初期排水與經(jīng)常性排水規(guī)劃設(shè)計(jì)

第19卷 第6期 中 國 水 運(yùn) Vol.19 No.6

2019年 6月 China Water Transport June 2019

初期排水與經(jīng)常性排水規(guī)劃設(shè)計(jì)

李春朋，焦 亮

（中交一航局第一工程有限公司，天津 塘沽 300456）

摘 要：江西信江八字嘴航電樞紐工程位于信江下游河段的東大河，工程以航運(yùn)為主，兼有發(fā)電等綜合功能。根據(jù)

梅港站流域降水徑流和暴雨洪水特性，劃分3月~8月為汛期，9月～翌年2月為枯水期。本次研究主要根據(jù)壩區(qū)防

滲措施，降級(jí)水量統(tǒng)計(jì)，來制定排水方案，降水計(jì)算主要包括圍堰高壓旋噴樁閉氣后圍堰內(nèi)的排水量計(jì)算，根據(jù)《水

電水利工程施工基坑排水技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5719-2015），主要包括初期排水水量計(jì)算和經(jīng)常性排水水量計(jì)算。抽

排水方案制定內(nèi)容主要包括電力供應(yīng)與保障；分層開挖與子埝修筑；水泵的選型與布置。圍堰閉氣之后開始進(jìn)行抽

排水，同時(shí)并設(shè)定安全監(jiān)測(cè)，包括每天排水量統(tǒng)計(jì)匯總，控制水位下降速率；現(xiàn)場(chǎng)巡查及記錄；滲流點(diǎn)監(jiān)測(cè)；圍堰

監(jiān)測(cè)。

關(guān)鍵詞：圍堰；經(jīng)常性排水；初期排水；子埝

中圖分類號(hào)：TU992 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-7973（2019）06-0259-02

一、工程簡介

根據(jù)施工安排，在一枯期內(nèi)首先在東大河修筑上下游圍程施工基坑排水技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5719-2015），降水量宜

堰，并與河心島上的縱向圍堰和右岸堤防形成封閉結(jié)構(gòu)。圍采用初期排水時(shí)段當(dāng)月多年日平均降水量計(jì)算。

堰中央部位施工高壓旋噴樁形成閉氣結(jié)構(gòu)。圍堰總周長（1）積水量

3,792m，總面積約69.7萬m。然后在內(nèi)部進(jìn)行基坑開挖計(jì)算圍堰閉氣后河床底標(biāo)高以上的存水量。通過測(cè)量河

2

和后續(xù)構(gòu)筑物施工。基坑主要包含：船閘上下閘首、閘室基床內(nèi)河流水位，并與河床底部地形測(cè)量結(jié)果做對(duì)比，可以利

坑；上下引航道主、輔導(dǎo)航墻、靠船墩基坑；12孔泄水閘、用CASS地形軟件求出河床內(nèi)積水量。

電站廠房基坑。 （2）滲水量

二、水文氣象及工程地質(zhì)條件

1．水文氣象

信江徑流主要由降水形成，徑流的時(shí)空變化與降水的時(shí)式中，Qs—總滲流量（m/h）；qq、q—1、2、

空變化基本一致。徑流年內(nèi)分配不均勻，洪枯流量相差較大。n-1的各斷面堰身和堰基單寬滲流量（m/（m·h））；l、

根據(jù)梅港站流域降水徑流和暴雨洪水特性，劃分3~8月為汛l、l——斷面間距離（m）。

期，9月~翌年2月為枯水期。 由于圍堰內(nèi)一般都沒有防滲結(jié)構(gòu)，因此可以按照《水電

2．地形地貌

八字嘴航電樞紐壩區(qū)地處信江中下游沖積平原上，地貌計(jì)算簡圖見圖1。

單元主要屬河流侵蝕堆積類型。地貌以平原為主，兩岸

500~1,000m遠(yuǎn)處均有低緩殘丘分布。信江于壩址上游約

1km處分岔，分為東大河與西大河，兩河在壩址區(qū)總體上均

為由東南流向西北，河道較順直。

3．地層巖性

壩區(qū)第四系覆蓋層較厚，下伏基巖為下元古界板溪群

（P）千枚巖及砂質(zhì)千枚巖，夾有千枚狀粉砂巖及千枚狀砂

tbn

巖；二迭系長興階（P）厚層結(jié)晶灰?guī)r及硅質(zhì)灰?guī)r，和硅質(zhì)

2C

砂、頁巖及灰?guī)r；三疊系上統(tǒng)--侏羅系下統(tǒng)安源群（T3-

3

Jan）灰色燧石角礫巖、細(xì)砂巖、頁巖、炭質(zhì)頁巖夾煤層。

1

三、排水量計(jì)算 圖1 帶防滲心墻圍堰滲水量計(jì)算簡圖

1．初期排水計(jì)算

初期排水總量應(yīng)按圍堰閉氣后的基坑積水量、滲水量、堰體的滲透系數(shù)（cm/s）；H—圍堰外側(cè)的水位（m）；

收稿日期：2019-01-05

作者簡介：李春朋（1985-），男，中交一航局第一工程有限公司工程師。

基坑覆蓋層含水量、降水量等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)《水電水利工

四周堰體的滲水量按照DL/T5719-2015式（4.1.2）

計(jì)算。Qs=1/2（q l+（q q）l+…q l）

111+22n-1n

3

1、2n-1

3

1

2n

水利工程施工基坑排水技術(shù)規(guī)范》不透水地基上的心墻圍堰，

圖中，k—心墻的滲透系數(shù)（cm/s）；k—心墻以外圍

21

1

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h、h—圍堰內(nèi)浸潤線高度（m）；δ—心墻的寬度（m）； 大小，邊坡裂縫、流土流沙現(xiàn)象等，進(jìn)行記錄。

121

δ—心墻換算后的寬度（m）。 （3）滲流點(diǎn)監(jiān)測(cè)

2

當(dāng)圍堰內(nèi)防滲結(jié)構(gòu)采用高壓旋噴樁和防滲土工膜的組合為監(jiān)測(cè)圍堰的滲水量，在上下游圍堰內(nèi)側(cè)選取較大漏水

式防滲結(jié)構(gòu)，可以采用GeoStudio SEEP/W軟件進(jìn)行計(jì)算，點(diǎn)布設(shè)量水堰進(jìn)行滲流量監(jiān)測(cè)，現(xiàn)階段滲流量比較穩(wěn)定，當(dāng)

獲得更為準(zhǔn)確的滲水量。 圍堰外水位上升時(shí)繼續(xù)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，判斷滲流量是否有增大趨

（3）基坑覆蓋層的含水量 勢(shì)，保證上下游圍堰的安全。

假定將圍堰內(nèi)除河床外的覆蓋層（基坑圍堰內(nèi)河心島部（4）圍堰監(jiān)測(cè)

分）的水位降至+5.0m。根據(jù)《工程地質(zhì)手冊(cè)》第1002頁在圍堰四周埋設(shè)測(cè)斜管、水位管、孔隙水壓力計(jì)等，對(duì)

給出的給水度經(jīng)驗(yàn)值，可以計(jì)算出覆蓋層的含水量。但在現(xiàn)圍堰降排水期間的安全穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要有表

場(chǎng)初期排水過程中，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的排水量的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)層沉降位移、深層水平位移、滲壓、水位監(jiān)測(cè)，通過對(duì)監(jiān)測(cè)

覆蓋層內(nèi)的水排出較少，在計(jì)算過程中，可以選取較小的給數(shù)據(jù)的匯總分析，計(jì)算累計(jì)值及變化速率，并判定圍堰的安

水度值。 全性。

（4）降雨量

降雨量宜采用初期排水時(shí)段當(dāng)月多年日平均降水量計(jì)規(guī)范中推薦使用臥式離心泵或潛水泵，潛水泵和離心泵

算。實(shí)際過程中可以在施工場(chǎng)地設(shè)立雨量計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)該場(chǎng)的對(duì)比見表1。

區(qū)的實(shí)際降雨量，進(jìn)一步指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)排水及開泵數(shù)量。

2．經(jīng)常性排水計(jì)算

基坑內(nèi)經(jīng)常性排水量由基坑滲水、施工棄水、降水匯水

和基坑覆蓋層中含水量等組成。

（1）基坑覆蓋層中含水量

假定覆蓋層底板標(biāo)高為+2.0m，給水度按照0.3考慮。

由于經(jīng)常性排水一般對(duì)應(yīng)著基坑的開挖，如果在開挖深度內(nèi)

存在砂卵礫石層等粗粒土，尤其在開挖部位的排水量較大，

需要提前布置水泵排水，保證開挖干作業(yè)條件。

（2）基坑滲水

基坑滲水量與初期排水的計(jì)算方法相同，但需要注意圍

堰內(nèi)的水位進(jìn)一步降低，圍堰內(nèi)外的水頭差變大，滲水量會(huì)

變大。

（3）施工棄水

施工棄水量暫時(shí)難以估計(jì)，主要考慮養(yǎng)護(hù)用水、冷卻用

水、基底高壓沖刷用水等用水量，需要在施工中進(jìn)一步完善

數(shù)據(jù)。

（4）降水匯水

降水匯水按多年各月最大日降水量分別計(jì)算排水量，綜

合考慮排水泵運(yùn)行條件、水質(zhì)狀況、降水天氣對(duì)施工的影響，

選擇當(dāng)月最大日降水20h排干，見下式。

Q=P×F/（1,000×20）

式中，Q—各月降雨期間各泵站匯水量雨水排出量

（m/h）；P—統(tǒng)計(jì)資料中當(dāng)月最大日降水量（mm）；F—

3

匯水區(qū)內(nèi)匯雨面積（m）。

2

四、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施

1．安全監(jiān)測(cè)

（1）每天排水量統(tǒng)計(jì)匯總，控制水位下降速率。

記錄開泵數(shù)量及開泵時(shí)間，計(jì)算水泵的理論排水量。并

通過前期的河底地形圖推算每天的河床內(nèi)水體的減少量，通

過兩者的差值大致推算周邊滲水量。

（2）現(xiàn)場(chǎng)巡查及記錄

現(xiàn)場(chǎng)巡查觀測(cè)圍堰邊坡的穩(wěn)定性，記錄滲水點(diǎn)的位置及

2．水泵選型與布置

表1 潛水泵與臥式離心泵對(duì)比

潛水泵 臥式離心泵

排水量 較小 較大

搭設(shè)平臺(tái) 不需要 需要

移動(dòng) 移動(dòng)方便，需要挖掘機(jī) 移動(dòng)不方便，需要吊車

浮筒 潛水泵設(shè)置在浮筒上 吸水頭需要掛在浮筒上

為了施工方便，現(xiàn)場(chǎng)采用潛水泵和臥式離心泵組合的方

式，配置見表2。

表2 潛水泵與臥式離心泵配置

潛水泵 臥式離心泵

數(shù)量（臺(tái)） 30 8

流量（m/h） 200 400

3

功率（kW） 22 55

布置 上游10臺(tái)，下游20臺(tái) 上游3臺(tái)，下游5臺(tái)

3．分層開挖與子埝修筑

（1）由于采砂原因，圍堰內(nèi)抽水后，河床高低不平，低

洼積水區(qū)域較多，需要利用水陸挖機(jī)的疏通各個(gè)積水坑，然

后采用水泵將匯水排至圍堰外，

（2）由于子埝填筑主要采用了河床內(nèi)的砂卵礫石，滲透

系數(shù)較大，因此，在子埝填筑過程中盡量選擇滲透系數(shù)較小

的粘土或者粉細(xì)砂等，并盡量開挖換填一定深度，防止子埝

外的水體通過子埝及子埝下部的土體回流。

五、結(jié)論

依托于江西信江航電樞紐工程的圍堰內(nèi)初期排水和經(jīng)常

性排水的規(guī)劃設(shè)計(jì)，本報(bào)告從水量計(jì)算、排水溝和集水坑的

設(shè)置、基坑開挖過程排水、水泵選型等方面進(jìn)行了總結(jié)，并

對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際中的比較好的經(jīng)驗(yàn)做法做了較全面的梳理總

結(jié)，能夠?yàn)轭愃乒こ痰呐潘?guī)范設(shè)計(jì)提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭新偉.深基坑降水方案的確定[J].山西建筑，2010，（6）：

25-28.

[2] 侯麗萍，王文志.明溝排水在工程降水中的巧用[J].內(nèi)蒙古

科技與經(jīng)濟(jì)，2010，（20）：18-22.