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1、1F412023 掌握基坑排水技术一、初期排水围堰合龙闭气之后，为使主体工程能在干地施工，必须首先排除基谗积水、堰体和堰基的渗水、降雨汇水等，称为初期排水。（一）排水量的组成及计算初期排水总量应按围堰闭气后的基坑积水量、抽水过程中围堰及地基渗水量、堰身及基坑覆盖层中的含水量，以及可能的降水量等组成计算。其中可能的降水量可采用抽水时段的多年日平均降水量计算。初期排水流量一般可根据地质情况、工程等级、工期长短及施工条件等因素，参考实际工程经验，按公式（1F412023）确定。（二）水位降落速度及排水时间为了避免基坑边坡因渗透压力过大，造成边坡失稳产生坍坡事故，在确定基坑初期抽水强度时，应根据不同围
2、堰形式对渗透稳定的要求确定基坑水位下降速度。对于土质围堰或覆盖层边坡，其基坑水位下降速度必须控制在允许范围内。开始排水降速以 0508md 为宜，接近排干时可允许达 1015md。其他形式围堰，基坑水位降速一般不是控制因素。对于有防渗墙的土石过水围堰和混凝土围堰，如河槽退水较快，而水泵降低基坑水位不能适应时，其反向水压力差有可能造成围堰破坏，应经过技术经济论证后，决定是否需要设置退水间或逆止阀。排水时间的确定，应考虑基坑工期的紧迫程度、基坑水位允许下降的速度、各期抽水设备及相应用电负荷的均匀性等因素，进行比较后选定。一般情况下，大型基坑可采用57d，中型基坑可采用 35d。二、经常性排水基坑积
3、水排干后，围堰内外的水位差增大，此时渗透流量相应增大。另外基坑已开始施，在施工过程中还有不少施工废水积蓄在基坑内，需要不停地排除，在施工期内，还会遇到降雨，当降雨量较大且历时较长时，其水量也是不可低估的。（一）排水量的组成经常性排水应分别计算围堰和地基在设计水头的渗流量、覆盖层中的含水量、排水时降水量及施工弃水量。其中降水量按抽水时段最大日降水量在当天抽干计算；施工弃水量与降水量不应叠加。基坑渗水量可分析围堰形式、防渗方式、堰基情况、地质资料可靠程度、渗流水头等因素适当扩大。（二）排水方式经常性排水有明沟排水和人工降低地下水位两种方式。1明沟排水此方式适宜于地基为岩基或粒径较粗、渗透系数较大的
4、砂卵石覆盖面，在国内已建和在建的水利水电工程中应用最多。这种排水方式是通过一系列的排水沟渠，拦截堰体及堰基渗水，并将渗透水流汇集于泵站的集水井，再用水泵排出基坑以外。 2 人工降低地下水位在基坑开挖过程中，为了保证工作面的干燥，往往要多次降低排水沟和集水井的高程，经常变更水泵站的位置。这样造成施工干扰，影响基坑开挖工作的正常进行。此外，当进行细砂土、砂壤土之类的基础开挖时，如果开挖深度较大，则随着基坑底面的下降，地下水渗透压力的不断增大，容易产生边坡塌滑、底部隆起以及管涌等事故。为此，采用人工降低地下水位的办法，即在基坑周围钻设一些管井，将地下水汇集于井中抽出，使地下水位降低到开挖基坑的底部以
5、下。人工降低地下水位的方法很多，按其排水原理分为管井排水法、真空井点排水法、喷射井点法、电渗井点排水法等。排水方法的选择与土层的地质构造、基坑形状，开挖深度等都有密切关系，但一般主要按其渗透系数来进行选择。管井排水法适用于渗透系数较大、地下水埋藏较浅（基坑低于地下水水位） 、颗粒较粗的砂砾及岩石裂隙发育的地层，而真空排水法、喷射法和电渗排水法等则适用于开挖深度较大、渗透系数较小、且土质又不好的地层。在不良地质地段，特别是在多地下水地层中开挖洞室时，往往会出现涌水，为了创造良好的施工条件，可以钻超前排水孔（甚至采用导洞） ，让涌水自行流出排走。这也是人工降低地下水水位的一种方法。（三）排水设备的
6、选择无论是初期排水还是经常性排水，当其布置形式及排水量确定后，需进行水泵的选择，即根据不同排水方式对排水设备技术性能（吸程及扬程）的要求，按照所能提供的设备型号及动力情况以及设备利用的经济原则，合理选用水泵的型号及数量。水泵的选择，既要根据不同的排水任务，不同的扬程和流量选择不同的泵型，又要注意设备的利用率。在可能的情况下，尽量使各个排水时期所选的泵型一致，同时，还需配置一定数量的柴油发电机，以防事故停电对排水工作造成影响。1泵型的选择水利工程一般常用离心式水泵。它既可作为排水设备，又可作为供水设备。这种水泵的结构简单，运行可靠，维修简便，并能直接与电动机座连接。过水围堰的排水设备选择，应配备
7、一定数量的排沙泵。离心式水泵的类型很多，在水利水电工程中，SA 型单级双吸清水泵和 S 型单级双吸离心泵两种型号水泵应用最多，特别在明沟排水时更为常用。通常，在初期排水时需选择大容量低水头水泵，在降低地下水位时，宜选用小容量中高水头水泵，而在需将基坑的积水集中排出围堰外的泵站中，则需大容量中高水头的水泵。为运转方便，应选择容量不同的水泵，以便组合运用。2水泵台数的确定在泵型初步选定之后，即可根据各型水泵所承担的排水流量来确定水泵台数。此外，还需考虑抽水设备重复利用的可能性，单机重量及搬迁条件，设备效率，以及取得设备的现实性、经济性等因素。另外还需配备一定的事故备用容量。备用容量的大小，应不小于
8、泵站中最大的水泵容量。1F413000 水利水电工程地基处理与灌浆施工1F413010 地基基础的要求及地基处理的方法1F413011 掌握地基基础的要求一、水工建筑物的地基分类水工建筑物的地基分为两大类型，即岩基和软基。1岩基是由岩石构成的地基，又称硬基。 2软基是由淤泥、壤土、砂、砂砾石、砂卵石等构成的地基。又可细分为砂砾石地基、软土地基。（1）砂砾石地基是由砂砾石、砂卵石等构成的地基，它的空隙大，孔隙率高，因而渗透性强。（2）软土地基是由淤泥、壤土、粉细砂等细微粒子的土质构成的地基。这种地基具有孔隙率大、压缩性大、含水量大、渗透系数小、水分不易排出、承载能力差、沉陷大、触变性强等特点，在
9、外界的影响下很易变形。二、水工建筑物对地基基础的基本要求1具有足够的强度。能够承受上部结构传递的应力。2具有足够的整体性和均一性。能够防止基础的滑动和不均匀沉陷。3具有足够的抗渗性。能够避免发生严重的渗漏和渗透破坏。4具有足够的耐久性。能够防止在地下水长期作用下发生侵蚀破坏。1F413012 掌握地基处理的方法水利水电工程地基处理的基本方法主要有开挖、灌浆、防渗墙、桩基础、锚固，还有置换法、排水法以及挤实法等。（一）开挖开挖处理是将不符合设计要求的覆盖层、风化破碎有缺陷的岩层挖掉，是地基处理最通用的方法。（二）灌浆灌浆是利用灌浆泵的压力，通过钻孔、预埋管路或其他方式，把具有胶凝性质的材料（水泥
10、）和掺合料（如黏土等）与水搅拌混合的浆液或化学溶液灌注到岩石、土层中的裂隙、洞穴或混凝土的裂缝、接缝内，以达到加固、防渗等工程目的的技术措施。（三）防渗墙防渗墙是使用专用机具钻凿圆孔或直接开挖槽孔，以泥浆固壁，孔内浇灌混凝土或其他防渗材料等，或安装预制混凝土构件，而形成连续的地下墙体。也可用板桩、灌注桩、旋喷桩或定喷桩等各类桩体连续形成防渗墙。（四）置换法置换法是将建筑物基础底面以下一定范围内的软弱土层挖去，换填无侵蚀性及低压缩性的散粒材料，从而加速软土固结的一种方法。（五）排水法排水法是采取相应措施如砂垫层、排水井、塑料多孔排水板等，使软基表层或内部形成水平或垂直排水通道，然后在土壤自重或外
11、荷压载作用下，加速土壤中水分的排除，使土壤固结的一种方法。（六）挤实法挤实法是将某些填料如砂、碎石或生石灰等用冲击、振动或两者兼而有之的方法压人土中，形成一个个的柱体，将原土层挤实，从而增加地基强度的一种方法。（七）桩基础可将建筑物荷载传到深部地基，起增大承载力，减小或调整沉降等作用。桩基础有打人桩、灌注桩、旋喷桩及深层搅拌桩。1打入桩。将不同材料制作的桩，采用不同工艺打入、振人或插人地基。2灌注桩。向使用不同工艺钻出不同形式的钻孔内，灌注砂、砾石（碎石）或混凝土，建成砂桩、砾（碎）石桩或混凝土灌注桩。3旋喷桩。利用高压旋喷射流，将地层与水泥基质浆液搅动混合而成的圆断面桩。4深层搅拌桩。以机械
12、旋转方法搅动地层，同时注入水泥基质浆液或喷人水泥干粉，在松散细颗粒地层内形成的桩体。1F413020 灌浆与防渗墙施工1F413021 掌握灌浆施工要求一、灌浆分类（一）按灌浆材料分类按浆液材料主要分为水泥灌浆、黏土灌浆和化学灌浆等。（二）按灌浆目的分类按灌浆目的分为帷幕灌浆、固结灌浆、接触灌浆、接缝灌浆和回填灌浆等。1帷幕灌浆。帷幕灌浆是用浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成防水幕，以减小渗流量或降低扬压力的灌浆。2固结灌浆。用浆液灌人岩体裂隙或破碎带，以提高岩体的整体性和抗变形能力的灌浆。3接触灌浆。通过浆液灌人混凝土与基岩或混凝土与钢板之间的缝隙，以增加接触面结合能力的灌浆。4接缝灌浆。
13、通过埋设管路或其他方式将浆液灌人混凝土坝体的接缝，以改善传力条件增强坝体整体性的灌浆。5回填灌浆。用浆液填充混凝土与围岩或混凝土与钢板之间的空隙和孔洞，以增强围岩或结构的密实性的灌浆。二、钻孔灌浆用的机械设备（一）钻孔机械钻孔机械主要有回转式、回转冲击式、冲击式三大类。目前用得最多的是回转式钻机，其次是回转冲击式钻机，纯冲击式钻机用得很少。（二）灌浆机械灌浆机械主要有灌浆泵、浆液搅拌机及灌浆记录仪等。1灌浆泵灌浆泵是灌浆用的主要设备。灌浆泵性能应与浆液类型、浓度相适应，容许工作压力应大于最大灌浆压力的 15 倍，并应有足够的排浆量和稳定的工作性能。灌注纯水泥浆液应采用多缸柱塞式灌浆泵。2浆液搅
14、拌机用于制作水泥浆的浆液搅拌机，目前用得最多的是传统双层立式慢速搅拌机和双桶平行搅拌机。国外已广泛使用涡流或旋流式高速搅拌机，其转数为 15003000rmin。用高速搅拌机制浆，不仅速度快、效率高，而且制出的浆液分散性和稳定性高，质量好，能更好地注人岩石裂隙。搅拌机的转速和拌合能力应分别与所搅拌浆液类型和灌浆泵的排浆量相适应，并应能保证均匀、连续地拌制浆液。3灌浆记录仪用来记录每个孔段灌浆过程中每一时刻的灌浆压力、注浆率、浆液相对密度（或水灰比）等重要数据。三、灌浆方式和灌浆方法（一）灌浆方式灌浆方式有纯压式（图 1F4130211a）和循环式（图 1F4130211b）两种。1纯压式纯压式
15、灌浆是指浆液注入孔段内和岩体裂隙中，不再返回的灌浆方式。这种方式设备荀单，操作方便；但浆液流动速度较慢，容易沉淀，堵塞岩层缝隙和管路，多用于吸浆量 t，并有大裂隙存在和孔深不超过 15m 的情况。2循环式循环式灌浆是指浆液通过射浆管注人孔段内，部分浆液渗人到岩体裂隙中，部分浆液通过回浆管返回，保持孔段内的浆液呈循环流动状态的灌浆方式。这种方式一方面使浆液保持流动状态，可防止水泥沉淀，灌浆效果好；另一方面可以根据进浆和回浆液比重的差植，判断岩层吸收水泥的情况。（二）灌浆方法灌浆方法可分为全孔一次灌浆法、自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法和孔口封闭灌浆法等。1全孔一次灌浆全孔一次灌
16、浆是将孔一次钻完，全孔段一次灌浆。这种方法施工简便，多用于孔深不深，地质条件比较良好，基岩比较完整的情况。2自下而上分段灌浆自下而上分段灌浆法是将灌浆孔一次钻进到底，然后从钻孔的底部往上，逐段安装灌浆塞进行灌浆，直至孔口的灌浆方法。如图 1F4130212 所示。3自上而下分段灌浆法自上而下分段灌浆法是从上向下逐段进行钻孔，逐段安装灌浆塞进行灌浆，直至孔底的灌浆方法。如图 1F4130213 所示。4综合灌浆法综合灌浆法是在钻孔的某些段采用自上而下分段灌浆，另一些段采用自下而上分段灌浆的方法。 5孔口封闭灌浆法孔口封闭灌浆法是在钻孔的孔口安装孔口管，自上而下分段钻孔和灌浆，各段灌浆时都在孔口安装孔口封闭器进行灌浆的方法。灌浆孔的基岩段长小于 6m 时，可采用全孔一次灌浆法；大于 6m 时，可采用自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法或孔口封闭灌浆法。四、帷幕灌浆帷幕灌浆施工工艺主要包括：钻孔、钻孔冲洗、压水试验、灌浆和灌浆的质量检
