塑料管井群排水技术在水利施工中的应用

水利工程对一个区域社会经济持续稳定的发展有重要意义，但在水利工程施工中经常会发生地下水位高、流砂比较严重的问题，很大程度上增加了水利工程施工的难度和造价。塑料管井群排水技术具有操作简单、可回收再利用、应用效果好等优势，被广泛应用在水利施工中，但我国对此方面的研究还有待进一步深入，所以，本文基于工程实例，对塑料管井群排水技术在水利施工中的应用做了如下分析。

一、案例分析

某水利工程，总库容为3.2亿m3，始建于2004年，建成后一直难以发挥出应有的价值和作用，相关人员介入调查，调查结果显示，该水利工程在排水闸施工时，流砂比较严重，大大增加了基坑开挖的难度。由于当时施工技术和施工条件有限，只能通过降低基坑深度，和抬高底板高程来进行解决。很大程度上降低了排水流量，防治洪涝的效果没有发挥出来，导致2011年周围300多公顷农田被淹没，在2014年通过塑料管井群排水技术拟建了8座强排站，有效排出积水，保护农田。

二、塑料管井群排水技术的优势

1.有利于缩短基坑开挖工期

在水利工程施工中，经常会遇到地下水位比较高的现象，如果不能及时排除地下水，则会对基坑开挖造成的影响，甚至会发生严重的安全隐患。通过塑料管井群排水技术可有效降低地下水位，减少基坑开挖中土壤中的水分，可大幅度提升基坑开挖效率，原水利工程基坑开挖如果需要30天，而应用塑料管井群排水技术后，基坑开挖工程可缩短为20天。

2.有利于降低施工成本

和该水利工程临近的某水利工程，在施工中应用了混凝土管井群排水技术，同时配置了3台130kW的发电机、8台潜水泵、4台6寸离心泵，通过不完全统计，改善水利工程在打井、机械设备耗能等方面消耗的成本为12.54万元。而该水利工程采用塑料管井群排水技术，打井、机械设备运行消耗的成本为6.21万元。因此，应用塑料管井群排水技术相对节约了资金6.33万元。

3.有利于提高施工质量

通过应用塑料管井群排水技术，可有效避免地下水对施工的干扰，也就不会受到流砂的威胁，不但可以最大限度上提高钢筋配置的准确性，而且还能促使混凝土施工更加规范合理，从而提高水利工程的施工质量。

4.塑料管可以全部回收利用

当水利工程施工完成后，可以通过人力、机车等措施把塑料管井全部拔出来回收，经过清洗后可以以备下次使用，或者也可以按照原价出售。这点可以充分循环利用的优势是混凝土井群排水技术难以比拟的。

三、水利工程强排站施工方案的选择

在选择强排站施工方案时，要充分结合周围的水文地质情况。根据该水利工程单井抽水试验资料可知，当强排站开挖深度达到4.5m时，可降低地下水位5.5m，但并不能有效解决流砂的威胁。如果采用沉箱施工方法，则由于沉箱底板比较薄，难以满足实际施工要求。而如果采用射流泵来进行基坑开挖，则需要配置6～8台机泵设备，才能充分满足施工需求，这无疑会增加施工成本，不符合低造价的要求。如果采用轻型井点排水施工技术，同样也需要较多的设备，而管路非常多，大大增加了施工的复杂度，而且投资也比较多，不符合实际需求。最终决定采用塑料管井群排水技术，既满足了低成本、高效益的要求，同时施工操作比较简单便捷，大大提高了施工效率，具体的结构布置图如图1所示。

塑料管井布置的依据包括:基坑的平面形状、大小、位置，地下水位实际情况、降水深度等等。为提高施工效率，井点距离坑壁不能小于2m，避免发生漏气问题。在流砂基础2.5～3m的位置布置一眼，如果基坑距离河道比较近，则要适当增加塑料管井布置的密度。

在集水井和排水沟布置时，需要在基坑左右两侧布置转角的位置布置，在不影响水利工程施工的位置分别设置一眼集水井。在基坑四周都要设置宽度在0.8～1.5m的排水沟，以0.1%～0.4%低坡流向集水井，确保地下水都能汇集到集水井中。

四、塑料管井群排水技术在水利施工中的具体应用

1.合理确定井的深度

在井深确定时，要以基坑开挖的深度为主要依据，大量实例表明，把地下水水位降低到距离最低设计标准挖深1.0～1.2m为最佳。就该水利工程而言，在具体施工中为最大限度上提高排水效率，大大增加了井壁的进水面积。同时为有效避免土壤中的水分在流入井管时，把泥土或者砂石带入到井管中，导致井管发生沉积影响进水效率，需要在井管底部钻几个梅花孔眼，并用透水性比较好的尼龙过滤布进行抱闸，然后在压入钻好的井中。

2.井管材料的选择和长度的确定

图1 井群布置示意图

由于塑料管井群排水技术比混凝土管井群排水技术操作流程、排水效率、施工成本、操作难易度上都有更加明显的优势，所以在该水利工程施工中采用了塑料井管来进行排水。

井管长度的确定要根据公式:L=（α·q）/d来进行计算。其中α为砂层系数，如果土质粉砂层则α的取值为0.9，如果为细砂层土质则α的取值为0.7。d表示井管的外径，q表示基坑中总涌水量。在具体施工时井管的长度不能小于在含水层厚度的三分之二。就该水利工程而言，土质上层为细砂，下层为粗砂，粗砂下方仍然是细砂，因此，井管的长度要控制在5mm左右，并在井管的四周分别钻一排8～12mm的孔，用渗水性比较好的尼龙布包扎2～3层，并静置 30～60min在拔出查看井管中是否有淤泥。

3.井距的选择

根据检测单位检测的相关数据显示，该水利工程地表以下2～5m之间为中粗砂，排水率比较低，因此，井距不能太大，而根据相应的抽水试验可知，井管的内径为66.67mm，井距离要控制在6～8m才能有效满足具体施工的要求。

4.塑料管井群的动力配备

在排水设备配置过程中，要根据涌水量实际情况进行确定，就该水利工程而言，当塑料井群全部打完后，要采用2kW喷灌机进行试抽，根据试抽的结果，配置相应的动力设备。每两个眼井配置1台3kW喷灌机就可以充分满足该水利工程施工的具体需求。

5.成井工艺

为提高施工效率，每个管井施工都配置4～5个施工人员进行施工，当钻眼完成后，还要立即下管，大于每隔30～40min就可以为完成一眼井施工。在具体施工时，为保证钻孔成形质量，最好在地质比较坚硬的粘土层进行钻井，避免发生井壁坍塌或者不成井的现象。当钻井完成好，还要进行加固处理，避免发生坍塌影响施工质量。

五、塑料管井群排水技术应用效果分析

就该水利工程而言，8眼塑料井采用4台喷灌机进行抽水，实际抽水量能达到额定出水量的80%左右，也就是说每小时的出水量大约在50m3左右，地下水位降深6m，基本达到了设计降深的需求，为水利工程基坑项目顺利开挖奠定了坚实基础。基础施工井群排水的成功，使工期大为提前，为工程安全渡汛提供了保证，施工排水费用节省30%～50%。

六、结语

在水利工程施工中应用塑料管井群排水技术不仅能很大程度上提高施工效率，而且还能有效解决水利工程施工中，地下水位高、流砂限制等问题。

在应用塑料管井群排水技术时，要先根据水利工程的实际情况和设计标准，以及周围土质数据等制定科学合理的施工方案，确保后期各项工作能顺利开展。

工程应用效果表明，塑料管井群排水技术要比传统的混凝土井群排水技术施工成本更低，而且比较简单，普通施工人员经过简单培训后就能上岗亲自操作■