水库大面积开挖中降排水方法探讨

【摘 要】随着现代社会主义市场经济发展的变化，水利工程的发展也逐渐的在进入一个黄金时期，基坑排水技术作为水利工程修建的主要环节，并且对环境效益和经济效益的发展都有重要的推力作用。但在施工过程中若是出现施工质量的不合格，这将造成重大的经济损失。并且伴随着水库大面积的开挖，对开挖中的降排水的处理，也成为水利工程修建的一个重要难题。本文就以水库大面积开挖中降排水方法为研究课题，系统的进行阐述和研究。 
【关键词】水库大面积开挖；降排水方法；水利工程 
　　水利工程的建设发展在促进我国经济发展的同时，也能为人们的人身财产安全起到一定的保障，且水库大面积开挖后的降排水也是水利施工中的重要内容，这不仅能改善水利工程的质量问题，还能够减少地基开挖的工程量。但若是水库开挖中的降排水一旦出现问题，将会影响整个水利工程的建设，因此如何改善水库大面积开挖中降排水方法一直是水利工程建设中的核心任务。 
　　一、水库大面积开挖中降排水方法 
　　（一）关于水库大面积开挖中排水措施的研究 
　　所谓的水库排水就是在水库开挖之前先做好排水系统，在水库的四周周围向外设计安装防水梁或是安装排水坡装置，并在水库中设置截水沟。若在水库修建的地基中出现渗水的现象，就需要在水库的底部设置集水井和排水沟或是其他排水装置，从而有效的排除水库中的积水[1]。 
　　（二）关于水库中地基土质的研究 
　　根据水库工程中降水排水的差异性要求，可以将水库地基划分成弱透水地基、强透水地基以及不适水地基。根据水库工程的施工条件，可以在水库工程的施工操作前采用手摇钻的钻探方式或者是挖坑的方式获得水库地基的图样，并且了解和掌握水库中不同地基土质以及地下水位等等一系列资料，为明确水库的开挖施工准备好充足的资料。此外因为水库本身具有防洪抗灾的性质，所以在水库开挖施工中若是其周围的土质存在不均匀的现象，需要留有一定的余地方便后期的降排水工作的处理 
　　二、水库大面积开外中降排水方案的设计研究 
　　（一）水库大面积开挖工程当中降排水方案的设计研究 
　　水库大面积开挖工程当中降排水方案的设计内容是水库降水方法包括井点降水方法和明沟降排水方法。井点降水方法是在水库大面积开挖之前进行施工，其施工方式比较简单是在水库周围埋设一定数量的滤水管，并且利用抽水设施对水库中的积水进行处理，从而保证水库中无任何积水，从而保障水库中所挖的土壤一直保持在干燥的状态之下。而明沟的降排水方法则比较适合降水深度低的水库工程，利用明沟排水的方法只能简单的收集基坑坑壁中渗出或是基坑渗出的水或是施工过程中所渗出的水。 
　　（二）水库工程修建中降排水施工技术设计研究 
　　水库工程中明沟排水的施工技术，其内容包括：水库工程中所排出的水包括施工期间的自然降水、围堰形成的积聚余水、水库底部的渗水以及地下水。因此需要根据水库底部渗水情况、周围的地势地形、以及水库的开挖程度和开挖面积等因素，综合所收集的数据资料，并制定科学有效的排水措施方案，从而将水库中的水排出干净。此外，在排水的过程当中还应该充分的利用水库周围的下游河流或者水库水位较低的位置按照自然流出的方法将水库中的水排出。然后将剩余的一些积水，则利用排水沟引导积水向人工的排水井或是地形较为低洼的地方汇集，最后利用现代的排水设施将积聚的水排除干净，从而有效的保障水库的施工质量。但要注意的是水库底部的积水的排除工作应该提前进行准备，这样才能给水库大面积开挖提供一个干燥固结的环境，方便施工工人对水库工程的施工[2]。 
　　（三）水库大面积开挖工作的降排水设计 
　　因为水库大面积开挖的工程量比较浩大，对于水库的基底排水要求比较高，同时基底排水的任务比较繁重，这就需要配置一些排水措施方便大气降水或是水库工程中出现排水故障时使用，从而保证施工进度的正常进行。对于有施工条件的水库工程来讲，可以利用现代的电力发动潜水泵进行水库工程的施工，但是在施工的过程中应该注意安全用电，避免用电事故的发生。 
　　三、水库大面积降排水方法的案例 
　　（一）水库大面积降排水方法的确立 
　　水库基地部的设计高程为8.5m。在水库开挖的过程中，水库必须保证地下水位在开挖面0.5m之下，并保证水库基部的地下水位地域基底0.5～1.0m。因此选定降水控制水位高程7.5m，原地下水位高程以21.0m作为计算依据，水位降深13.5m[3]。 
　　水库降水工程需要根据实际的水文地质条件选择适合的降水方案，同时要选择合适的降排水施工技术以及选择较低的成本。针对于水库大面积开挖降排水提出一下三种方法： 
　　1.明沟排水又称积水坑排水。主要用于水库基底不深且其地下水位高出基坑底面不多，并且水库不容易出现坍塌、流沙等情况。 
　　2.大口井井点降水法，主要用于渗透系数较小的地层，并且水位降深不超过6m。 
　　3.深井井点降水法。主要用于土层渗透系数较大，土质为砂类土且地下水丰富、降水深、面积大以及降水时间较长。 
　　（二）水库深井降水方案的确定 
　　设计参数如下表所示 
　　参数 取值 参数 取值 
　　井口高程/m 21.5 含水层厚度M/m 33.00 
　　井底高程/m -1.0 基坑水位降深S/m 13.50 
　　S深/m 20.5 降水影响半径R/m 112.00 
　　深井管直径/mm 500.00 基坑等效半径r0/m 33.35 
　　渗透系数K（m.d-1） 0.69 滤管长度L/m 6.00 
　　注R=10SK1/2；r0=0.29×（基坑长+基坑宽）=0.29×（56+59） 
　　为了验证该试验在水库工程中的具体可行性和施工中的具体可操作性，还需要实施具体的降水试验。首先水库前期的基坑范围内的地下水量较大，所以要同时将1到9号的深水泵开机，并进行仔细的观察。发现第一天末水库基底的范围地下水位是20.5米，第二天的地下水位就降至11.8米，第三天末的地下水位降到9.5米，第四天的地下水位降至7.9米，在第五天地下水位已经降至7.5米这时候关停2号4号6号井内的深水泵，其他深水泵内则照常工作，观察到水库基底的水位还有缓慢下挖的趋势，然后在关停8号深水泵，观察到水位有缓慢上升的趋势，接着关掉1号3号和5号井内的深水泵发现会随库的基底水位有缓慢下降的趋势，最后再关停7号井内的深水泵，发现水库基底有缓慢上升的趋势。通过如此反复的实验后发现若是要保证满足水库降水的需求必须使8号或者是9号内的深水泵至少有一台要保持不间断的工作，而另一台则可以间断工作一天不少于14个小时即可。最后1号、2号、3号、4号内的深水泵可以分成1号和3号以及2号和4号两组工作，但是这两个工作组要保证至少有一个在工作。 
　　结语： 
　　综上所述，随着水库工程的建设，不仅促进了国家经济效益的提升，同时也为生态环境的可持续发展做出了巨大的贡献。但是在实际的水库施工中，对于降排水的方法首先要建立一个完善科学的降排水方案，然后根据方案进行具体的实施，从而确保实验方案的可行性，与此同时，减少或避免施工隐患的存在，从而保证水库大面积开挖的施工质量，进而提升施工企业的经济效益。 
　　参考文献： 
　　[1]王平，黄爽兵，韩占涛，等.基于溶质运移模拟的某化工场地污染物对拟建水库污染风险预测[J].现代地质，2015，（2）：307-315. 
　　[2]毛陶金，曹学章，陈斌，等.安康水库对下游生态水文情势的影响研究[J].中国农村水利水电，2014，（7）：92-96.
　　[3]杜卫华，蒋立林.岩溶区暗河水库防渗灌浆成功案例总结与探讨[J].环球人文地理，2015，（2）：42-43.