時間:2023-12-07 11:40:21
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇地下水利工程,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】水文地質;評價內容;影響
水利工程勘察的任務是運用地質學和力學的相關知識解決水利工程上的地質問題,勘察的目的是通過對工程地質條件、存在的地質問題、工程地質評價等,從地質方面保證水利工程建筑和地質環境的和諧發展,促進工程建設的順利完成。但在實際的勘察工作中,人們往往把注意力集中在地質性質和結構的研究中,很少關注水文地質問題,給水利工程的順利開展帶來了隱患。
一、水利工程勘察中對水文地質的評價內容
很多水利工程企業在進行水文地質勘察時沒有在基礎設計和施工需要的基礎上評價水文地質對巖土工程的影響,導致很多工程的質量受到下沉和開裂的威脅,因此,水利工程的勘察一定要做好水文地質的評價:首先,水利工程企業在進行勘察時要結合建筑物的實際情況,結合地基基礎類型,勘察水文地質問題,為水利工程的開展提供有用的水文地質資料。其次,要重視地下水對建筑物和巖土體的影響,預測地下水的危害,并針對危害提出預案措施。第三,根據地下水對建筑物和巖土體的影響,提出在不同的條件下,應該重點評價的水文問題。
二、地下水引起的巖土工程危害
地下水引起的巖土工程危害,主要是由于地下水位升降變化和地下水動水壓力作用兩個方面的原因造成的。
2.1 地下水升降變化引起的巖土工程危害
在工程勘察中要注意調查了解地下水位條件及其升降變化。在天然條件下地下水位一般是季節性變化雨季水位上升旱季水位下降。地下水位的天然變化是區域性。漸變的。而且變幅較小但是,人為因素引起的局部性地下水為升降變化的幅度往往大于天然變化所引起的巖土工程危害更為嚴重。水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的.其主要受地質因素如含水層結構、總體巖性產狀;水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響,有時往往是幾種因素的綜合結果。由于潛水面上升對巖土工程可能造成如下影響;土壤沼澤化、鹽漬化,巖土及地下水對建筑物腐蝕性增強:斜坡、河岸等巖土體巖產生滑移、崩塌等不良地質現象:一些具特殊性的巖土體結構破壞、強度降低、軟化:引起粉細砂及粉土飽和液化、出現流砂、管涌等現象;地下洞室充水淹沒,基礎上浮、建筑物失穩。(2)地下水位下降引起的巖土工程危害。地下水位的降低多是由于人為因素造成的,如集中大量抽取地下水、采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降,常常誘發地裂、地面沉降、地面塌陷等地質災害以及地下水源枯竭、水質惡化等環境問題.對巖土體、建筑物的穩定性和人類自身的居住環境造成很大威脅。
2.2 地下水位對巖土物理力學性質的影響
地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產生不均勻的脹縮變形,嚴重若形成地裂,引起建筑物特別是低層或輕型建筑物的破壞。當地下水升降頻繁時或變化幅度大時。不僅使巖土的膨脹收縮變形往復。而且會導致巖土的膨脹收縮幅度加大。因此,在膨脹性巖土地區進行工程勘察時應特別注意對場地水文地質條件的研究 特別地下水往往升降變化中高度和變化規律這對地基基礎深度的選擇(宜選在第下水位以上或地下水位以下,不宜選在地下水位變動帶內)有主要的參考價值。在建筑工程的地基內,當地下水位在基礎底面以下壓縮層范圍內發生變化時,就能直接影響建筑物的穩定性。若水位在壓縮層范圍內上升時,軟化地基土,使其強度降低、壓縮性增大,建筑物可能產生較大的沉降變形若水位在壓縮層范圍下降時,巖土的自重應力增加)可能引起地基基礎的附加沉降,如果土質不均勻或地下水位的突然下降也可能使建筑物發生變形破壞在地下水位以上、地下水位變動帶和地下水位以下,具有明顯的變化規律土體從上到下,有天然含水量、孔隙比由小大一小,壓縮模盆、承載力由大一小一大的變化規律。這是由于地下水位以上部位,經長期淋濾作用,鐵鋁富集,并對土顆粒起膠結和充填作用,增大了土拉間連接力,往往形成“硬殼層”,因而含水、孔隙比小而壓縮模和承載力增高而位于地下水位變動帶的土層,由于地下水積極交替,土中的鐵鋁成分流失,土質變松,因而含水量、孔隙比增大,壓縮模量、承載力降低位于地下水位以下的土層,由于地下水交替緩慢,氧化、水解作用減弱,加之上覆土層的自重壓力作用。土質比較密實。因而含水貧、孔隙比減小,壓縮模、承載力增巖土特別是各類軟質巖石、風化殘積土、不同成因的粘性土等,其物理力學性質的變化規律 與地下水位有著密切的聯系。因此,在分析研究巖土物理力學的變化規律時。應充分重視地下水位這一重要影響因素。
2.3 地下水動水壓力作用引起的巖土工程危害
地下水在天然狀態下動水壓力作用比較微弱,但是在人為工程活動中由于改變了地下水天然動力平衡條件,在一定的動水壓力作用下,往往會引起一些嚴重的巖土工程危害。如流砂、管涌、基坑突涌等。
三、水文地質問題對水利工程的影響
3.1 地下水位上升對水利工程造成的影響
地下水位上升可能會使土壤鹽堿化、沼澤化,增強地下水對建筑物的腐蝕性;使一些特殊性巖土結構破壞、強度和硬度降低;河岸、斜坡等發生滑坡、崩塌等現象;地下室充水,使地基上浮,建筑物失去穩定性;使粉砂粉土飽和液化,產生流砂管涌現象。
3.2 地下水位下降對水利工程造成的影響
由于人們缺乏正確的觀念,進行不合理的采礦、抽取地下水、上游筑壩、修建水庫使下游的地下水沒有補給等活動,容易導致地下水位的下降。地下水位的下降會導致地面下沉、塌陷、地裂等地質災害,影響地下水資源的質量,還可能會導致地下水資源的枯竭,對建筑物的穩定性也帶來很大威脅。
3.3 地下水位頻繁升降對水利工程造成的影響
地下水位頻繁的升降不僅會給巖土質量帶來很大的損害,還可能直接造成建筑物的毀壞。地下水升降能使膨脹性的巖土變得不均勻,導致脹縮變形,如果巖土的膨脹收縮變形過于頻繁,會導致巖土膨脹收縮的幅度增大,造成巖體破裂,導致建筑物的破壞。地下水上升下降的頻繁交替,會使土層中形成一種膠結物,造成巖土中鐵、鋁等營養成分的流失,失去膠結物的土層變得疏松,土質之間的縫隙也增大,降低了巖土的承載力,增加了工程基礎選擇的難度。
四、總結
綜上所述,在新時期新形勢下,加強對水利工程勘察中水文地質問題的研究是非常必要的,水文地質工作在預防工程地質災害、建筑物基礎設計以及建筑物基礎持力層選擇等方方面面所發揮的作用是不可替代的。因此,我們必須予以水文地質研究工作高度的重視,轉變觀念,從實際出發,加強對于水文地質問題的研究與分析,讓水利工程地質勘察的成果更具有說服性、實用性以及預見性,最終有效地服務于工程的建設,促進我國全面構建社會主義市場經濟偉大戰略目標的最終實現。
參考文獻:
一、水利工程地質勘察概述
(一)地質勘察工作的重要意義
在水利工程建設中,進行地質勘察工作可以對水利工程中存在的一些問題進行合理避免,從而使工程建設和自然環境能夠處于一個平衡狀態。例如,我國三峽大壩在建設過程中就克服了許多難題,其中比較典型的有:永久船閘高邊坡開挖、深水圍堰、大面積混凝土澆注等。水利工程紙對巖土進行仔細科學的勘察,有效的把握地質變形量,在施工中對新材料和新技術的應用,避免了施工過程中混凝土發生裂縫,提高水利工程的整體施工質量。綜上所述,水利工程地質勘察工作可以對地質存在的問題進行合理的分析和評價,從而為工程建設與施工提供準確、詳細的數據資料,對水利工程的地基和巖石也行進行確定,確保其滿足施工要求。
(二)地質勘察的主要內容
地質勘察工作主要包括:土試樣、調查測繪、室內測試、原位測試等都是地質勘察工作中的關鍵,在勘察過程中,工作人員需要對地質條件進行定性和定量分析,將地質勘察編制成報告。勘察人員在勘察階段,首選需要完成地質測繪工作,勘察包含了:坑探、鉆探、物探等多項內容,在對巖土性質進行勘察時,選擇最佳的勘探方法完成勘探工作。室內測試和原位測試的主要目的是對地質強度參數、應力、滲透性等指標進行確定,而現場監測的主要目的是針對巖土荷載以及對環境造成的影響進行分析,盡量降低對水利工程建設造成的不良影響。
二、水利工程地質勘察的三個階段
(一)控制性勘測點
地質勘察質量會對水利工程建設中的地質質量產生直接影響,勘查人員在工作中應當嚴格的依據《巖土工程勘察規范》對鉆孔進行控制。控制性勘測點的確定主要針對初步勘探完成,在詳細勘查中并不需要對控制性勘測點進行控制。除此之外,勘察人員還需要評價地質,對水利工程施工現場地質的承載力和穩定性進行確定,分析巖土發生的變形情況,對巖土的強度和壓縮指標進行確定,對地基的穩定性做出準確評價。
(二)確定巖土承載力
確定巖土承載力的方法有很多種,首先,依據漢森公式等確定基極限承載力,
安全系數取值和工程的荷載性質、安全等級以及抗剪強度指標相關,通常情況下安全系數為3或者2。勘察人員依據巖體抗剪強度對地基的承載力進行確定,確保地基承載力能夠滿足施工要求。其次,勘察人員依據荷載試驗確定,利用原位測試實現分級加載,地基整體承載力的確定要在測定沉降量的基礎上完成。除此之外,勘察人員通過分析查表法來對地基巖土變化特征進行分析,利用原位測試和理論公式對地基承載力進行確定。
(三)確定地下水
勘察期間,勘察人員需要確定地下的水位及高程,地下水的枯水期和豐水期對工程會造成很大影響,受工期制約,地質勘察人員在工作中可以向相關部門對資料進行收集,充分掌握地下水信息和變化規律,在地基處理上要采取合理的方式。除此之外,勘察人員還需要確定地基滲透系數,在數據的確定上需要依據現場試驗和室內試驗方法進行確定,試驗現場的科學性和準確性都較高。
三、分析巖土治理要點
水利工程與一般工程相比不僅復雜,而且難度大。尤其是在條件復雜的水位地質調價下,對水位地質資料進行研究分和分析是十分必要的。如果研究不到位,水利工程建設過程中可能會頻繁出現巖土危害,會對工程造成嚴重的危害,不僅會造成資金浪費,而且后續工作也很難開展,因此,水利工程地質勘查工作的重點內容就是巖土治理。
(一)水文地質的評價
發現不良地質,并對其進行處理,為工程建設提供穩定的地基和承載力,地質勘察的首要任務就是對水文地質進行評價,避免日后出現重大安全事故。水文地質評價主要包含:查明水質、制作詳細的地質數據、對水利工程地下水可能出現的各種影響進行預測,以及周圍的地下水會受到何種因素的影響等。地質勘察院在工程給施工中要對巖體進行準確分析,對巖體會造成什么的危害進行確定,通過實驗對富水性和地下水滲水性進行驗證,避免工程在建設過程中,因為人工因素而發生沉降。
(二)巖土水理性
巖土的主要性質包過巖土的物理性和水理性質,巖土與地下水形成的關系也就是巖土水理性。在巖土中地下水賦可以通過許多種方式存在。例如,承壓水、裂隙水、巖溶水等。在勘察地質時,水體出現的脹縮性、崩解性等都是水體需要測試的目標,此外,還需要明強墻體的耐水浸強度和風化強度。
(三)測試巖土
原位測試和室內測試都是地質勘察測試的重點方式,室內測試的主要針對目標是黏性土,現場測試則是的針對目標測試沉積土,測試的內容需要包括強度、密實度等。測試的方法有很多中,例如研究圓錐動力、研究十字板剪切等。將圓錐形探頭置入到土中,對地基進行分層分析,此方法操作起來相對容易,需要使用的設備也很少,但研究結果的準確率相對來說偏低。清理干凈套管,將式子板壓到土里,并對地質進行受力測試。不同的測試方式適用于在不同的土質中,因此針對不同巖土性質的研究,要依據現場的地貌,以及實驗需要結果的準確性而定。
結束語
水利工程是一項基礎工程,我國水利工程建設面臨著許多困難,加強對水利工程地質勘察與巖土治理的探討是十分必要的。通過科學的勘察,可以使工作人員提出更好的治理措施,為施工提供更加準確的數據支持,促進我國水利工程事業的發展。
參考文獻
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[2]楊序烈. 水利工程勘察中的水文地質問題[J]. 河南水利與南水北調,2012,10:2-3.
關鍵詞:水利工程;技術;發展;時間軸
一、改革開放以來的水利工程多維技術發展
改革開放以來,水利工程因大型水庫建設工程遭遇執行困難,而轉向攔河堰取水工程、水資源規劃、河川整治、水資源管理、水利工程規范、環境水理、地下水及水利科技研究等方向發展。水利部門已發展成為多元化、現代化的水利工程顧問團隊,除從事傳統的水利工程外,也提升至政策層面及水利經濟方面的工作。
第一,在本階段已大量使用電腦及有限元素分析法進行水工結構物應力動態分析及仿靜態分析工作,在水文技術上發展類似于二維降雨徑流模型。該模型以運動波模型結合數值地形建立二維網絡,模擬降雨徑流及淹水分析模型,可直接計算流域內各處的徑流量及淹水分布。另外,這一模型業已成功應用于淹水分析上。
第二,本階段的水理分析技術也跟隨世界各國,由傳統上一維定量流及變量流的分析發展至使用二維定量及變量流分析。在河川工程上利用二維水理分析可顯示結構物附近水理分析。二維分析反應結構體附近流速放大及地形變化的效應,使水利工程設計上更能掌握水理變化的影響。
第三,在潰壩洪水分析方面,也由一維潰壩洪水分析發展至結合二維潰壩洪水分析模型,進行下游地區淹水分析。這項技術已成功應用于我國多個水庫的潰壩分析工作。另外,也針對土石壩的特性,結合潰壩水理及輸砂公式,計算土石壩的潰壩過程及產生洪水。這一模型也已應用于我國多個潰壩分析工作上。在海岸環境水理方面,主要分析水體污染擴散、溫排水排放及海岸地形變遷分析等工作。
第四,在溫排水排放分析上已由利用COMIX進行近域溫排水擴散分析后,再利用MIKE21進行遠域二維水理分析的方法,發展至使用MIKE3進行三維水理演算及溫排水擴散分析。這一技術發展后,我國水利工程師已能充分掌握現代化的高等水理分析技術,可應用于環境水理方面等高深的研究課題,如水質優養化、地形變遷、污染擴散等工作。
第五,在地下水技術方面,在這一階段也發展至二維地下水數值分析及三維地下水數值分析工作,并引進MIKE SHE計算整個流域地表地下水的交換及地下水資源的分析。另外,引進地下水保育的觀念,至此我國水利技術已能夠與發達國家齊步。
另外,我國水利部門在本階段也大力發展水利信息的技術,首先建立了水資源GIS系統及資料庫,并運用于水資源綜合發展計劃,在很多水庫的監測計劃中整合GIS系統、資料庫、系統工程、機電工程、水文預報、洪流演算及操作控制等,建立起一完整的水利信息及洪水預報系統,可適用我國各流域。同時也發展出決策支援系統及模擬培訓系統,以便水利操作人員更能利用水利信息系統以輔助水庫操作工作。
二、新世紀以來的水利工程綜合技術發展
本階段我國水利部門所從事的水資源工作主要有人工湖設置規劃、水資源可持續經營管理。在河川工程有淡水河河川環境整體規劃、溪流整體規劃、排水改善規劃、易淹水地區排水系統治理、排水治理計劃、水庫安全評估等一系列工作。在水利信息領域,辦理各區域水資源管理系統建置及溪流域徑流測預報監測控制系統等工作。
本階段水利技術發展于工程設計、水資源規劃、水庫安全評估、水利信息、水域環境研究與調查、都市防洪與排水、海岸工程及地下水資源工程等各方面均有技術提升的成效。這一階段我國水利部門的主要貢獻為發展國內自主研發的二維通用型水理分析模塊(SEC-HY21),這一模型的開發奠定我國水利工程除顧問業務外,與國外大型樹立工程研究機構并駕齊驅。
第一,在潰壩洪水分析方面,使用所研發的二維明渠流水理分析軟件SEC-HY21,以及參考美國氣象局所開發的DAMBRK 及FLDWAV 模型,來計算壩體潰決的出流量歷線。另外引進由水利部門與荷蘭WL-DelftHydraulic公司合作共同研發的二維淹水模擬程序——SOBEK模型,應用在易淹水地區的綜合治水規劃中,發揮戰略規劃與防救災應變的功效。
第二,本階段我國水利工程部門更引進世界頂尖流體動力學(CFD)模擬軟件——FLOW-3D,應用于水利工程的設計,作為水庫溢洪道水理計算、水力電廠平壓塔模擬、水力電廠進水口輸砂模擬的工具,讓使用者以精確的模型進行水力分析。通過FLOW-3D的Multi-Block網絡設計,可顯示水如何通過整個3D水庫模型的狀況。
第三,在地下水技術方面,為考量地下水飽和及飽和層間的水流變化情況,及后續地球化學反應需求(Coupled Varably Saturated Flow, Heat Transfer and Reactive Chemical Transport),我國水利部門引進了美國中佛羅里達大學葉高次教授開發的地下水模型及地球化學模型(FEMWATER),以有限元素法求解空間變化,而在時間上則以有限差分法進行地下水流場的模擬。同時,水利部門更與國家研究臺風的部門合作共同發展HYDROGeochem的研發及推廣工作。
第四,水利部門在本階段對于水利信息的技術則有更進一步發展,尤其是應對時代變化,水利信息技術已發展為自動資料收集(降雨、水庫、壩、發電廠、河川水位等觀測資料),并運用于防災預警、水資源調配管理等計劃。
第五,在海事工程技術方面,借助SEC-HY21的發展進行各河口暴潮水位研究,相關研究成果業已發表于國際學術期刊Coastal Engineering Journal,說明除規劃、設計等,我國水利工程實務技術已臻成熟,而其研究發展的能力也獲得國際上肯定。這一時期,我國水利工程組織也在海外從事許多計劃,尤其是在東南亞及非洲等國開展的各項水壩工程取得了十分顯著的成效,聲名也遠播國外。
三、小結
本文的分析是基于時間軸進行的。事實上,在具體的技術上,我國水利工程技術的發展目前已經居于世界領先地位。例如,土石方工程施工是水利水電工程施工的重要組成部分。我國自在工程規模、機械化水平、施工技術等各方面取得了很大的成就,解決了一系列復雜地質、地形條件下的施工難題,如深厚覆蓋層的壩基處理、筑壩材料、壩體填筑、混凝土面板防裂、瀝青混凝土防滲等施工技術問題;其中在工程爆破技術、土石方工程機械化施工等方面已處于國際先進水平。
總的來說,在基礎工程、堤防工程、導截流工程、地下工程、爆破工程等許多領域,我國都處于領先地位。近幾年來,我國的水利建設處于快速發展的時期。水利工程施工的技術,工藝、材料和設備等方面都取得了舉世矚目的成就。在施工關鍵技術上取得了新的突破,通過大容量、高效率的配套施工機械裝備更新改建,我國大型水利工程施工速度和規模有了很大提高。新型機械設備在堤壩防滲中的應用,有效提高了施工效率。系統工程的應用,進一步提高了施工組織管理的水平。
參考文獻:
關鍵詞:水利工程;地質勘察;巖土治理
引 言:地質勘察作為水利工程建設過程中的一項基礎工作,對工程的安全運行以及工程的造價和周期都會產生直接影響。在地質勘察中,水文始終都是一個主要問題,地下水不僅是巖體的重要組成部分,而且會對巖土體工程特征產生直接影響,對工程的耐久性和穩定性都會產生影響,因此在工作中需要加強對地下水特征的分析,對地質勘察與巖土問題進行預測,確保水利工程的質量和安全施工的開展。
1 水利工程中地質勘察概述
1.1 地質勘察的內涵
我國水利工程的發展史比較長,在這方面積累了大量的經驗和資料。地質勘察的歷史也比較長。隨著科學技術的發展,水利工程中地質勘察的技術越來越先進。總的來說,水利工程中的地質勘察是一項綜合性的工作,同時也是一項專業性非常強的工作,需要綜合運用水文地質學、工程地質學、巖土力學等學科的理論知識和方法來分析和評價工程地質條件,為工程設計、施工提供可靠的地質勘察資料,以確保水利工程的設計經濟可行、安全可靠。水利工程中地質勘察的環節比較多,主要包括鉆探、物探、地表地質測繪、原位與室內試驗等,但是這些環節并不是相互獨立的,而是相互聯系的。地質勘察的方法、深度、質量直接影響著水利工程設計的質量。
1.2 地質勘察工作的重要意義
在水利工程建設中,進行地質勘察工作可以對水利工程中存在的一些問題進行合理避免,從而使工程建設和自然環境能夠處于一個平衡狀態。例如,我國三峽大壩在建設過程中就克服了許多難題,其中比較典型的有:永久船閘高邊坡開挖、深水圍堰、大面積混凝土澆注等。水利工程中對巖土進行仔細科學的勘察,有效的把握地質變形量,在施工中對新材料和新技術的應用,避免了施工過程中混凝土發生裂縫,提高水利工程的整體施工質量。綜上所述,水利工程地質勘察工作可以對地質存在的問題進行合理的分析和評價,從而為工程建設與施工提供準確、詳細的數據資料,對水利工程的地基和巖石也可以進行確定,確保其滿足施工要求。
2 水利工程地質勘察的階段和內容
2.1 水利工程地質勘察內容
工程地質測繪、巖土取樣、現場試驗和室內試驗是水利工程地質勘察的關鍵環節,勘察人員要對地質條件進行定量和定性分析,編制成地質勘察報告。在地質勘察階段,勘察人員要首先進行地質測繪工作,勘察包括了坑探、鉆探和物探等,勘察人員要在調查巖土性質的基礎上選擇合適的勘探方法。現場試驗和室內試驗主要是確定地質的強度參數、物性指標、滲透性參數和應力、固結變形參數以及應變時間參數等,而現場監測主要是對巖土荷載以及環境影響進行分析評價,避免不良影響的產生。
2.2 控制性勘探點
地質勘察的質量直接影響著水利工程地基處理的質量,勘察人員要按照《水利水電工程地質勘察規范》來確定控制性鉆孔和一般性鉆孔,對鉆孔比例進行控制。控制性勘探點主要是針對初步勘探來確定,詳細勘察中不需要確定控制性勘探點。此外,勘察人員還要對地質進行評價,確定水利工程施工場地地質的穩定性和承載力,對巖土變形進行事先分析,確定巖土的壓縮指標和強度指標,評價地基穩定性。
2.3 巖土承載力確定
巖土工程承載力的確定方法有多種,首先是根據漢森公式等來進行地基極限承載力的確定,安全系數取值和工程的荷載性質、安全等級以及抗剪強度指標相關,安全系數一般是 2或者3。勘察人員可以根據巖體抗剪強度指標來確定地基承載力的特征值,確保工程地基的承載力能夠滿足施工的要求。其次,勘察人員可以根據荷載試驗來確定,通過原位測試來進行分級加載,在測定沉降量的基礎上來確定地基的整體承載力。
2.4 地下水確定
勘察人員在勘察期間要對地下水的高程以及水位進行確定,地下水豐水期和枯水期的水位對施工的影響很大,受工期的限制,地質勘察人員可以去相關部門搜集資料,掌握地下水變化的規律和信息,采取合適的地基處理措施。此外,勘察人員還需要對地基的滲透系數進行確定,其確定主要是通過室內試驗和現場試驗的方法來確定,現場試驗的準確性和科學性較高,可以采用室內試驗和現場試驗的方法來確定。
3 水利工程地質勘察與巖土治理中應注意的問題
3.1 水文地質的評價
水利工程地質勘察的目的,就是對于一些不良地基所進行的處理,從而提升地基穩定性與整體的承載力。勘察人員需要對其水文地質來進行合理的評價,來避免其設計的漏洞與其他狀況。水文地質方面的評價還包含地下水,對工程以及周遭建筑物等方面的影響,地下水對要建造的水利項目的影響,還要進行合理預測,核查好與其有關的水質等問題,規劃和制定完善的水文地質有關的資料。從水利工程施工角度來看,勘察人員需要對其巖土體進行有效合理的分析。對巖土體產生的不良作用來進行確定,對地下水進行富水性與滲透性的試驗,才能避免其人工沉降所造成的不穩定的影響。
3.2 巖土的水理性質
巖土工程的性質,是指巖土的物理性質與巖土的水理性質,巖土的水理性質是說地下水與巖土在互相作用時,所體現出的性質,水理性質不但可以導致巖土變形與強度不適,還關系著整個工程使用年限和穩定性能。勘察人員需要加大勘察,對于水理性質還要進行詳細分析,著重測試其正水體透水性和軟化性、以及脹縮性和崩解性來進行確定的,還要確定其巖土的耐水浸與耐風化等方面的能力。另外,工程勘察人員需要對其持水性和可塑性,以及溶水性來進行相關確定,提高整個工程施工的質量。
3.3 巖土測試方式
水利工程地質勘察測試包括了現場原位測試和室內測試,一般普通粘性土可以進行室內試驗,飽和度高和無粘性沉積土則需要進行現場的測試,對巖土的壓縮性、強度以及密實度進行研究。研究的方法包括了圓錐動力研究、十字板剪切研究、標準貫入研究以及波速控制研究。首先,圓錐動力研究是指將圓錐的探頭植入土中,對地基進行分層研究,該試驗的設備較少,操作方便,但是也具有準確性不高的問題。其次,十字板剪切研究要首先清理干凈套管,將十字板通過套管壓入土中,測試地質的受力狀況。再次,標準貫入研究適宜的土層較廣,比較適合砂土和粉土使用,但是也存在離散性大的缺點。因此,勘察人員要選擇合適的勘察方法來做好地質勘查工作,提供巖土治理的方案與建議。
4 結語
總之,水利工程的施工建設是關乎國計民生的重要項目。同時水利工程勘察工作的開展,還面臨著任務重、環境差和難度大等問題,同時巖土治理問題也直接關系到水利工程質量,因此在水利工程施工之前,就需要對其進行地質勘察,對巖土進行針對性治理,提高其整個工程的質量。
參考文獻:
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1水利工程基坑地質情況分析
水利工程地基可分為不適水、弱透水和強透水[1],不同的地基土質情況對于排水要求是不同的,對于條件允許的水利工程,可采用手搖鉆探、挖坑等方法采集土樣,搜集地下水位、地基不同高程和各部位的土質、水文等情況,為基坑開挖施工排水和確定邊坡提供重要參考依據。同時,由于水利工程施工現場情況比較復雜,施工單位無法全部了解清楚,再加上江河湖泊沿岸的土質不均勻,因此水利工程基坑開挖時,應適當留出一些余地,因地制宜,具體問題具體分析,結合基坑開挖施工實際情況,采取有效的維修補救措施。
2水利施工的基坑排水措施
(一)合理設計降水方案
水利施工中基坑排水可采用管井井點降水、明溝降排水兩種方法,對于降水深度較小的水利工程可采用基坑明溝降排水方案,結合水利工程的降深要求和施工現場地質特點,采用管井井點降水方法,合理進行明溝排水設計。
(二)明溝排水施工
水利施工中的基坑排水主要包括基面和周邊滲水、施工期雨水、圍堰積聚余水,結合水利工程基坑施工現場的地形、施工工期、土質、開挖深度、基坑范圍、積水情況等,采取有效的排水措施。完成圍堰后,應及時將基坑積水排出,科學利用施工現場的地形地貌,向水位較低的下游進行排水,剩下的水經過排水溝導引到排水井或者低洼處,利用水泵設備將水排出,使基坑盡快固結干燥,全面了解情況,做好施工準備。同時,水利施工中還需經常排水,如基坑和圍堰地下滲水、雨水等,盡量利用地形優勢進行自排,例如,在基坑周圍的等高線上開挖排水溝,將滲水和雨水用水泵或者自流排出,采用科學合理的布置形式:其一,基坑滲水量較小,在下游設置集水井,在基坑縱向軸線上,由上到下設置排水溝,開挖多條橫溝,將滲水引到縱溝,使用水泵將水快速排出。
3粉砂和粉土基礎降低地下水位
在水利工程施工中,若粉砂和粉土基礎的地下水位較高,在開挖基礎過程中,一旦發生滲水,容易造成管涌、流砂,給后期施工造成較大困難。產生管涌的內因是由于粉土和粉砂的顆粒粒徑較細,滲水出溢坡降比較小,外因是由于地下水位較高,出溢坡降滲水遠遠超過粉土和粉砂的承受范圍。為了確保水利工程的順利施工,在粉土和粉砂地基上進行施工時,必須注意降低地下水位,可采用柴梢、鋪墊砂礫反慮層、放緩邊坡等方法,避免發生管涌和流砂。同時,優化水利工程基坑施工工藝,合理設置基礎結構,在沉井或者沉箱中增加水力進行充填,避免由于排水造成水力施工困難,還可在基坑周圍設置射流裝置或者井管排水系統,可實現良好的排水效果。
4井管施工
水利工程施工可采用鉆井工具或者水沖深井,大鍋激錐造孔直徑50~60cm,井管外徑約30~50cm,為了防止在造孔過程中井壁發生坍塌,使用水泥砂漿進行固壁,從施工開始到完成造孔,應確保地下水水面低于孔內泥漿面,當鉆孔深度達到水利工程施工設計要求時,應將井管立即下放,首先將混凝土底管進行下放,然后將無砂混凝土管沉放在中間位置,將透水性好、澆筑質量高的井管放置在下部,普通材質井管放置在上部,井管安放過程中,把細鋼絲繩穿入底部吊環,設計活口的鋼絲繩,用插釬在管內進行固定,從管中將副繩引出,通過人力或者絞車進行控制,逐節下管,當管子上口達到指定高度時,將每節管子進行固定,管口沖洗干凈晾干,涂抹水泥或者瀝青,按照4:3:3的比例,配置膠黏劑,然后安裝下一節井管,用熱膠黏劑涂抹縫口,用粗布或麻袋片或者鋼絲繩將上下管接縫纏好,使用寬2~3cm、長20~30cm的木板或者竹片粘貼在管子外壁,確保管子垂直,完成全部井管后,在底管內鋪墊一層厚度約50cm的黃砂,再鋪填一層碎石、細礫石,用粗砂對井管和鉆孔之間的間隙進行回填,在排水過程中發揮濾水攔砂的作用。如果濾料顆粒粒徑比較粗,使用玻璃絲布或者塑料窗紗布包裹透水管,使用鉛絲箍緊,將井管四周填實并且進行固定,拉出鋼坤繩,拔掉插釬。
5結語
關鍵詞:水利工程;基坑排水;施工技術;
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一、確定基坑排水降水方案
水利工程的基坑排水施工,絕不能墨守成規一成不變,總是參考別人進行生搬硬套的,水利工程的基坑排水施工要根據具體的問題具體進行分析,還要對施工前的地基土質、水文等各種資料進行總結,加之當地相關部門對往年對此的統計數據和工程本身的特點要求等作為重要參考數據。除此之外,我們工作人員還要注意到一個地區的地質復雜情況,有些地區地質以砂土為主,有些地區以礫石為主,根據地質多樣性應當采取不用的排水方法處理。明溝排水的方法一般是針對對基坑排水技術相對來說要求不高的工程。而對于基坑排水要求較高的工程,明溝排水已經難以滿足其要求,那么可以選擇人工截滲降排水。實踐證明,采用不同方法分別對待都取得了較好的效果。
1、降深要求
由于基坑開挖需挖穿填土層進入強透水性的砂層,基坑的涌水量較大,為保證基坑開挖的安全,坑壁結構的穩定,避免涌水和流砂的發生,降水設計時,將基坑降水和基坑支護的施工降水作統一考慮,務必保證地下水位降到基礎樁承臺底0.5m以下,且基坑中心線處的降深要求應低于開挖基底不少于0.5m。
2、降水方案
目前,深基坑降水比較常用的有明溝降排水和管井井點降水。其中基坑明溝降排水比較適用于降水深度不大的工程。針對某地區的地質的特點及降深要求,設計上采用管井井點降水進行基坑降水,并同時設計明溝排水,明溝排水只是收集基坑中和坑壁局部滲出的地下水和施工時的其它地下水。
二、排水施工
1﹑明溝排水技術介紹
水利工程對基坑排水要求不高時我們可以采取明溝排水方案。明溝排水技術的施工過程中,為節省不必要的開支,應當利用其本身的地形條件來自排水,然后其余的滲水通過排水溝集中流入水井中,然后用水泵將這些余水抽到別處利用。明溝排水應當要做好提前準備,只要一有條件,就要馬上進行,這樣,基坑能時常保證其干燥,從而便于對基坑周圍的地質和水文條件進行勘察,為下次排水做好準備。
根據工程的不同情況,可以采取三種形式布置排水溝。針對通常情況,可以將排水溝設計在基坑的周圍,將水自高向低用水泵將其引入水井中將其排出;如果地形條件較差而且地下水位較高,基坑需要挖的較深,可以通過其地形的等高線,在相同等高線上層級設置排水溝,引入其對應的水井并將其排出;在地質條件較好地區,基坑不挖那么深,滲水也不嚴重時,則不用設計那么多排水溝,設計一條或數條排水溝將水引入水井中將其排出。
排水技術要利用地勢原理將其由上引致下,所以,排水溝的設計一定要有坡度,在保證工程全面完成的前提下,排水溝的寬度也應當和排水量做到相適應,水井的深度也要能夠滿足排水量的需求。
2、粉土和粉砂基礎降低地下水施工
位于地下水位較高處的粉土和粉砂基礎,在基礎開挖過程中,由于滲水作用容易發生流砂、管涌,給施工帶來很大困難。造成管涌的外因是地下水位高,滲水的出溢坡降超過粉砂粉土的允許范圍,使土粒隨滲水移動,其內因是粉砂粉土顆粒細而均勻,允許的滲水出溢坡降較小,因此在粉砂粉土地基上施工,為了保證施工順利進行,降低地下水位是一項關鍵措施。如采用放緩邊坡、鋪墊砂礫反濾層或柴梢等防止流砂和管涌的辦法,工程量相應增加,既不經濟,又對施工造成干擾,效果不理想。近年在濱海地區修建涵閘時,一方面從施工工藝或基礎結構上采取措施,如沉箱或沉井加水力沖填等施工新工藝,盡量減少和避免因排水造成的困難;另一方面就是在降低地下水上下功夫,如在基坑周圍設井管排水系統或射流裝置排水,都能取得很好效果。
三﹑人工截滲降排水技術介紹
水利工程對基坑排水要求相對較高時,明溝排水技術已經無法滿足排水要求,這時,我們需采用人工截滲降排水技術。簡而言之,人工截滲降排水就是在基坑的周圍設置數個排水井或者水管抽水,達到控制基坑滲水的方法
1、井點法
在此也有兩種方法,對于相對小型的水利工程,基坑的深度不是那么深,地下水位也相對較低,這時可采用在基坑周圍設置幾個井點,用水管將各井點連接成一個系統,用水泵將其抽出,此謂之井點法。井點也可不必只連成一個系統,可以通過三通、五通管等連接,分成幾個排水體系,用水泵進行分別抽水。井點的管子可用一般材質的塑料管,通過壓水井下塑料管的方式將管子放到井里,花管用紗布包住其外部,管子與井壁之間用粗砂填充空隙作為反濾料。當土壤較為滲水,基坑的范圍也較大時,管子應換成鋼管,根據不同的圖層滲透系數,可采用不同的井點。
2、井管法
當土壤的滲水系數較高,地下水位降低的要求較高時,可在基坑周圍采用沖擊鉆開鑿數個井口,用混凝土濾管置其底,用水泵對每個井口單獨進行抽水,在濾水管每隔六米處安放一組扶正器防止濾水管偏位,此種方法謂之井管法。
四﹑開挖排水溝、集水管施工過程中的幾點注意事項
1、水利工程整體優先
排水溝和集水管的設計不用干擾水利工程的整體施工,一定要有坡度,以便集水,水溝的寬度和深度均要與排水量相適應,出于排水的考慮,基坑的開挖范圍應當適當擴大。為了經常保持排水溝暢通,需有專人負責,做好清理和維修工作,洗井方法應根據含水層地層情況、鉆進時間、泥漿使用等情況確定,對成孔時間長、泥漿消耗大的井,采用活塞、空壓機、提桶、水泵聯合洗井,活塞洗井破壞泥皮拉實濾料,空壓機振蕩洗通水道,排出管內沉淀。
2、水泵安排有講究
水利工程建成后,要根據抽水的數據結果來選擇適當的排水泵,一味的大泵并不一定都好,因為其抽出水量超過其正常的排出水量,其流速過大會抽出大量砂石。并且管壁之間要有過濾器,在管井正常抽水時,其水位不能超過第一個取水含水層的過濾器,以免過濾管的纏絲因氧化、壞損而導致涌沙
3、防備特殊情況,以備不時之需
為防止基坑排水任務重,排水要求高,必須準備一些備用的水泵和動力設備,以便在發生突發地質災害如暴雨或機器故障時能立即補救。有條件的地區還可以采用電力發動水泵,但是供電要及時,還要保證特殊情況發生時,機器設備都能及時撤出,以免損失擴大。
因些,基坑排水工作的科學方案能保證一個水利工程的穩固,并為其施工提供良好的基礎條件,妥善處理好基坑的排水問題,可謂之解決水之源、木之本的根基問題。排水系統的科學設計,能夠保證地基不受破壞,也能增強地基的承載能力,從長遠意義上講更可以減少水利工程的整體開支,如果基坑排水問題處理不當,會給水利工程的運行帶來巨大的安全隱患,增加了將來對水利工程的維護成本,也降低了水利工程的質量。
結束語
綜上所述,基坑排水技術的設計,要根據土壤的滲水系數來決定,但是地質條件有其特殊性和變化性,有關的技術測量扔不能完全精準的得出最后結論,從而使目前基坑排水技術工程的設計在技術、經濟上不夠合理的情況相當普遍。因此對基坑排水技術的設計絕不能含糊,在多次測量和多種數據下仔細得出最后數據,對基坑排水技術的設計更不能打球,為防止突發狀況,一定要留有余地,做好配套的預留措施,做到有備無患。
參考文獻:
[1]郭勇剛,姚虹軍.水利工程基坑排水施工設計與施工技術分析[J].鐵道建筑技術,2009,(2).
[關鍵詞]水利工程;設計研究;可持續發展
1、水利工程概述
水利工程又叫做水工程,是用來調配、控制地下水與地表水,以期達到興利避害目的而修建的工程。水利工程的施工內容包括修建溢洪道、壩堤、魚道、進水口、渠道、筏道、水閘、渡漕等建筑物,為灌溉、防洪、發電和供水服務。水利工程具有以下特點:第一,具有較強的綜合性和系統性。自身具有綜合性特點,各項服務目標既相互矛盾,又緊密聯系;第二,對環境影響較大。水利工程既能通過建設任務對當地社會和經濟產生影響;第三,工作條件復雜。水利工程自然條件無法確定,工作條件極為復雜;第四,水利工程效益影響較廣,具有隨機性特點;第五水利工程規模較大興建時應該按照有關標準和基本建設程序進行。
2、水利工程施工中的常見問題
2.1材料設備短缺:對于小型的水利工程企業來說,資金相對短缺,致使投資的成本小、運轉周期短,而且需要的設備相對簡單。陳舊的設備。嚴重影響了水利工程施工質量,還可能給水利工程運營造成安全隱患和安全事故。
2.2管理體制有待完善:許多水利工程施工項目的管理存在分工不明確、責任劃分不清等問題,一定程度上阻礙了項目工作順利開展,限制了管理人員職責履行,制約了水利工程施工進度和質量。
2.3管理人員素質偏低:大部分企業管理人員的管理水平較低,這些管理者依賴團隊管理,不能更好地履行管理職責,有些企業的管理人員素質較高,具備較高的技術水平與管理能力,但對工程質量、工程成本和施工進度缺乏統籌規劃管理,一些管理人員的理論管理能力與實踐相脫節,阻礙了水利工程施工管理的發展。
2.4監管效果不佳:一些水利工程施工管理人員對施工管理認識不足,一味追求工程利潤和工期進度,對水利工程監管放松警惕,影響工程施工質量,導致安全問題頻出。
3、工程和水文地質條件
3.1工程地質條件:主要包含水文地質、地質結構、地形地貌、建筑材料等。水利工程建筑地基一般是巖石和土,其類型對工程的安全穩定以及技術、經濟等方面都有重要影響。一般來說,巖石的巖體結構主要是第四紀土層,并且包含各種類型的土層特征、變化以及空間分布。工程地質結構按構造形態可以分成褶皺、傾斜、斷裂三種構造。地貌地形主要是指地表形態以及類型,具體指地表森林植被、山脈和水系以及建筑分布。
3.2水文條件:主要包含地下水水質、水運動特性、巖層的透水和溶水性、含水層的厚度以及隔水層的深度。水文條件對壩基的穩定性、水庫嚴密性以及地下水影響等工程相關因素都有極大影響。另外,對于建筑材料,施工單位要對材料開采、質量以及運輸等進行詳細勘察,以保證施工過程高效且順利進行。
4、工程地質問題分析
4.1壩體地質問題:在水利水電工程,針于不同類型的壩型,由于地質要求不同,導致工程施工的工作特點也不相同。如果大壩的巖體存在某些地質方面的缺陷,那么在工程施工中就可能導致壩基的滲漏以及穩定性問題。由于地形地貌、地質構造以及巖體結構的影響,大壩的邊坡就可能出現錯落、傾倒等現象,另外如果有泥石流的發生,也會對邊坡產生極大程度的破壞。邊坡的變形以及破壞。
4.2水庫地質問題:水庫主要有地面水庫和地下水庫兩種類型。水庫在進行蓄水以后,水庫周圍的地質條件以及環境都會產生極大變化,比如水庫以及地下水的的水位升高或是風浪的沖蝕作用,就會產生諸如水庫浸沒、淤積、滲透等問題發生。
4.3軟土基坑地質問題:軟土基坑問題主要包括邊坡的穩定問題以及基坑的降排水問題。針對邊坡問題,工程施工時,采取了設置保護面、保護坡度、減低水位等措施。針對基坑降排水問題,可以使用細砂或是粉砂土層作為邊坡,以及使用粘性土作為基坑,并且一定要保證基坑干燥。對于降排水處理方法,一般有人工降水以及明排法兩種。
5、水文地質問題分析
5.1山區地質災害:在某些地區,由于地面結構等活動比較頻繁,會引發眾多地質災害,比如泥石流、崩塌、滑坡等,給工程施工帶來極大的困難與不便。另一方面,由于對地下水的過度開采,又導致了地下水位的急劇下降,甚至是導致地面的沉降以及地裂災害發生。這些現象的發生,毫無疑問又會極大影響工程施工。近年來某些地區地裂以及地面沉降問題比較嚴重,相關單位正在采取地下水的回灌等措施來緩解這種現象。
5.2水土流失:在一些地區,由于在雨季時降水比較集中,如果該地區又正好植被比較稀疏的話,就極容易產生水土流失的現象。另外,也由于目前很多地區過度放牧、濫砍濫伐現象的增多,水土流失的問題就往往更加嚴峻。再加上某些地區,企業只注重眼前利益,并不考慮長遠發展,進行了大肆開發,嚴重損害了地區生態平衡,使水土流失現象更加嚴重。這給工程施工帶來了一定不利影響。
5.3隧道勘測:很多地區各類水利工程修建都會遇到隧道修建工程。某些地區,地質結構塊體的邊界是以走滑斷裂以及逆斷裂為主,是板塊運動十分劇烈的場所,所以它的南水北調等工程一般都是采用隧洞的形式。在這些工程的施工前,一定要做好地面的勘測工作,主要包括儀器設備的勘測、人員素質的勘測以及選擇適合的勘測方法等。
5.4高邊坡的問題隨著水利工程建設不斷向西部擴展,很多工程項目都面臨著各種地形的高邊坡的穩定問題。有些邊坡高度過高,工程施工的地質條件也比較復雜,就會成為具體施工過程中急需解決的一個重要問題,高邊坡的地質力學、變性破壞以及荷載控制等問題,都是工程研究中需要迫切解決的關鍵性的問題。
6、水利工程施工的管理措施
6.1建立健全管理體制:完善管理制度,明確施工責任人,嚴把質量關。第一,招聘具有專業水準和專業技能管理人員,提高管理水平。第二,把責任落實到每位員工頭上,責權制度明晰,提高規范管理水平。第三,建立問責制度,及時追究相關責任人的工作疏漏責任,規范管理人員的管理工作。
6.2提高管理人員素質:加強對水利工程施工管理人員的培訓,提高安全施工質量和施工技能,保證工程施工的效率和質量,減少乃至避免施工事故。
6.3加大監管力度:水利工程施工應該預先做好預算、控制和規劃,在施工現場嚴格進行檢查,施工工程驗收時嚴把質量關。第一,崗前教育培訓,保證施工進度和效率。第二,施工方、設計方、建設方與監理方通力合作,合理制定施工規劃和具體施工技術流程。第三,加強施工現場管理,提高水利工程施工質量。
關鍵詞:水利工程防滲設計施工技術應用
水利工程的環境地質是工程建設環境和地質環境兩個系統的疊加,是工程化的地質環境,兩者之間相輔相成、相互制約,構成統一的系統。具體表現為水利工程環境適應地質環境和地質環境制約水利工程環境的關系。水利工程防滲設計施工技術處理中,要充分考慮影響水利工程的環境地質問題。
一、從環境地質的情況分析水利工程的特點
水利水電工程,規模宏大對環境的影響十分廣泛。并且水利工程具有許多特殊、嚴格的要求,因此不同于其它一般工程。從地質角度來看,這種不同主要表現在以下幾個方面。
1.對環境地質影響的普遍性和深遠性
水利工程,不僅包括巨大的攔水建筑物,引水、導水建筑物,還會形成被攔蓄的巨大水體。
它們以附加應力的形式作用于地殼表層;這種附加應力不僅由建筑物和水體的自重引起,還應包括水體的側壓力、滲入地下引起的滲透壓力,新增風浪壓力,甚至包括水體滲入地下誘發地震引起的地震力,開挖人工邊坡、地下洞室引起巖體應力重分布而出現的附加應力等等。
在水工建筑物和庫水形成的附加應力(形變)、滲流場作用范圍內,工程的地質環境條件將發生一系列極其復雜而深刻的變化,如重力壩壩基將可能出現沉陷、剪切滑移、旋轉運動;拱壩拱座的壓縮和剪切變形;壩基、庫岸滲漏和滲透變形;工程活動過程中斜坡變形破壞;特有的圍室洞巖變形破壞;水庫蓄水還可能引起庫周圍水文地質條件的巨大變化,并可能導致水庫誘發地震,大面積砂土液化,降低區域穩定性,誘發庫岸斜坡失穩,形成浸沒等等。所有這一切,遠非其它工程所可能比擬。尤其是這些反作用不僅危及工程本身,還會影響人類的生存和其它經濟活動。此外,水利工程還會影響水文、氣候、生物?并間接影響地質環境條件。總之,影響的普遍性、深遠性是十分獨特的。
2.環境地質的嚴謹性
由于水利工程對地質環境影響極其普遍、深遠,其反作用又嚴重威脅工程的安全穩定,因此,為了保證工程活動的安全,運行的穩定,水利工程對地質環境的質量、容量,必然要提出特殊的要求,遠非其它工程所可以比擬。
3.對環境地質條件改變的復雜性
環境地質的質量和容量,能完全滿足水利工程要求的情況,是非常罕見的,目前水利工程的選址更多取決于經濟地理環境條件,地質環境條件在選擇中的權值已經下降;隨著水利水電工程的規模越來越大,改造地質環境條件以適應工程需要的任務會越來越重。因此在興建這類工程的過程中,保護地質環境、減少以至消滅地質災害的任務也日益突出。
二、環境地質對水利工程的影響
環境地質對水利工程的影響,則主要表現為滑坡、泥石流等動力工程地質現象和地面沉陷、黃上濕陷、砂土液化、水庫邊岸再造等各種地表變形破壞,還包括地表巖土體的性質變化(地下水位上升促使的沼澤化、土壤鹽漬化等)。
主要調查研究和預測這些地質現象的發育規模、發展速度及趨勢,并提出相應的工程技術措施來防止或減弱這些變形破壞。
1.水體環境在坡體滑動中起著不可估量的作用。主要是由于存在水及水的作用,減少了巖土體的抗剪強度,增加了上浮力和裂縫水壓力,從而減少了坡體的穩定性。特別是破碎帶,軟弱夾層,風化作用形成的風化裂縫、風化夾層地下水作用形成的泥化夾層等均為易形成滑動面的構造面,這些構造面結合水系的作用無疑是雪上加霜,加劇了動力工程地質破壞。滑坡基本都與地下水系和地表水系的分布、存在的方式、運動方向或趨勢等方面關系密切。
2.由于水利工程的施工是將水位抬高,使得原來土體飽和而軟化,含水量升高,內聚力和內摩擦角減小。臨近水系的建筑工程測量和設計也應該考慮這方面因素的影響。
3.水利工程環境地質在黃土地區的勘察。由于特有氣候條件而形成的微觀結構,還得考慮地下水位的上升引起的濕陷性,使建筑物加大沉降或開裂同樣也會造成地面沉降。
4.環境地質的砂土液化問題。從水庫功能、經濟、技術等方面研究得出,對重要性水工建筑物必須進行抗震設防設計。
5.環境地質對于水庫工程的影響,庫周的岸坡存在邊坡再造問題。
6.環境地質對蒸發作用強烈的干旱或半干旱地區的影響,由于水利工程的興建,使地下水位升高,埋藏淺,促使地下水通過毛細作用上升至地表附近而蒸發,使土壤和地下水中所含有的鹽分隨毛細管上升于土壤表層聚積形成土壤鹽漬化。
7.環境地質沼澤化的影響。由于滲漏或水位上升造成周邊或下游一些低洼地長期積水。在濕生植物作用和厭氧條件下造成土壤的沼澤化。
8.以上均為水利工程水位上升后受環境地質制約所產生的影響。
根據水利部新時期治水思路,作為水利工作者必須承擔起水利建設與生態保護兩副重擔,要深入研究環境地質對水利工程的影響。規劃設計、工程建設、運行管理等各個階段都要重視生態環境的變化,并提出相應的對策和措施,為水利環境地質問題研究的深入開展和全面發展提供良好的條件。
三、水利工程防滲設計處理與施工技術應用
我國的小型水利水電樞紐工程為數眾多,它們分布廣,壩型多樣,發揮著防洪減災的重要作用,同時為農業灌溉生產和人民生活用水以及工業用水提供水源。然而,病險水利水電樞紐工程最主要的病征是滲透問題,有地基(包括壩肩)滲透和壩體滲透。根據不同的壩型、壩基和病因情況,應采取不同的處理方法。常用的是防滲墻和灌漿。
1.防滲墻類型及其特點
防滲墻一般要求墻體厚度小、滲透系數低、柔性強、耐久性好及單位面積造價低。防滲墻施工有多頭深層攪拌水泥土、鋸槽法、鏈斗法、薄型抓斗、射水法和倒掛井法等成墻工藝。
(1)多頭深層攪拌水泥土成墻工藝多頭深層攪拌樁機一次多頭鉆進,把水泥漿噴入土體并攪拌,使土體與水泥漿液混合固結成一組水泥土樁,樁與樁搭接形成水泥土防滲墻,目前最大成墻深度為22m,水泥土滲透系數0.3MPa.其優點是施工簡便、無泥漿污染、造價較低,適用于粘土、砂土、淤泥和砂礫層(砂礫直徑小于5cm)。實踐證明,多頭深層攪拌水泥土防滲墻防滲效果明顯,在地下防滲工程中質量可靠,投資最經濟、最有效,具有一定發展前景。
(2)鋸槽法成墻工藝在先導孔中,鋸槽機的刀桿以一定的傾角一邊作上下往復切割運動,一邊以0.8-1.5m/h的速度(根據地層狀況)向前移動開槽;被鋸切割下來的土體可由反循環或正循環方式的排渣系統排出槽外,并采用泥漿護壁。澆筑塑性混凝土,形成寬度為0.2-0.3m的防滲墻體。鋸槽機由行走底盤、動力及傳動系統、刀桿及支架加壓系統、排渣系統、起重設施及電氣控制系統組成;傳動方式有機械式與液壓式2種。以不同規格的刀桿進行組合,開槽寬度可達0.2-0.5m、深度達到40m.鋸槽法的優點是連續成槽、工效高、墻體連續、質量好,并且成墻深,適應于粘土、砂土和卵石粒徑小于100mm的砂礫石地層;還可以采用自凝灰漿、固化灰漿形成不同強度和抗滲指標的防滲墻。
(3)鏈斗法成墻工藝由鏈斗式開槽機排樁上的旋轉鏈斗取土,同時將斜放的排樁下放到成墻深度,開槽機前進開挖溝槽,并采用泥漿護壁,其澆筑混凝土方法類似鋸槽法。鏈斗式開槽機的開槽寬度為16-50cm,深度可達10-15m.適應于粘土、砂土和粒徑小于槽厚的、含量小于30%的砂礫石地層。
(4)薄型抓斗成墻工藝采用斗寬為0.3m的薄型抓斗挖土開槽,泥漿護壁,澆筑塑性混凝土或用自凝灰漿形成薄壁防滲墻,最大成墻深度可達40m.適用于粘土、砂土及卵石和砂礫的含量與粒徑在一定范圍內的土層。
(5)射水法成墻工藝射水法成墻設備主要由造孔機、混凝土攪拌機和澆筑機組成。利用造孔機成型器內的噴嘴,射出高速水流來切割土層,成型器上下運動切割修整孔壁,采用泥漿護壁,正循環或反循環出渣。槽孔形成后,澆筑水下混凝土或塑性混凝土,形成薄壁防滲墻。成墻厚度為0.22-0.45m,深度可達30m。成墻垂直精度可達1/300,適應于粘土、砂土和粒徑小于100mm的砂礫石地層。在1998年歷史罕見的特大洪水過后,在長江、贛江、鄱陽湖等國內重要堤防加固工程中,射水法得到廣泛采用,取得了較好的社會經濟效益。
2.灌漿類型及其特點
土石壩壩體、壩基防滲處理中灌漿方法主要有均質土壩及寬心墻壩的壩體劈裂灌漿、高壓噴射灌漿、壩基卵礫石層防滲帷幕灌漿等。
(1)土壩壩體劈裂灌漿土壩壩體劈裂式灌漿是運用壩體應力分布規律,用一定的灌漿壓力,將壩體沿壩軸線方向劈裂,同時灌注合適的泥漿,形成鉛直連續的防滲泥墻,從而堵塞漏洞、裂縫或切斷軟弱層,提高壩體的防滲能力,并通過漿、壩互壓和濕陷,使壩體內部應力重分布,提高壩體變形穩定性。針對裂縫的局部灌漿,在可能有裂縫的區域,均勻布置類似固結灌漿的灌漿孔群;對壩體施工質量差,甚至出現上下游貫通的橫縫,一般應做全線的劈裂灌漿。我國廣東省寶樹水庫用土壩壩體劈裂灌漿技術來解決土壩壩體的滲漏問題,結果表明灌漿后壩體密實度得到提高,滲透系數降低,背水坡濕潤滲水現象消失,壩體滲流量減少70%以上。
(2)高壓噴射灌漿高壓噴射灌漿防滲是借助于高壓水泥漿液射流沖擊破壞被灌地層結構,使水泥漿液與被灌地層土顆粒摻混,形成壁狀固結體而起防滲作用。根據被灌地層結構和防滲要求不同,又分為定噴、擺噴和旋噴。高壓噴射灌漿防滲處理的優點是:設備簡單、工效高、料源廣、造價低,搭接防滲的效果好。缺點是:機具較多、對地質條件的要求較高,控制不好易在較大(>200mm)顆粒背后形成漏噴現象。
(3)卵礫石層防滲帷幕灌漿卵礫石層的防滲帷幕灌漿大都采用粘土為主加少量水泥的混合漿液進行灌注,不同于在巖石中灌漿。卵礫石層灌漿難以形成自立的鉆孔,故常采用套閥式灌漿、循環鉆灌閥跟管灌漿、打管灌漿的方法。因受地質條件的限制,不能有效控制漿液的填充范圍,為達到相對較高的防滲標準,常需采用3排以上的灌漿孔。隨著防滲墻技術的日益成熟,目前較少采用該方法,僅用于當灌漿作為補充勘探的手段,同時兼顧防滲處理,可以更加準確地針對發生集中滲漏的地點,通過少量的灌漿使問題得到解決的情況下。
(4)控制性灌漿控制性灌漿是近年來提出的一種改進型灌漿工藝,是對傳統灌漿工藝的一種調整,通過控制漿液壓力和流量,在保證質量和效果的前提下,有效控制灌漿范圍,節約時間和投資。
關鍵詞:水利工程;生態;生態保護;實踐
中圖分類號:X3 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3198(2010)11-0355-01
1 水利工程建設對生態環境的影響
水利工程建設對生態環境產生著重要影響,包括移民問題,泥沙與河道的影響,氣候、水文、地質、土壤、水體、和生物物種的影響,以及對文物和景觀的影響、對人群健康的影響等。一般情況下,地區性氣候狀況受大氣環流所控制,但修建大、中型水庫及灌溉工程后,原先的陸地變成了水體或濕地,使局部地表空氣變得較濕潤,對局部小氣候會產生一定的影響,主要表現在對降雨、氣溫、風和霧等氣象因子的影響。水庫修建后改變了下游河道的流量過程,從而對周圍環境造成影響。水庫不僅存蓄了汛期洪水,而且還截流了非汛期的基流,往往會使下游河道水位大幅度下降甚至斷流,并引起周圍地下水位下降,從而帶來一系列的環境生態問題。淤積帶延伸到上游,兩岸地下水位也隨之抬高,從而造成兩岸農田次生鹽堿化的問題。水庫、閘壩建成后,水流流速減小,自凈能力降低,同樣排污置條件下,水體污染加劇,水質趨于惡化。修建大壩后可能會觸發地震、塌岸、滑坡等不良地質災害。水庫蓄水也會引起庫區土地浸沒、沼澤化和鹽堿化。魚類尤其是洄游性魚類、水生植物、動物、微生物都可能因為洄游通道阻斷、覓食產卵場消失、
水利工程建設對生態環境的影響隨著公眾環保意識的提高日益受到關注,“怒江水電開發規劃”、“溪洛渡、向家壩電站建設”、“岷江楊柳湖水利樞紐工程論證”等項目與生態環境保護的矛盾受到社會的熱切關注是這些問題的集中體現。一方面,我國的現代化需要水利水電資源的開發,另一方面,水利工程建設帶來的生態環境問題關系到流域可持續發展,實現水利水電開發與生態環境保護協調發展是時代的要求。如何協調水資源開發利用與生態環境保護的關系,做到人與自然和諧共處,是未來水利工程建設必須考慮的問題。
2 應對水利工程建設對環境的負面影響
2.1 加強負面影響的調查、分析與評價
興修水利工程的目的本為改造水環境使之向有利于人類生存發展的方向轉化。這里所謂負面影響指的是興修水利工程所帶來對生態環境不利的副作用。這些副作用往往不容易為人們正確認識,或因出發點不同而認識有很多分歧。因此必須對水利工程的副作用有正確的評估和處理的對策。這就需要積累大量觀測調查資料,加強分析研究工作,對負面影響進行實事求是的評價,并提出正確的處理方案。目前,在水利工程的規劃設計規范中都要求進行環境影響評價,并需進行嚴格的審批。對此應予以充分重視并加強此方面工作。
我國過去出現大量的水庫移民遺留問題,主要由于國家貧困,賠償標準過低和安置不善。在總結這些問題后,近20多年來國家通過開發性移民采取后期扶持,使不少老移民得到妥善安置。近年來國家新建的小浪底、三峽等水庫移民情況已不斷得到改善。目前,我國正在實現工業化進程中,城鎮化程度不斷提高,不少農民將轉向城市打工,農業結構也在調整。還要努力提高移民素質,改善移民適應新環境的能力,并采取工業反哺農業、城市支持農村的政策,期望移民工作有一個新的提高,使占地移民問題不再成為修建水庫的阻力。
2.2 加強生態環境觀測與信息技術研究
不論是在超采地下水區還是預防水利工程引起地質災害的地區都要加強地質觀測設備的安置和記錄工作。這就需要不斷研究發展新的觀測和記錄技術以及記錄資料傳遞到觀測中心的信息技術。地下水畢竟是水資源的一個重要方面,即使在地下水超采區,不可能也不必要全部停采,而應限量開采,使采補平衡。因此各種觀測、計量和記錄設備非常必要。水利工程引起的地質災害,如水庫塌岸、誘發地震等,不少狀況是在工程修建前難以準確預測的,更需要安設多種觀測儀器和記錄設備。這些設備要耐受長時期野外嚴酷環境的考驗并能做連續的記錄,還要傳遞到遠方管理單位,使管理單位及時采取必要措施,減少或避免因之而帶來的災難。為了從宏觀和大尺度研究生態環境的變化,有必要充分利用衛星遙感遙測圖片長時期地追蹤一些地區,以利于分析修建水利工程前后,生態與環境變化的趨勢。珠江水利委員會利用遙感技術分析珠江河口變化,研究治導工程對策,已取得豐碩成果。
此外,加強多學科合作,也可以為修復或補救生態環境提供支持。在三峽工程修建時,漁業工作者曾就中華鱘保護問題做了大量工作,采取人工繁殖取得成功。南水北調工作中,生態學者對血吸蟲病是否會隨調水而轉移也做了大量工作,明確它的寄生母體釘螺不會越過緯度33°15'線而生長。其他在濕地保護,退耕還林還草等方面更需要地理學、林學、生物學多學科研究。生態環境保護需要尋找人類生存發展與環境改變最適宜的平衡點,統籌兼顧各方面的生存發展。吸取多學科的先進經驗,可使水利工程建設時減少或避免對生態環境引起的負面影響。
引言:現代水利工程建設更加注重環保理念的應用,對于流域地表水文特點進行了充分的研究,明確流域地表水文生態特征,采用綜合治理方式強化水利工程建設的影響,保證周邊環境能夠得到有效的改善。本文對水利工程建設中流域地表水文影響進行相應的分析,明確人類活動對于地表水文的影響,制定有效的措施不斷的完善水利工程建設水平。
一、人類活動對地表水文的影響
地表水文在人類活動影響下產生直接的改變。人類由地表水直接抽取生活用水,造成河流、地下水資源數量減少,在根本上改變了地表水文狀況。將生活生產工業產生的垃圾排放到地表水中,造成水資源嚴重污染,有害物質不但能夠使水中生物發生變異或者死亡,同樣人類飲用受污染的水資源之后將會影響到身體健康。在土地開發利用的過程中地表水也會受到破壞,人類生活范圍的不斷擴大,嚴重的影響到地表水資源的空間分布情況。城市化發展的過程中需要不斷的擴大生活生產用地,興建開采等活動造成的地表徑流擴大,會威脅到洪水的產生。當地表水減少之后,人類就會進行地下水的開采。大量開采地下水使地下水位下降,使水資源不能夠進行補給。同時在天然河道整治的過程中,會改變水流性質,影響到水資源生態條件。水利工程建設能夠改變水流趨勢.在興建水庫、水壩等過程中也會影響到水資源的整體劃分,水文情勢不容樂觀。
二、水利工程建設與地表水文的關系
1.水利工程建模精度分析。在進行水利工程建模的過程中需要明確人類活動對于地表水文的影響特點。這樣能夠利用影響數據對構建模型具有重要的影響。水利工程建模精度在模擬效果上更加的突出,穩定性較高,能夠為流域地表水文的影響提供相應的系數參考。根據水利工程模型對觀測物的測量,能夠表明水利工程對于徑流的影響較為明顯,并且會存在一定的差值,同時在水利工程完工之后會對地表水文進行相應的調節,通過獲取的水利工程模型結果與實際測量數據進行對比能夠清晰的顯示地表水文變化。水利工程建設中的流域地表水文模擬效果較高。
2.神經網絡模擬結果及意義。水利工程建模的過程中神經網絡模擬效果最為明顯,能夠清晰的反映出水利工程對于流域地表水文的影響。在復雜的水文條件下開展的神經網絡模擬建模不會受到水利工程建設的影響,能夠降低水文因子與徑流之間的關系效果,減弱相應的多元線性,使模型的模擬效果可行性增大。神經網絡模擬能夠對徑流的模擬更加的突出,模擬效果明顯。神經網絡模型在模擬精度上最高,能夠保證結果的穩定性。同時在水利工程建設完成之后將會獲取對非線性模擬精度。神經網絡模型在向量上能夠體現更高的效果。神經網絡模型對于流域地表水文的變化能夠呈現清晰的變化。
三、水利工程對流域地表水文的影響
水利工程建設能夠改變地表水文的空間格局,使地表水文狀況發生根本性改變。在水利工程建設的過程中,需要對土地資源進行充分的利用,這種開發將會應影響到地表的降水情況,使地表水文的分配出現問題。流域地表水文產生的旱澇現象之間的影響到人類的活動。時空節律發生的改變需要人類對于流域地表水文情況開展持續的研究,明確近地表層大氣主要成分,這樣能夠影響到地表水熱均衡的狀態。極端水文變化產生的空間格局改變將會導致自然災害的發生,同時也會使人們的生產生活受到影響。根據神經網絡模擬研究分析,溫室效應的產生與流域地表水文發生改變有著直接的關系。但是水利工程建設能夠對地表水文進行一定的調節,使人類應用水資源的能力進一步的提升。但是一旦發生資源浪費情況,將會使地表水資源受到破壞,水利工程建設只會適得其反。水利工程建設對于土地利用的情況較為明顯,直接的受到水文影響產生系統性干擾。土地利用改變的水資源空間分布將會發生資源應用混亂。因此針對水利工程建設的開展需要進行詳細的設計,保證水利工程建設對于流域地表水文的影響能夠控制在可以接受的范圍之內。
四、針對影響采取的措施
在水利工程建設的過程中可以應用補償機制,這樣能夠調節各方之間的利益,能夠在生態建設中投入更多的資金用于開展環境保護。補償機制應該建立以政府為主導,強化社會融資的新型生態建設關系。實現市場化運作.在生態補償建設上應該注重全面系統性。使各方面之間的關系能夠形成利益共同體,這樣有助于水利工程建設的開展。水利工程建設需要建立良好的監督管理機制。這是進行水利工程建設開展補償機制的重點。在解決補償過程中存在的利益糾紛,需要第三方進行監督,明確資金是否使用到位,同時對水利工程建設的影響進行全面的監督管理,這樣能夠及時的發現問題進行解決。監督管理部門應該具有法律賦予的權利,這是完善法律法規建設的重要體現。結束語:水利工程建設對周邊環境的影響較為明顯,特別是流域地表水文狀況。水利工程建設能夠滿足人們生活生產用水需求,提升經濟發展。本文水利工程對流域地表水文過程的影響進行了分析,探討生態環境狀況變化,詳細說明了人類活動對地表水文的影響,突出人類在生產生活過程中的作用效果。根據流域地表水文情況闡釋水利工程建設與流域地表水文之間的關系。水利工程對于流域地表水文的影響需要不斷的進行優化。針對不同的水利工程建設開展優化創新工作。使水利工程建設對于流域地表水文的影響能夠控制在能夠接受的范圍之內。
關鍵詞:農業灌溉;水利工程;生態環境;地下水源;地表水源;需水量;用水量;水資源
水利是國民經濟的命脈,更是農業的基礎,如何興水利除水害是水利工程中重要而難解的問題之一。
1 農業灌溉中需水量的初步估算
農業灌溉用需水量包括農田灌溉需水和林、牧業灌溉需水,是通過蓄、引、提等工程設施向農田、林地、牧地供水,以滿足作物需水要求。農業灌溉需水受氣候地理條件的影響,在時空分布上變化較大;同時還與作物的品種和組成、灌溉方式和技術、管理水平、土壤、水源以及工程設施有關。影響灌溉需水量的因素較多,難以精確預測。
1.1 農田灌溉需水量估算
農田灌溉需水量一般分區進行,各區需水量之和即為全區域農業灌溉需水量。灌溉需水量預測,涉及三個關鍵指標:一是各種類型作物的凈灌溉定額、灌溉水利用水系數和灌溉面積。在計算過程中可以先求出各種作物的灌溉面積及相應的灌溉系數,最后計算出全區總的灌溉需水量,然后對農田灌溉需水量進行預測,相應地分為水田和水澆地分別計算。
1.2 林牧漁業需水量估算
林業和牧業的灌溉需水量用水在改善區域生態環境方面起著積極的作用,特別是在“有水則綠洲,無水則荒漠”的內陸河流域發揮著防風固沙、保護農田、改善生態環境等重要的作用。林牧業灌溉的估算一般可以按照定額法去進行計算。漁業的需水量包括養殖水面蒸發、滲漏所消耗水量的補充量和換水量。可以通過公式進行計算,公式中包括漁業需水量的計算,一次補充水量、一次換水量以及補水次數和換水次數的計算。
2 生態環境用水量的估算
生態環境需水量是指為改善生態環境質量或維護生態環境質量不至于進一步下降時生態環境系統所需要的水量。生態環境需水量具有相對性,不同的生態環境保護策略(比如說改善策略、維持策略等等)下的生態環境需水量是不同的。由于缺水造成的生態環境惡化的表現形式主要有:因工業發展迅速,城鎮化進程的加快,工業和生活排放的廢水和污水大量增加,而廢水和污水的處理力度不夠所引發的水污染問題;地下水超采所引發的地面下降和海水入侵問題;河道斷流所引發的河道泥沙淤積和河口生態環境變化問題;在干旱內陸河地區出現的河湖萎縮、植被退化、沙漠化和荒漠化加劇等問題。
城市生態環境需水量主要用于維持城市清潔、綠化及河湖補水,該部分需水量屬于城鎮公共用水的一部分。工業用水和生活用水排放的廢水和污水應當通過污水治理來解決,限制污水排放。地面下降和海水入侵問題,可以通過限制地下水超采來解決,河道內用水一般是通過預留一定的下泄徑流量給予考慮。干旱區的生態環境需水量的主體為綠洲,綠洲可以分為人工綠洲和天然綠洲。人工綠洲的生態環境需水量可以分為城鎮園林綠地等景觀的生態環境需水和由護田林網、綠洲風沙前沿灌木(草類)防蝕固沙和綠洲之間的喬木和灌木防沙林帶等所構成的防護林帶生態環境需水。天然綠洲生態環境需水對象主要有:荒漠河岸林、平原區的低地草甸、河谷林、荒漠植被和荒漠中的湖泊等。目前尚無此類需要水的通用計算方法,一般是根據經驗確定的一個估計數目。
3 可供水量的分析研究
可供水量是指水資源可以被開發利用的水量。在編制供水計劃之前,必須對水源可供水情況進行分析,預計用水期內水源流量、水位、含沙量的變化情況。供水水源一般可以分為地下水源和地表水源兩大類。地下水源包括上層滯水、潛水、承壓水、裂隙水、熔巖水和泉水等。地表水包括江河水、湖泊水、塘庫水等。不同的水源,其引水,取水的方式各不相同,對水源的分析要求與方法也各不相同。
3.1 地下水利用分析
以地上水為主要水源時,開采利用的地下水應當以開發利用淺層地下水為主,而以承壓水為輔。對于淺層地下水資源的評價,必須從多年角度進行分析,使地下水資源有一個周期性相對均衡的地下水降深變化過程,并以其降深的最大值作為水井規劃和選取提水設備的依據。即擬定不同的開發利用方案,計算各年的用水量,進行地下水的多年調節計算。對地下水資源不能完全滿足用水需要的地區,可以考慮采用人工回灌措施以補充地下水源之不足。
3.2 河流水利用分析
以河流為主要水源時,供水流量分析的任務是要合理確定某一引水時段內河源的平均來水量及其季、月、旬(或五日)的流量過程。河源的供水量最好是根據氣象、水文的預報來確定。對于缺乏預報資料的情況,一般可根據渠首水文站多年觀測資料用經驗頻率方法進行分析確定。觀測期限越長,河流水文資料越多,則分析成果的準確性也越大。一般至少應有連續10年以上的觀測資料。在選擇設計水文典型年時,首先求出各年實測水源的年平均流量,然后按遞減順序排列,同樣用可以求出相應于某一頻率的排列項次,與該項次所對應的年平均流量即為設計年平均流量,該年各時期的實測流量即為設計年來水流量。
3.3 蓄水(水庫、池塘)水源利用分析
【關鍵詞】基坑排水施工技術;水利工程;應用
1引言
水利工程作為城市化建設的一個重要組成部分,合理地對其進行建設,可以加快我國城市化建設的步伐,推動我國經濟快速、穩定的發展。而在水利工程建設過程中,地下水或河水會流到基坑中,不利于施工的正常進行。因此,施工過程中,會進行一定的基坑排水處理,將基坑內的水分排出,從而提高水利工程的施工質量,為之后的應用提供良好的保障。
2基坑排水的介紹
2.1基坑的類型
根據地基土質的不同,并結合相關分類規定,可以將其分為2種:弱透水基坑和強透水基坑。對不同的基坑進行排水處理時,有不同的要求。因此,在進行基坑排水施工前,必須利用手搖鉆和挖坑的方式,對不同深度的土質進行收集并檢查,為基坑排水的進行提供良好的資料,使工作人員掌握基坑土質的詳細情況,從而準確判斷基坑的類型,并根據類型的不同,選擇最適合的排水方法。而一些水利工程施工現場的土質分布不是很均勻,不利于工作人員分析基坑的類型。對這類基坑進行施工時,要留出一定的空間,根據實際施工情況,對其進行合理的處理,使排水效果更佳,為之后的建設打下良好的基礎[1]。
2.2基坑排水的類型
基坑排水過程中,根據其完成時間的不同,可以將其分為2種類型。(1)初期排水。這一排水是在基坑挖掘之前進行的,主要包括2部分:①對內部積水進行處理,將挖掘區域的積水全部清理干凈,保證基坑挖掘的過程中不受積水的影響;②對外來水進行處理,利用相應的方式將外來水阻隔在基坑挖掘區域的外部,使其不對基坑造成影響。初期排水完成后,不僅可以增強基坑的穩定性,避免發生邊坡失衡現象,還能加強基坑的滲透性能,降低滲漏問題出現的概率。(2)再次排水,這種排水是在基坑挖掘后進行的。在基坑挖掘的過程中,會受到雨水、地下水等多種因素的影響,使基坑內出現一定的積水,這些積水的存在會對之后的施工造成一定影響。因此,需要通過再次排水的方式將其排出,以避免積水對施工造成影響。
3基坑排水的方案
3.1基坑降深要求
由于水利工程是在河水內或河流邊建設的,基坑挖掘時,常常會使大量水分進入基坑內部,為基坑的挖掘與之后的施工帶來了麻煩。因此,挖掘過程中,為了提高挖掘工作的安全與穩定,通常會采取相應的支護措施對流水進行阻擋,從而阻止涌水的出現。而進行該項工作環節時,要考慮支護施工降水與基坑降水,保證其在規定的要求內>0.5m,而對于基底而言,深度要更高一些,通常要高于中心線0.5m以上,以使基坑更好地進行排水工作[2]。
3.2降水方案
基坑排水施工技術作為水利工作中應用的重要技術,主要存在2種施工技術:明溝降排水法和管井井點降水法。這2種降水方法具有不同的特點,可以在不同的情況下應用。其中,前者的應用會受到嚴重的限制,只能應用到降深較小的施工中;而后者應用范圍較廣,不僅可以應用到地質條件較差的施工場所,而且對基坑的降深無太大的要求,降深大小均可,但由于前者的操作較為簡便,對于降深較小的施工排水時,一般不會利用該種排水方式。因此,在實際施工過程中,工作人員根據工程的實際情況,要選擇最合理的施工方案。
4基坑排水的施工技術的應用
4.1基坑基礎施工技術
在實際施工過程中,不同的施工場所土質的成分存在較大的差異,其中粉土最為常見。這種土質的塑性指數較低,顆粒較粗,比表面積較小,黏粒或親水礦物含量較低,導致其滲水能力較強。如土質中粉土的含量較高時,再受到地下水位的影響,會提高施工中出現流沙問題的概率,增加了施工的難度。因此,對這種類型土質的基坑進行挖掘時,施工人員要重視上述問題,加強對地下水的監控,根據實際情況進行合理的控制,保證其在正常的狀態下,避免地下水對土質造成影響,使施工正常地進行下去,加快施工進度。另外,基坑邊坡施工時,要適當地將邊坡放緩。但是,利用該方法處理基坑時,會增加工程的任務量,提高投入成本,并且會對基坑的性能造成一定影響,不利于之后的施工。因此,需要加強對這一技術的研究,將其存在的問題徹底解決[3]。
4.2井管施工技術
利用井管施工技術進行排水時,主要通過鉆井工具施工法。首先,根據基坑的實際情況,設置合理的鉆井點,并根據井管的外徑,選擇合理的鉆井工具,通常情況下,水利工程中應用的井管外徑為45cm,選擇的鉆井工具外徑不低于75cm。然后,利用選擇的鉆井工具完成鉆井操作。在該操作過程中,為了避免出現坍塌,要用適當的水泥漿進行加固。同時,施工中發現井孔內的泥漿較高時,需降低井管的高度。鉆孔完成后,將所有井管下放,這一過程中,先放混凝土底管,再放無砂混凝土管。最后,將井管外部利用玻璃絲纏好,以免遭到破壞,并用砂石將孔隙填充,增加井管的牢固性。
4.3明溝排水施工技術
利用明溝排水施工技術時,首先,施工人員應仔細地對施工場所進行勘察,詳細了解施工場所地形和土質等基本情況,根據不同的情況,選擇合理的施工方案;其次,在挖掘出基坑后,根據“水往低處流”的原理,使積水向著低位處流淌,如不能將積水全部排出,施工人員應在基坑內部選擇相應的位置,合理挖掘排水溝,通過排水溝將余水排出。施工人員一般在相應的區域挖掘出適合的排水溝,將余水集中到該區域,利用水泵將其全部排出。而對于挖掘難度較大的位置,需利用等高線分層的原理,將基坑設置成不同的高度,再利用水泵將余水處理[4]。
5結語
綜上所述,水利工程建設過程中,會應用大量的基坑排水技術,這些技術應用的好壞,會直接影響整個工程建設的質量。因此,施工過程中,施工人員要根據工程情況的不同,在保證整個施工不受到影響的前提下,選擇最合理的施工技術,從而為整個工程的質量提供保障。
【參考文獻】
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【3】薛鋮炟,楊心迎.論述基坑排水技術在水利水電工程中的應用[J].黑龍江科技信息,2013(6):296.