井深度HW3=r*i=3～2，取HW3=2m；
HW4—降水期间地下水位幅度变化。根据地质资料，HW4取1m；
HW5—降水井过滤器的工作长度，取0m
HW6—沉砂管长度，取0m。
将数据带入上式，则降水井深度为HW=28.5m
1.1.6抽水试验
考虑厂房渗流量通过计算，但是其只是进行了理论计算，不能很好的代表实际施工时的渗流量，项目部将在第一个降排井施工完成后，进行抽排水试验，计算出单井每天抽水量，同时观测基坑水位情况。
通过数据整理，对降排井井位布置、管井深度、水泵选型做出明确指导。
1.2明排抽水方案设计
1.2.1排水区域
明排抽水排水区域主要为主厂房、副厂房、安装间、主机间、升压变电站开挖过程中的地下水、山体渗水、雨水及管井降水过程中的渗流水等。
排水量
由于临河侧已通过管井降水，经过管井降水之后的渗流量无法确定，而基坑主要水流来源为木扎提河渗水，山体渗水、地下水及降水量等不易确定，暂无法预估明排抽水量，后期在施工过程中根据实际情况适当增加集水井以及时排除厂房基坑内积水。根据提供的水文气象资料得出施工期最大降雨量，确定排水量为61m3/h。施工弃水：施工废水包括混凝土浇筑养护、运输车辆冲洗及施工机械用水等。基坑渗水量：基坑渗水量主要有围堰渗水及岸坡渗水。厂房排水量约为：150m3/h。
1.2.2集水井
现暂定开挖3个集水井，分别位于上游侧、中游侧、下游侧的临河侧，集水井应该分多期，前期副厂房及安装间，中期岔管段，最后基坑进行布置。集水坑离开基础外边线≥500mm。集水井尺寸暂定为3m×3m×1.5m（长×宽×高）。渗流点特别大的地方，采用反压渗滤料方式防止渗流变形问题。同时为了掌握施工抽排水过程中，在围堰轴线上布设变形观测点，定期进行厂房围堰变形观测。
1.2.3排水沟
排水沟具体布置位置根据现场实际渗水及积水情况确定。排水沟离开基础外边线≥500mm。排水沟纵向坡度宜为1%~2%，沟底面应比基坑底或开挖面低0.3～0.5m，宽度暂定为顶宽为1m。
图2
2降排水施工要点
2.1降水
2.1.1施工工艺
（1）钻孔施工程序
井点放线定位→钻机就位→钻孔成孔→清空→下管洗井→安装抽水设备→试抽与检查→正式投入降水程序。
（2）钻井及井管埋设
1）根据设计提供的测量控制点，测量放线确定井点位置（图1管井降水降水井布置示意图），然后在井位先挖一个小土坑，深大约500mm，以便于钻孔时集水、埋管时灌砂，近距离挖一个泥浆池，用水沟将小坑与泥浆池连接，以便泥浆循环。
2）钻机就位到井点位置，试钻、根据地质情况掌握钻进速度，控制泥浆比重，防止塌孔。钻进达到设计深度后洗井，下井管，下管时保证孔壁与井管之间四周间隙均匀，以便于填充砂石，钻孔深度应比滤管设计安置深度低500mm以上，使滤管底部存有足够的砂石。同时在管壁外侧设置土工布，以防排水时间长，同时井底应该是封闭或设置反滤。
（3）冲洗井管
成井后及时将潜水泵下入井内进行洗井，直到抽出清水为止，应逐根进行清洗，避免出现“死井”
（4）管路安装铺设
所有管路安装铺设时应尽量控制坡度，保证管路通畅，所有排水管路全部跨过厂房围堰，将水排入木扎提河中（考虑到管井降水均为地下水，不许经过沉淀、过滤）
（5）正式运转抽水之前必须进行试抽，以检查抽水设备运转是否正常，管路是否存在漏水现象。
2.1.2降水运行
降水管井、管网全部安装完毕后进行试抽，当抽水设备运转一切正常后，整个抽水管路无漏水现象，可以投入正常抽水作业，开机7d后将形成地下降水漏斗，井趋向稳定，土方工程可在降水10d左右开挖。
2.2明排抽水
2.2.1排水沟做法
排水沟大样图详见图3，后期施工过程中可根据排水量大小适当调整排水沟尺寸。
图3排水沟大样图 图4集水井剖面图
2.2.2集水井做法
集水井大样图详见图4，后期施工过程中可根据排水量大小适当调整集水井尺寸。
3结语
降水施工在基坑施工中占据主导地位，其直接影响工程施工进度与基础工程的安全，因此合理的设计和一流的成井质量是降水成功的关键。
参考文献
[1]李利强.建筑现场降排水措施分析[J].山西建筑,2015,32:65-66.
[2]袁继雄,陈志远,黄国红,蔡耿,蔡东平.建筑基坑工程降排水施工分析与处理[J].施工技术,2015,21:92-95.
[3]陈章杰,陶毅.深基坑降排水施工技术探究[J].科技创新与应用,2016,06:209.
论文作者:陈金胜
论文发表刊物:《防护工程》2017年第11期
论文发表时间:2017/9/18
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