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地下水的優(yōu)點(diǎn)范文1
Abstract: In the engineering of underground cavern excavation, due to the original structure in rock mass, plus stress redistribute and concentrate after the excavation of cavern, and again, the influence of explosive, thus, the rock loose circle will form inside certain limits of the top cavern. The excavation ofa hydropower station underground workshop has two schemes, one is middle drift first and the other one is bilateral drift first. In order to obtain the better method, this thesis utilizes finite element method andrefers to the similar engineering, method one has been chosen.
關(guān)鍵詞：地下洞室開(kāi)挖；中導(dǎo)洞先行；有限元；頂拱開(kāi)挖
Key words: underground cavern excavation；the excavation of the crown；finite element；middle drift first
中圖分類號(hào)：TU9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2011）01-0087-02
1工程概況
某水電站是金沙江河流規(guī)劃中最下游一級(jí)巨型電站，電站裝機(jī)容量6000MW，以發(fā)電為主，兼顧防洪、灌溉和攔沙，同時(shí)改善上、下游通航條件，并具有為上游梯級(jí)電站進(jìn)行反調(diào)節(jié)的作用。樞紐建筑物主要有混凝土重力壩、左岸壩后廠房、右岸地下廠房、左岸通航建筑物和兩岸灌溉取水口等。
2施工區(qū)工程地質(zhì)
主廠房水平埋深126m～371m，鉛直埋深110m～220m，廠房洞軸線走向NE30°，廠區(qū)巖層產(chǎn)狀一般為60°～80°/SE∠15°～20°，廠房洞軸線與巖層成30°～50°夾角。主廠房地質(zhì)條件復(fù)雜，巖層較差，有不穩(wěn)定塊體，地下水較為豐富，巖石透水性較好。主廠房第Ⅰ層頂拱巖性主要為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖透鏡體及粗砂巖；巖層產(chǎn)狀較平緩，傾角15°～20°，層狀結(jié)構(gòu)面對(duì)頂拱穩(wěn)定影響較大，較易形成掉塊或塌方；洞室頂拱以Ⅱ類圍巖為主，有部分圍巖為Ⅲ～Ⅳ類，廠房洞內(nèi)出露的主要軟弱夾層有JC2-2、JC2-3和JC2-4。JC2-2和JC2-3出露于4號(hào)機(jī)洞段頂拱、邊（端）墻。JC2-4于廠房上、下游邊墻出露。安裝間頂拱上部分布有JC2-1，距頂拱的最小距離約6m，以8°～10°的傾角沿廠房軸線向NE側(cè)邊墻逐漸抬高。
3頂拱層開(kāi)挖施工方式選擇
在地下洞室開(kāi)挖中，由于巖體中原有結(jié)構(gòu)面的存在，再加上洞室開(kāi)挖后應(yīng)力重新分布與集中，以及爆破作業(yè)的影響，在洞室頂部一定范圍內(nèi)會(huì)形成巖石松散圈（破壞圈），當(dāng)洞室跨度不太大，并且布置在堅(jiān)硬完整巖石中時(shí)，松散圈內(nèi)巖石相互擠壓，將在洞室輪廓線外形成一個(gè)天然的巖石拱，但對(duì)于跨度大、頂拱比較平緩的地下廠房，將不利于承重巖石拱的形成。在開(kāi)挖過(guò)程中，頂拱并不能依靠自身的應(yīng)力調(diào)整形成具有自承能力的自然拱，要維持頂拱穩(wěn)定，更多的要依靠支護(hù)的懸吊作用，當(dāng)受到爆破開(kāi)挖沖擊荷載作用的時(shí)候，頂拱周圍巖體還要考慮慣性力的作用，其受力狀況相比具有自承能力的巖石拱而言，將要惡劣的多。因此，對(duì)于類似該水電站工程的大跨度地下廠房頂拱層，選擇何種施工程序和開(kāi)挖方法，以及如何處理開(kāi)挖與支護(hù)的關(guān)系、選擇合適的支護(hù)時(shí)機(jī)，都是亟待解決的關(guān)鍵工程技術(shù)問(wèn)題。
3.1 頂拱受力特性分析在受力特征分析的基礎(chǔ)上，利用有限元計(jì)算，對(duì)比分析不同開(kāi)挖方法下廠房頂拱各特征部位的應(yīng)力、位移特征，并根據(jù)動(dòng)態(tài)力學(xué)特性分析結(jié)果，提出合理的大跨地下廠房頂拱層施工程序及方法。在實(shí)際施工中，針對(duì)頂拱層開(kāi)挖成型質(zhì)量及施工進(jìn)度，并結(jié)合爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)、松動(dòng)圈檢測(cè)、收斂觀測(cè)等成果，對(duì)該工程地下廠房頂拱層總體開(kāi)挖效果作出評(píng)價(jià)，以確定合理的大跨地下廠房頂拱層施工程序和開(kāi)挖方法。
3.1.1 理論分析在地下洞室開(kāi)挖中，由于巖體中原有結(jié)構(gòu)面的存在，再加上洞室開(kāi)挖后應(yīng)力重新分布與集中，以及爆破作業(yè)的影響，在洞室頂部一定范圍內(nèi)會(huì)形成巖石松散圈（破壞圈），在一定情況下，巖石松散圈可能與巖體分離，并試圖向坑道的的方向移動(dòng)，巖石的內(nèi)聚力阻止這一移動(dòng)，當(dāng)巖石的內(nèi)聚力不足以阻礙松散圈的移動(dòng)時(shí)，坑道頂部就可能發(fā)生塌方。按照M.M.普羅托奇雅科洛夫（普氏）的山巖壓力理論，當(dāng)坑道開(kāi)挖時(shí)在其上部形成的塌方上部邊界具有拋物線的形狀，并叫做壓力拱。當(dāng)洞室跨度不太大，并且布置在堅(jiān)硬完整巖石中時(shí)，松散圈內(nèi)巖石相互擠壓，將在洞室輪廓線外形成一個(gè)天然的巖石拱，并承受因自重而產(chǎn)生的主要荷載；而當(dāng)巖石地質(zhì)條件不夠理想時(shí)，塌落拱本身不能承受自身重量，也就不具有自穩(wěn)能力，承重巖石拱將從塌落拱外緣開(kāi)始形成，在這種情況下必須對(duì)松散圈內(nèi)巖石進(jìn)行加固，以促使自然拱的內(nèi)邊界移向隧洞的輪廓線。從上面有關(guān)自然拱的理論可以看出，隧洞頂部巖石承重拱的形成主要取決于四個(gè)因素：巖石地質(zhì)條件、洞室跨度、洞室上部輪廓形狀和圍巖加固手段，對(duì)于同處于完整堅(jiān)硬巖石中的洞室，跨度小的高拱隧洞比較容易形成巖石拱，但對(duì)于跨度大、頂拱比較平緩的地下廠房，將不利于承重巖石拱的形成。對(duì)于隧洞上部的塌落拱范圍內(nèi)的巖石，可以看作是在本身自重作用下產(chǎn)生變形的拱，而對(duì)于頂拱平緩的地下廠房，這種巖石拱更應(yīng)被看作是一種梁的形式，很顯然，這種“梁”的受力狀況是不如拱形巖石圈的。廠房頂部的松散圈類似于一個(gè)“巖石梁”，在利用錨桿加固時(shí)，下部巖石重量基本上由其上部巖石承受，換句話說(shuō)，深層部位的巖石通過(guò)一根根鋼筋將下部的“巖石梁”懸吊住，這有點(diǎn)象橋梁中的“懸索橋”，這時(shí)錨桿所起的作用是一種懸吊作用。廠房頂拱的這種“巖石梁”特性對(duì)開(kāi)挖是不利的，因?yàn)樵陂_(kāi)挖過(guò)程中，頂拱并不能依靠自身的應(yīng)力調(diào)整形成具有自承能力的自然拱，要維持頂拱穩(wěn)定，更多的要依靠支護(hù)的懸吊作用，當(dāng)受到爆破開(kāi)挖沖擊荷載作用的時(shí)候，頂拱周圍巖體還要考慮慣性力的作用，其受力狀況相比具有自承能力的巖石拱而言，將要惡劣的多，所以在洞室開(kāi)挖過(guò)程中，除設(shè)計(jì)中既有的錨桿支護(hù)數(shù)量外，還要對(duì)巖石加強(qiáng)支護(hù)，特別是對(duì)一些潛在的不穩(wěn)定楔形體和拱頂部位，要加大錨桿的長(zhǎng)度，必要時(shí)還要采取預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索的支護(hù)措施。
3.1.2 有限元分析利用ANSYS有限元計(jì)算軟件針對(duì)不同斷面洞室進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算分析，計(jì)算模型的選取以該工程一小斷面隧洞和地下廠房頂拱層開(kāi)挖作為參考原型。計(jì)算選用平面應(yīng)變分析方法，模型考慮線彈性，只考慮重力的作用，巖石物理力學(xué)參數(shù)選取如下：彈性模量20Gpa，泊松比0.22，密度2700kg/m3。計(jì)算得出的應(yīng)力等值線圖如圖1、2所示。由圖1中可看出，在小隧洞的拱頂部位出現(xiàn)了比較連續(xù)的水平壓應(yīng)力區(qū)，并且等值線呈現(xiàn)與拱頂輪廓線平行的趨勢(shì)，隧洞巖體的相互擠壓將其所受的豎直方向的壓應(yīng)力向拱座的方向傳遞，計(jì)算結(jié)果在一定程度上反映了隧洞上方巖石拱的形成機(jī)理。而對(duì)于跨度較大的地下廠房，情況則不一樣了，從圖2中可看出，在拱頂一定范圍內(nèi)出現(xiàn)了水平拉應(yīng)力，而且在洞頂輪廓線外壓應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力等值線并不是沿著洞室輪廓線的方向，這說(shuō)明在洞頂并沒(méi)有形成可以改善受力的巖石拱。從計(jì)算結(jié)果還可看出，在廠房拱角和拱座附近存在比較嚴(yán)重的壓應(yīng)力集中，這也是值得注意的問(wèn)題。
3.1.3 頂拱層不同開(kāi)挖程序的有限元分析利用ANSYS有限元計(jì)算軟件對(duì)廠房頂拱在兩種開(kāi)挖方法下的應(yīng)力分布進(jìn)行分析，考慮中導(dǎo)洞領(lǐng)先和兩側(cè)導(dǎo)洞超前兩種情況，最終計(jì)算得到的應(yīng)力分布情況如圖3、圖4所示。從圖3中反映的應(yīng)力分布情況來(lái)看，兩側(cè)導(dǎo)洞超前洞周應(yīng)力狀況還是比較良好的，只是在兩個(gè)拱角部位有比較明顯的應(yīng)力集中，中間保留巖柱部分存在豎直向的壓應(yīng)力，這和東風(fēng)主變室頂拱施工中的情況是吻合的。采用中導(dǎo)洞領(lǐng)先時(shí)，雖然洞室跨度減小了，但因?yàn)槎词倚螤罱朴诰匦危芰η闆r不理想，從圖4中可看出，洞室頂部在拱冠部位存在一定的水平拉應(yīng)力區(qū)，但范圍并不大，但是豎直向卻存在較大范圍的拉應(yīng)力區(qū)，這可能是由于中導(dǎo)上部輪廓近乎是直線，所以頂部并沒(méi)有形成比較明顯的到達(dá)洞室邊墻外側(cè)的巖石拱(壓應(yīng)力區(qū))，導(dǎo)致導(dǎo)洞頂部松散圈范圍比較大，四個(gè)邊角部位有明顯的應(yīng)力集中，在施工中必須采取措施避免這種情況的出現(xiàn)。
3.2 廠房頂拱層開(kāi)挖方案比選從理論分析的結(jié)果來(lái)看，廠房頂拱層在開(kāi)挖后存在兩個(gè)比較薄弱的地方：一個(gè)是拱座存在應(yīng)力集中，而另一個(gè)就是拱冠部位可能存在的松散巖石圈。從這兩個(gè)基點(diǎn)出發(fā)可以很容易得出對(duì)開(kāi)挖程序的兩種不同考慮：①先挖廠房?jī)蓚?cè)，提前加固拱座，增加施工期安全；②先挖中間導(dǎo)洞，減小一次開(kāi)挖跨度，以保證廠房拱冠部位的局部穩(wěn)定。以上兩種方法的出發(fā)點(diǎn)都是為了保證廠房頂拱在施工期的安全，并且在實(shí)際施工中都有采用，對(duì)15座可以收集到資料的地下廠房頂拱層開(kāi)挖方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如下：采用兩側(cè)導(dǎo)洞超前開(kāi)挖的工程有：十三陵、大朝山、龍灘，共3個(gè)；采用中導(dǎo)洞超前開(kāi)挖的工程有：小灣、瀑布溝、廣蓄一期、小浪底、二灘、大廣壩、東風(fēng)、水布埡、三板溪、百色、索風(fēng)營(yíng)、瑯琊山，共12個(gè)。在東風(fēng)水電站建設(shè)過(guò)程中，為了研究廠房頂拱層的開(kāi)挖程序問(wèn)題，先期在主變室頂層開(kāi)挖時(shí)作了試驗(yàn)。在主變室頂層開(kāi)挖時(shí)，首先考慮采用了兩側(cè)導(dǎo)洞超前的開(kāi)挖方法，但在施工中發(fā)現(xiàn)了不少問(wèn)題：①兩側(cè)導(dǎo)洞開(kāi)挖后，中間巖柱受應(yīng)力過(guò)分集中，非但沒(méi)有起到支撐圍巖的作用，反而在爆破中間巖柱時(shí)引起頂拱變形的突增（下沉達(dá)3.52cm），在龍灘地下廠房的開(kāi)挖過(guò)程中也出現(xiàn)了類似情況；②中間巖柱對(duì)兩側(cè)導(dǎo)洞施工干擾較大，大型施工機(jī)械在導(dǎo)洞內(nèi)無(wú)足夠的回轉(zhuǎn)余地；③雙側(cè)導(dǎo)洞開(kāi)挖后，擴(kuò)挖中部時(shí)頂拱輪廓線與兩邊已成輪廓線銜接部位的小三角體造孔困難，易形成頂部超欠挖，影響光面爆破質(zhì)量，同時(shí)壁面巖石局部產(chǎn)生應(yīng)力集中發(fā)生掉塊影響施工安全。因?yàn)樯鲜龇N種原因，所以在廠房施工時(shí)改用了中導(dǎo)洞超前的施工方法。
4開(kāi)挖施工程序選擇
從實(shí)例分析，針對(duì)該工程可以得出以下結(jié)論：①地下廠房頂拱層開(kāi)挖過(guò)程中，最危險(xiǎn)的部位是拱冠部位，施工中必須采取適當(dāng)?shù)拇胧┍ＷC拱頂部位的穩(wěn)定，在拱頂暴露后應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行支護(hù)，而且支護(hù)參數(shù)可能要考慮開(kāi)挖爆破的影響，在設(shè)計(jì)支護(hù)的基礎(chǔ)上予以加強(qiáng)；②頂拱開(kāi)挖以中導(dǎo)洞超前為宜，由于頂拱比較平緩，并不能很有效的在頂拱淺處形成承重巖石拱，這使得中部巖石的豎直向荷載并不能通過(guò)拱的作用很快傳于拱座，所以提前加固拱座意義不大；另外，當(dāng)采用兩側(cè)導(dǎo)洞超前的施工方法時(shí)，中間保留巖柱的壓應(yīng)力集中使得在后續(xù)拆除時(shí)，頂拱產(chǎn)生比較大的位移變形；③從方便施工的角度考慮，中導(dǎo)領(lǐng)先有利于大型施工機(jī)械的展開(kāi)，主要是中導(dǎo)開(kāi)挖后，兩側(cè)擴(kuò)挖過(guò)程中，可以使得兩個(gè)工作面上的開(kāi)挖作業(yè)實(shí)現(xiàn)有序銜接；④頂拱層兩側(cè)擴(kuò)挖后要及時(shí)對(duì)拱角進(jìn)行支護(hù)加固，以保證頂拱開(kāi)挖支護(hù)后的整體穩(wěn)定。
參考文獻(xiàn)：
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地下水的優(yōu)點(diǎn)范文2
關(guān)鍵字：市政工程 降排水設(shè)計(jì) 施工技術(shù)
在工程基坑及溝槽開(kāi)挖施工中，因地下含水層遭到破壞，其勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致施工范圍內(nèi)積水，加之地表水滲入，則其勢(shì)必會(huì)嚴(yán)重影響工程施工安全及施工進(jìn)度。則筆者認(rèn)為應(yīng)該及時(shí)完善工程施工中的降排水設(shè)計(jì)，通過(guò)降低地下水水位、穩(wěn)定工程基坑邊坡及坑壁、穩(wěn)定基坑坑底等手段，防止基坑塌方或滑坡及管涌或流沙等病害對(duì)工程施工安全及施工進(jìn)度的影響。
一、市政工程施工降排水
（一）施工降排水基本設(shè)計(jì)要求
1.若土方施工受到地下水的影響，則應(yīng)該進(jìn)行降排水量計(jì)算
選定降排水方法；豎向及平面布置排水系統(tǒng)；隨時(shí)監(jiān)測(cè)抽水機(jī)械數(shù)量和選型及排水系統(tǒng)平面布置；降水井構(gòu)造；排放管渠斷面、構(gòu)造及坡度；井點(diǎn)系統(tǒng)構(gòu)造及組合；電滲排水電極及設(shè)施。工程沿線地上管線、地下管線、周邊工程設(shè)施保護(hù)措施及工程施工安全保障措施。基坑范圍內(nèi)降水深度設(shè)計(jì)值應(yīng)比基坑地面≥0.5m。
2.平面布置降水井
溝槽兩側(cè)面雙排降水井或單排降水井與否應(yīng)以實(shí)際計(jì)算結(jié)果為依據(jù)。就溝槽底部而言，降水井外延長(zhǎng)度需等同于1-2倍溝槽寬度，但地下水排泄方向長(zhǎng)度可適當(dāng)減少、地下水補(bǔ)給方向長(zhǎng)度可適當(dāng)增加。
3.若工程降排水施工方法為明溝排水，則排水井最好布置于溝槽以外范圍內(nèi)，但排水井與溝槽間間距應(yīng)該被控制在150m范圍內(nèi)。待降排水抽水作業(yè)完畢，拔除井點(diǎn)管及降水井預(yù)留孔洞應(yīng)及時(shí)被填實(shí)，填實(shí)材料為砂石等。針對(duì)地下水靜水位上部預(yù)留孔洞，應(yīng)及時(shí)使用粘土填實(shí)。
（二）施工降排水方法
因水文、地理、地質(zhì)等環(huán)境差異普遍存在，則施工降排水方法應(yīng)以土層滲透系數(shù)、地質(zhì)情況、工程占地面積及坑槽深度等為依據(jù)加以確定，以此確保工程降排水方法的實(shí)用性、有效性、安全性及可靠性等。關(guān)于不同的工程施工降排水方法，其均只有一個(gè)目的，即排除工程施工范圍內(nèi)積水、改善工程施工環(huán)境、提高工程施工安全、確保工程施工進(jìn)度、提升工程施工質(zhì)量等。現(xiàn)階段，我國(guó)工程施工中較為常用的降排水施工方法有人工降低地下水位、明溝排水。考慮到工程量、施工進(jìn)度及經(jīng)濟(jì)性等因素，在本案，筆者以明溝排水為主要研究對(duì)象，探析市政工程降排水設(shè)計(jì)問(wèn)題。
二、市政工程中明溝排水設(shè)計(jì)
明溝排水憑借自身經(jīng)濟(jì)性高、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用于市政工程施工中。通常情況下，市政工程常見(jiàn)降排水方法為明溝排水、深溝排水、排水井排水等，在本案，筆者就明溝排水法的兩個(gè)具體施工方法做簡(jiǎn)要闡釋。
（一）普通明溝排水
普通明溝排水法要求于開(kāi)挖基坑中部或于其1、2、4側(cè)挖出一排水明溝，并與排水明溝內(nèi)每間隔30-40m或其四角設(shè)置一集水井，從而實(shí)現(xiàn)地下水均流入該集水井，并用水泵排除集水井內(nèi)積水。
集水井及排水溝均應(yīng)于地下水位被發(fā)現(xiàn)之前設(shè)置完畢。集水井及排水溝均應(yīng)設(shè)置于基礎(chǔ)輪廓之外，且排水溝邊緣與坡腳間間距應(yīng)≥0.3m。排水溝深度應(yīng)低于挖土面0.3-0.4m。集水井應(yīng)低于排水溝≥0.5m，亦或比抽水泵進(jìn)水閥高度更高，且集水井深度應(yīng)根據(jù)基坑開(kāi)挖深度變化而變化。地下水位應(yīng)比開(kāi)挖基坑底部低0.5m。于基坑一側(cè)設(shè)置排水溝，注意排水溝應(yīng)位于地下水上游。通過(guò)情況下，若基坑面積較小，則排水溝深度應(yīng)為0.3-0.6、底寬應(yīng)≥0.3m、水溝邊坡是1.1-1.5、溝底縱坡為0.2-0.8%，以此確保水流暢通。集水井截面位于0.6*0.6-0.8*0.8m范圍內(nèi)，且使用鋼筋籠、竹籠、木板或木方對(duì)井壁做支撐加固處理。基地以下井底加固材料應(yīng)為卵石或碎石，加固厚度約為20cm、水泵抽水水龍頭應(yīng)設(shè)置有濾網(wǎng)，以防泥沙滑入水泵而影響排水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。集水井抽水作業(yè)的連續(xù)性應(yīng)得到保證，即抽水作業(yè)開(kāi)始與結(jié)束應(yīng)一氣呵成。
若工程基坑土層滲水性強(qiáng)，則水泵出水管口應(yīng)于基坑保持足夠遠(yuǎn)的距離，以此規(guī)避抽水管內(nèi)水回流至基坑內(nèi)。此外，因抽出集水井積水時(shí)將有助于降低鄰近基坑內(nèi)水位，則筆者認(rèn)為有必要多個(gè)工程基坑集水井抽水同時(shí)開(kāi)工，以此提高工程施工進(jìn)度、減少工程量、節(jié)省工程施工成本投入等。普通明溝排水法的優(yōu)點(diǎn)很多，可簡(jiǎn)單歸納為施工設(shè)備簡(jiǎn)單、施工方便、施工成本投入低、施工管理維護(hù)難度系數(shù)不大等，正是憑著其眾多優(yōu)點(diǎn)，普通明溝排水法在現(xiàn)代市政工程施工中得到最為廣泛的應(yīng)用。普通明溝排水法最佳應(yīng)用條件為地下水不豐富、土質(zhì)情況好、中等面積及一般基礎(chǔ)工程基坑等。
（二）分層明溝排水
若基坑開(kāi)挖土層涉及眾多較多，且土層中部存在強(qiáng)透水性的砂類土層，則應(yīng)于基坑邊坡位置設(shè)置2-3層集水井或明溝，對(duì)土層內(nèi)地下水分層阻截并排除，以防上層地下水因沖刷基坑下部邊坡而造成基坑塌方等事故的發(fā)生。集水井及排水溝設(shè)置規(guī)格及設(shè)置方法基本等同于普通明溝排水方法。但是，在工程基坑分層明溝排水施工中，應(yīng)該最大化規(guī)避因上層排水溝地下水流入下層排水溝而導(dǎo)致基坑下部邊坡被掏空，以防基坑塌方事故的發(fā)生。實(shí)踐證明，分層明溝排水存在眾多優(yōu)點(diǎn)，即減少基坑邊坡?lián)P程及高度、穩(wěn)定基坑邊坡等。但是，分層明溝排水亦存在 不少缺點(diǎn)，如土方量大、土方開(kāi)挖面積大等。分層明溝排水最佳應(yīng)用條件為地下水位高、深度達(dá)、基坑上部存在透水性強(qiáng)的土層等。
結(jié)束語(yǔ)
地下水位于地下含水層，其主要以自由水、結(jié)合水及水汽三種形態(tài)存在于自然界。地下水位增加往往直接受到天然降水量的直接性影響。隨著城市化進(jìn)程的加快，市政工程規(guī)模越來(lái)越大，則優(yōu)化市政工程降排水設(shè)計(jì)、排除施工現(xiàn)場(chǎng)地下水位及地表水、保證工程施工質(zhì)量及施工安全勢(shì)在必行。
參考文獻(xiàn)：
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地下水的優(yōu)點(diǎn)范文3
【關(guān)鍵詞】反坡排水技術(shù)；大坡度小斷面；隧洞排水；應(yīng)用分析
引言
道真縣換金壩排洪隧洞工程進(jìn)口端為下坡道開(kāi)挖，出口端為上坡道開(kāi)挖。上坡道開(kāi)挖，隧洞兩側(cè)設(shè)邊溝，地下水沿隧洞底板坡度自流出隧洞；下坡道開(kāi)挖時(shí)，地下水無(wú)法自流出隧洞，必須采用反坡排水，即地下水先沿隧洞兩側(cè)邊溝匯集至集水坑，再用抽水設(shè)備抽排至洞外。
1 工程概況
道真縣換金壩排洪隧洞工程位于道真縣玉溪鎮(zhèn)換金壩村境內(nèi)，進(jìn)口位于玉溪河與巴漁河交匯處，距道真縣城約4公里，出口位于洋渡水庫(kù)庫(kù)區(qū)黃板石。換金壩排洪隧洞全長(zhǎng)3862m，進(jìn)口底板高程595.00m，出口底板高程470.00m，設(shè)計(jì)底坡3.23%，無(wú)壓隧洞，城門(mén)洞形，底寬4.5m，洞高5.0m。
2 工程地質(zhì)
換金壩排洪隧洞洞線下穿三迭系下統(tǒng)嘉陵江組（T1j）地層，巖性以薄層至中厚層塊狀白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r為主，巖層產(chǎn)狀N10～20°E/NW∠14～29°。換金壩排洪隧洞工程區(qū)域地層地表出露面積大，地表巖溶洼地分布較多，巖溶較為發(fā)育，且洞線位于地下水位以下，地下水含水類型為巖溶裂隙水，隧洞開(kāi)挖時(shí)會(huì)產(chǎn)生滲水涌水，地下水枯季涌水量為300～400T/d，施工中應(yīng)加強(qiáng)排水。
3 主要的排水方式選擇
洞內(nèi)反坡排水方式，根據(jù)坡度、滲水量和設(shè)備情況，分段接力式或一站式排出洞外。根據(jù)本隧道的實(shí)際情況，擬在施工中采用的反坡排水系統(tǒng)布置方式有兩種：
3.1 分段接力式反坡排水
分段接力式反坡排水是洞內(nèi)均勻布置集水坑，選擇低揚(yáng)程抽水泵將洞內(nèi)滲水從距離掌子面最近的一個(gè)集水坑通過(guò)接力方式逐步抽排出洞外。如下圖1：
此排水方式的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備選型容易，抽排水能力強(qiáng)；缺點(diǎn)：所需集水坑和抽水水泵較多，若某一水泵出問(wèn)題，將影響整條抽水系統(tǒng)效率，系統(tǒng)維護(hù)工作量大。
3.2 一站式反坡排水
一站式反坡排水，用小功率水泵將開(kāi)挖面的積水抽到最近的集水坑內(nèi)，再用高揚(yáng)程大功率的水泵通過(guò)排水管道一站抽排至洞外，如下圖2：
圖2 長(zhǎng)距離采用的反坡排水方式示意圖
這種方式的優(yōu)點(diǎn)：所需抽水設(shè)備較少，管理方便，抽水穩(wěn)定；缺點(diǎn)：抽水揚(yáng)程較大，水泵選型困難，水泵功率大，對(duì)電的要求高。
3.3 反坡排水方式選定
通過(guò)對(duì)以上兩種反坡排水方式進(jìn)行比較分析，本工程選定一站式反坡排水方式排水。
4 設(shè)備選型配套
4.1 抽水設(shè)備選擇
隧道排水主要為隧洞滲水及施工用水。水質(zhì)除地下水的本身成分外，主要還有巖石、石屑、泥漿等，所以除考慮到需排出的水量外，還應(yīng)考慮到排水的成分組成。
洞內(nèi)地下水水量隨著掘挖長(zhǎng)度增長(zhǎng)逐漸增多，在水泵選型上，應(yīng)充分考慮到地下水和施工排水水量總和，并預(yù)留一定的盈余量。本工程選用抽排水設(shè)備為高揚(yáng)程無(wú)堵塞排污潛水泵。
地下水涌水量為300～400T/d，即：12.5～17m?/h；隧洞只有兩個(gè)工作面，單向平均開(kāi)挖1931m，落差達(dá)62.5m。根據(jù)以上地下水量和抽水落差，選用WQ20-90/3-11型高揚(yáng)程無(wú)堵塞排污潛水泵（主要技術(shù)參數(shù)：額定流量20m?，揚(yáng)程90m，功率11kw）基本滿足抽排水要求。但在施工過(guò)程中難以避免會(huì)有特殊因素的短暫影響，如工地停電、雨季施工等、排水管爆裂等，導(dǎo)致地下水匯集過(guò)多，抽水設(shè)備抽水能力不夠，地下水抽排不出或抽排時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，影響掌子面正常施工，因此備用一臺(tái)抽水能力更強(qiáng)的抽水設(shè)備，擬備用WQ30-100/4-15型高揚(yáng)程無(wú)堵塞排污潛水泵（主要技術(shù)參數(shù)：額定流量30m?，揚(yáng)程100m，功率15kw）。
掌子面至集水坑段，采用移動(dòng)輕便水泵，實(shí)際操作根據(jù)水量大小在數(shù)量上予以增減。
4.2 排水管路選擇
根據(jù)地下水水量，并考慮一定的盈余量，集水坑至洞外段選用與以上抽水設(shè)備配套的管路（Φ75mm塑料管）為排水管路，為防止管內(nèi)水回灌，在管路上安裝止回閥。掌子面至集水坑段選用Φ50mm塑料管或消防水管。
4.3 集水坑設(shè)置
集水坑布設(shè)在距掌子面150m～200m位置，容積為5～10m?，集水坑內(nèi)水泵周圍設(shè)鋼絲網(wǎng)保護(hù)，攔截洞內(nèi)雜物，集水坑定期清理淤泥。本工程采用無(wú)軌運(yùn)輸出碴，集水坑布設(shè)盡量利用洞內(nèi)會(huì)車道增大集水坑容積，使抽排水間隔時(shí)間增長(zhǎng)，可減少短時(shí)間抽排水系統(tǒng)故障對(duì)施工的干擾。
4.4 設(shè)備安裝
抽水設(shè)備安裝：在洞壁上鉆孔，錨固鋼筋掛鉤，水泵用1t手拉葫蘆懸掛在掛鉤上；排水管安裝在距底板50cm位置，每隔10m用鋼筋固定，排水管安裝要做到順直。
地下水的優(yōu)點(diǎn)范文4
關(guān)鍵詞：地下水；水質(zhì)評(píng)價(jià)；評(píng)價(jià)現(xiàn)狀；展望
水資源匱乏問(wèn)題愈加嚴(yán)重，已經(jīng)引起了全社會(huì)的關(guān)注。考慮到水資源匱乏會(huì)影響人類的生存與發(fā)展，所以必須采取有針對(duì)性的措施對(duì)地球現(xiàn)有資源進(jìn)行保護(hù)，或開(kāi)發(fā)利用地下水源，全面提高地下水源利用率。地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)是地下水開(kāi)發(fā)和利用中首要環(huán)節(jié)，目的是通過(guò)對(duì)地下水化學(xué)資料的分析，科學(xué)評(píng)價(jià)出某地區(qū)地下水源的質(zhì)量，并對(duì)其該地區(qū)地下水質(zhì)量狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，預(yù)防地下水水質(zhì)惡化。由此可見(jiàn)，地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)在地下水保護(hù)和開(kāi)發(fā)利用工作中發(fā)揮的作用是極其巨大的。下面對(duì)地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)現(xiàn)狀作詳細(xì)分析。
一、地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)探討
地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)要求具備一定的客觀性、代表性以及全面性，這就要求在評(píng)價(jià)分析時(shí)科學(xué)、合理的選擇評(píng)價(jià)方法，盡量提高地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)的工作效率。在實(shí)際工作中，地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵在于評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，評(píng)價(jià)指標(biāo)不同，工作中得到的最后評(píng)價(jià)結(jié)果也會(huì)大不相同。
水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)這一概念的興起在上世紀(jì)20年代初，西方某個(gè)經(jīng)濟(jì)略為發(fā)達(dá)的國(guó)家最早注意到了水源安全飲用問(wèn)題，并提出和制定了關(guān)于公共衛(wèi)生用水的標(biāo)準(zhǔn)，為人類用水安全標(biāo)準(zhǔn)體系的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。但由于受到技術(shù)條件限制，早期的公共衛(wèi)生用水標(biāo)準(zhǔn)都比較簡(jiǎn)單，suo9制定的水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)也相對(duì)較少，并不能對(duì)水源水質(zhì)作全方位的監(jiān)測(cè)。后隨著環(huán)境污染問(wèn)題的越加嚴(yán)重，水中污染物種類及數(shù)量也增加得越多，導(dǎo)致最初的水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)失去效用，無(wú)法對(duì)水中新增污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，最終造成人類生命遭受水污染威脅的局面。為了解決以上問(wèn)題，研究人員結(jié)合時(shí)代背景，將一些先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，并對(duì)落后的、不健全的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)作出更改，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展之后，最終發(fā)展到了2個(gè)級(jí)別、4個(gè)大類，229個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)程度。進(jìn)一步保障了人類飲水安全。
近年來(lái)，我國(guó)水資源保護(hù)工作得到了很大的發(fā)展，不僅在實(shí)際做法上獲得了較大的成就，而且還改進(jìn)、完善了水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，先后頒布了多種水資源質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》等等，這些體制的建立促進(jìn)了我國(guó)水資源保護(hù)工作的發(fā)展，同時(shí)也為是我國(guó)水資源開(kāi)發(fā)利用提供了強(qiáng)而有力的法律保障。為了緩解我國(guó)現(xiàn)階段所面臨的水資源匱乏問(wèn)題，國(guó)家相關(guān)部門(mén)建議開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)地下水，利用豐富的地下水資源來(lái)緩解飲水供需矛盾，解決實(shí)際性的問(wèn)題。但考慮到地下水資源的污染問(wèn)題比較嚴(yán)重，在開(kāi)發(fā)利用之前必須對(duì)地下水的水質(zhì)進(jìn)行評(píng)估評(píng)價(jià)，利用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)地下水水質(zhì)進(jìn)行考核，為地下水資源的開(kāi)發(fā)利用、管理保護(hù)等工作提供科學(xué)保障。
國(guó)家不同、地質(zhì)不同，人們所制定的地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也大不相同。拿我國(guó)的生活飲用水評(píng)價(jià)來(lái)說(shuō)，我國(guó)衛(wèi)生飲用水評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與世界衛(wèi)生組織設(shè)定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)就存在不同，主要表現(xiàn)在如下方面：
（1）我國(guó)生活飲用水評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)將水源的化學(xué)指標(biāo)與感官形狀進(jìn)行了劃分，并納入了水質(zhì)的毒理學(xué)指指標(biāo)，所呈現(xiàn)出來(lái)的特點(diǎn)是直觀明了，比世界衛(wèi)生組織制定的水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)更具優(yōu)勢(shì)。
（2）從水質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的總量上看，我國(guó)現(xiàn)行所使用的飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中所社設(shè)定的指標(biāo)總量比世界衛(wèi)生組織設(shè)定的指標(biāo)總量要少很多，即使在2009年后有了新的改變，但總的來(lái)說(shuō)還是偏少，尤其在微生物評(píng)價(jià)指標(biāo)和有機(jī)組分評(píng)價(jià)指標(biāo)兩個(gè)方面。
二、地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)方法
作為地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)的工具和手段，選取的評(píng)價(jià)方法是否合理也是地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果客觀與否的關(guān)鍵。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，世界各國(guó)的專家學(xué)者對(duì)地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了深入的探索，也提出了很多評(píng)價(jià)方法和模型。但由于評(píng)價(jià)因子與水質(zhì)等級(jí)問(wèn)的非常復(fù)雜的非線性關(guān)系，以及水體污染的隨機(jī)性和模糊性，對(duì)于地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)至今仍沒(méi)有一個(gè)被廣泛接受的評(píng)價(jià)模型。
1、單因子評(píng)價(jià)方法
單項(xiàng)因子評(píng)價(jià)是指分別對(duì)單個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。該方法計(jì)算簡(jiǎn)便，且通過(guò)評(píng)價(jià)結(jié)果能直觀地反映水質(zhì)中哪一類或哪幾類因子超標(biāo)，同時(shí)可以清晰地判斷出主要污染因子和主要污染區(qū)域。但是由于是對(duì)單個(gè)水質(zhì)指標(biāo)獨(dú)立進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此得到的評(píng)價(jià)結(jié)果不能全面地反映地下水質(zhì)量的整體狀況，可能會(huì)導(dǎo)致較大的偏差。
2、綜合評(píng)價(jià)方法
2.1綜合指數(shù)法
通過(guò)多個(gè)指標(biāo)并賦予各指標(biāo)不同的權(quán)重的綜合判斷確定地下水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的綜合指數(shù)法在地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)中一直被廣泛應(yīng)用。該方法簡(jiǎn)潔易懂、運(yùn)算方便、物理概念清晰，決策者和公眾可以快捷明了地通過(guò)評(píng)價(jià)結(jié)果掌握水質(zhì)信息。
2.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
與傳統(tǒng)的綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)方法相比主要具有以下的優(yōu)點(diǎn)：1）通過(guò)模型的自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力，可自動(dòng)獲得水質(zhì)參數(shù)間的合理權(quán)重，無(wú)需人為干預(yù)，因此評(píng)價(jià)結(jié)果具有客觀性。2）一旦對(duì)標(biāo)準(zhǔn)訓(xùn)練完畢，就可以用訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)對(duì)實(shí)測(cè)樣本進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算簡(jiǎn)便，可操作性強(qiáng)。3）通過(guò)在訓(xùn)練過(guò)程中適當(dāng)改變輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)和輸出節(jié)點(diǎn)數(shù)，來(lái)修改評(píng)價(jià)參數(shù)和等級(jí)，從而使模型的應(yīng)用具有一定的靈活性。
2.3模糊綜合評(píng)判法
地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)中的污染程度、水質(zhì)類別都是一些客觀存在的模糊概念和模糊現(xiàn)象，簡(jiǎn)單地根據(jù)某一數(shù)字界限來(lái)對(duì)地下水水質(zhì)進(jìn)行研究和評(píng)價(jià)是不合適的。而模糊集理論的在地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用與傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法相比更適應(yīng)于水質(zhì)污染級(jí)別劃分的模糊性，能更客觀地反映水質(zhì)的實(shí)際狀況。模糊綜合評(píng)判法最主要的優(yōu)點(diǎn)就是通過(guò)構(gòu)造隸屬函數(shù)可以很好地反映水質(zhì)界限的模糊性。
三、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)在水資源保護(hù)和水資源開(kāi)發(fā)利用中占據(jù)著重要地位，為了能有效緩解水資源匱乏問(wèn)題，我們有必要對(duì)地下水進(jìn)行開(kāi)發(fā)，但同時(shí)為了保證地下水水質(zhì)的合格，必須在水源利用前期對(duì)地下水水質(zhì)進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵在于評(píng)價(jià)質(zhì)量指標(biāo)，我國(guó)相關(guān)部門(mén)應(yīng)該盡快完善地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)地下水管理和加大水質(zhì)監(jiān)測(cè)力度，切實(shí)促進(jìn)我國(guó)水資源保護(hù)事業(yè)的發(fā)展。■
參考文獻(xiàn)
[1] 暢利毛，鄭和祥，閆秀生. 通遼市地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)[J]. 內(nèi)蒙古水利. 2010（03）
地下水的優(yōu)點(diǎn)范文5
關(guān)鍵詞：地下水，井點(diǎn)，帷幕，滯水
1 引言
隨著地下空間在現(xiàn)代高層住宅中越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，施工中基坑開(kāi)挖難度和規(guī)模也越來(lái)越大，因而相關(guān)事故也越來(lái)越多，資料顯示，大部分基坑相關(guān)的事故中60%以上的同地下水相關(guān)，地下水是地質(zhì)環(huán)境中最為活躍的組成部分，也是影響地質(zhì)工程穩(wěn)定性的重要條件，地基內(nèi)地下水的存在不僅降低土體的承載力增大施工難度，并會(huì)導(dǎo)致滑坡、地面沉降等災(zāi)害，同時(shí)部分地下水尚可腐蝕建筑材料，地下水對(duì)基坑影響機(jī)理既涉及土力學(xué)內(nèi)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，又包括變形和滲流問(wèn)題，因而對(duì)地下水的有效治理則應(yīng)遵循疏堵結(jié)合的原則，若地下水主要為潛水、包氣帶水或水壓較低的承壓水則應(yīng)以堵為主，具體技術(shù)多為在基坑周圍施工止水帷幕將地下水止于基坑外，若地下水為壓力較大的承壓水則應(yīng)通過(guò)措施將坑內(nèi)水體排除以防止基坑突涌現(xiàn)象。
2 地下水對(duì)高層住宅基坑施工影響
2.1 增強(qiáng)土體透水性[1]
土體透水性指水流通過(guò)土體內(nèi)孔隙的難易程度，土體顆粒越大則透水性也越大，且在相同條件下土體透水性越大則水體在土體內(nèi)的滲透速度也越大。一般在土體孔隙內(nèi)或微小裂隙內(nèi)水體呈有秩序、互不混雜的層流運(yùn)動(dòng)，而在寬大的孔隙內(nèi)水體則呈無(wú)秩序、相互混雜的紊流，地下水在滲流過(guò)程中對(duì)單位體積內(nèi)土體骨架所產(chǎn)生的壓力為滲透壓力。土體為砂土且滲流自下而上且滲透壓力不小于土體浮重度則土粒間壓力將消失，土粒則處于懸浮狀態(tài)而形成流砂，而粘性土因土粒間的粘聚力存在則難以形成流砂；基坑開(kāi)挖過(guò)程中若地下水自下而上的滲透力達(dá)到土體浮重度則會(huì)產(chǎn)生砂沸，該種狀況下若繼續(xù)開(kāi)挖則會(huì)導(dǎo)致土體不斷上涌，若采取放坡開(kāi)挖，當(dāng)坑底出現(xiàn)流砂則變坡土體在滲透力作用下宜導(dǎo)致滑坡，若土體內(nèi)顆粒粒徑差距較大則內(nèi)部細(xì)小顆粒在滲流作用下易被沖走而形成管涌；若采取降水則會(huì)在基坑周圍出現(xiàn)較大的水利坡降而形成紊流，因而若基坑周圍止水措施不當(dāng)則坑外水體會(huì)滲流入坑內(nèi)，最終勢(shì)必導(dǎo)致大量泥砂突涌，坑外地面則會(huì)嚴(yán)重沉陷，并會(huì)破壞周圍建筑。
2.2 深層水平位移
若基坑支護(hù)采取樁體形式則樁移可直接反應(yīng)支護(hù)樁的變形，若樁體有支撐系統(tǒng)支撐則樁體變形最大、最危險(xiǎn)部位一般不在樁頂，其具移可通過(guò)對(duì)不同深度進(jìn)行位移觀測(cè)來(lái)反應(yīng)支護(hù)樁的實(shí)際變形，且隨開(kāi)挖深度的增加，樁體上部土移量增幅明顯降低，并有向基坑外側(cè)產(chǎn)生變形的趨勢(shì)。
2.3 施工影響
地下水的存在均會(huì)影響水平荷載取值，甚至?xí)?dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)失效或產(chǎn)生較大位移，并會(huì)降低周圍錨桿和土體間的握裹力而降低土體抗拔力，若地下水控制不當(dāng)且基坑底層為粉土或砂土則會(huì)導(dǎo)致基坑底部管涌或隆起失效，當(dāng)基坑側(cè)面產(chǎn)生過(guò)大變形則會(huì)導(dǎo)致臨近建筑設(shè)施被破壞；若地下水具有強(qiáng)侵蝕性則會(huì)對(duì)施工管材或基礎(chǔ)產(chǎn)生侵蝕和腐蝕作用，并會(huì)改變地下水動(dòng)力條件，促使細(xì)顆粒土體形成流砂，同時(shí)若隨意將排水引致場(chǎng)外任意地點(diǎn)則會(huì)導(dǎo)致臨近區(qū)域地基生成新的隱患；若基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)為土釘支護(hù)，土釘表面同土體界面間接觸粘接力即摩擦阻力構(gòu)成錨固力，而地下水對(duì)土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)不僅包括水土作用，并對(duì)土釘體自身產(chǎn)生作用，即會(huì)降低甚至消失相互間的摩擦阻力；若深基坑四周地下水存在較大水頭差則在水頭差的作用下會(huì)出現(xiàn)水流繞過(guò)止水樁而進(jìn)入基坑內(nèi)部導(dǎo)致土體穩(wěn)定性被破壞。
3 高層住宅基坑施工中地下水控制
3.1 潛水控制措施
潛水多含于淺層粉土、粉砂層，該類水體防治多采用輕型井點(diǎn)降水或帶有反濾層的大井降水或隔滲帷幕，帷幕的深度可插入相對(duì)隔水的粘性土底板內(nèi)或保證其插入坑底有足夠深度以保證管涌不會(huì)產(chǎn)生的土層內(nèi)。
豎向止水帷幕。該類型的平面結(jié)構(gòu)形式主要包括噴射凝結(jié)體自身構(gòu)成的帷幕和噴射凝結(jié)體與支護(hù)樁共同構(gòu)成的墻體兩種。該種帷幕多深入至下部透水性差土層內(nèi)，具體又可分為懸掛式和落底式兩種。
水平止水帷幕。該技術(shù)是在基坑某個(gè)深度范圍內(nèi)用旋噴體套接的方式構(gòu)成水平止水底板，并將該底板同豎向帷幕共同構(gòu)成封閉的箱型止水結(jié)構(gòu)來(lái)阻止地下水。水平封底類似于在支護(hù)結(jié)構(gòu)底部設(shè)置一道高強(qiáng)度的內(nèi)支撐以改變支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，并可有效防止承壓水突涌現(xiàn)象，同時(shí)其與旋噴樁間的結(jié)合可增大坑底穩(wěn)定性及抗浮力；水平封底形式包括等厚度形式和“凹”字形結(jié)構(gòu)，即在坑底邊緣一定范圍內(nèi)封底厚度較厚以加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并可實(shí)現(xiàn)坑底相鄰兩排的噴射效果，提高基坑內(nèi)的封水效果[2]。
3.2 上層滯水控制對(duì)策
對(duì)基坑土體密實(shí)度較高且含水量較小則不宜采取隔滲防水措施而采用基坑明排，若土體松散且含水量較大則多采用隔滲或集水井排水措施。目前采用較多的為井點(diǎn)降水法，即在基坑四周施工能滲水的井點(diǎn)管，并配置一定的抽水設(shè)備，通過(guò)該設(shè)備將地下水抽出排放實(shí)現(xiàn)基坑四周地下水降至設(shè)計(jì)深度，該及時(shí)可適應(yīng)不規(guī)則幾何形狀基坑，并可克服流砂的影響，井點(diǎn)降水又可分為輕型井點(diǎn)、深井井點(diǎn)和噴射井點(diǎn)等，井點(diǎn)降水施工后可實(shí)現(xiàn)基坑內(nèi)土體干燥便于后期機(jī)械化施工，且基坑四周土體強(qiáng)度大幅增加而提高邊坡穩(wěn)定性，同時(shí)該技術(shù)可大量節(jié)省支撐材料以及減少土方工程量等優(yōu)點(diǎn)。
輕型井點(diǎn)降水。該技術(shù)抽水是利用真空系統(tǒng)，因而施工效果在很大程度上取決于管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備，當(dāng)啟動(dòng)抽水設(shè)備后系統(tǒng)內(nèi)形成真空，并會(huì)在井點(diǎn)周圍一定范圍內(nèi)形成真空區(qū)，井點(diǎn)附近的水體通過(guò)砂井經(jīng)過(guò)過(guò)濾器被強(qiáng)制性吸入井點(diǎn)系統(tǒng)內(nèi)并被抽出，繼而降低地下水水位，施工一定時(shí)間后則井點(diǎn)附近水位同真空區(qū)外的地下水位間會(huì)生成水頭差，真空區(qū)外的地下水則在該水頭差的作用下以重力方式流入井點(diǎn)范圍內(nèi)，因而輕型井點(diǎn)系統(tǒng)被稱為真空――重力抽水法，在真空和重力共同作用下實(shí)現(xiàn)降低地下水位并在一定范圍內(nèi)形成降水漏斗拋物線，系統(tǒng)管線多采用鋼管，若采用塑料管則應(yīng)在其內(nèi)部裝設(shè)彈簧來(lái)抵抗外部張力，保證管線在真空和外力作用下不發(fā)生變形以保證內(nèi)部水流暢通[3]。
深井井點(diǎn)降水。該技術(shù)是在基坑四周埋設(shè)較基底深的井管，待地下水匯集到管路系統(tǒng)內(nèi)通過(guò)深井泵和潛水泵將地下水從井內(nèi)抽至地面排放，從而可實(shí)現(xiàn)降低地下水位的目的，該技術(shù)具有排水量大、降水范圍深以及不受吸程限制等優(yōu)點(diǎn)，但其一次性投資較大且深井成孔質(zhì)量要求較高等，因而該技術(shù)適用于地下水含量豐富、降水深度和面積均較大的砂土和碎石土體等。
3.3 承壓含水層控制對(duì)策
（1）隔水
隔水措施適用于基坑內(nèi)承壓水埋藏深度較小的情況，具體可在基坑四周施工地下連續(xù)墻等形成隔水帷幕，通過(guò)連續(xù)墻穿越承壓含水層并進(jìn)入不透水層一定深度來(lái)隔斷基坑外承壓水。地下連續(xù)墻施工質(zhì)量取決于成槽機(jī)、泥漿以及墻體接頭形式等，一旦連續(xù)墻存在質(zhì)量缺陷則會(huì)導(dǎo)致地下水滲漏或水土涌入等事故，一般為保證事故質(zhì)量科采用止水效果良好的十字鋼板接頭，即通過(guò)延長(zhǎng)地下水透流路徑來(lái)增強(qiáng)止水效果，并可通過(guò)調(diào)整后續(xù)幅包角筋形式來(lái)縮短各幅間保護(hù)層實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)防滲效果。在連續(xù)墻槽段開(kāi)挖前應(yīng)先施工導(dǎo)墻來(lái)控制平面和垂直導(dǎo)向，并可擋土和穩(wěn)定泥漿面，保證后期成槽順利進(jìn)行；泥漿是槽壁穩(wěn)定的制約因素，其需結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)和水文材料按照一定比例配制，在泥漿施工中防止細(xì)微泥沙顆粒、水泥等進(jìn)入而污染泥漿，且泥漿可循環(huán)利用，但在重復(fù)利用前應(yīng)進(jìn)行分離凈化并調(diào)整其性能指標(biāo)；在成槽過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制泥漿液面，保證泥漿液面高度高于地下水位高度，并不低于導(dǎo)墻下50cm方可保證不塌方，液面控制時(shí)應(yīng)在成槽過(guò)程中和成槽結(jié)束至混凝土澆筑前的液面控制；成槽后吊放鋼筋籠必須保證其呈垂直狀態(tài)，入槽后應(yīng)用吊梁穿入鋼筋籠最終吊環(huán)內(nèi)，之后應(yīng)校核鋼筋籠擺放的平面和高程偏差；在混凝土澆筑時(shí)應(yīng)保證連續(xù)均勻進(jìn)行，并應(yīng)控制混凝土面上升速度以及導(dǎo)管口在混凝土內(nèi)的埋置深度，嚴(yán)禁在澆筑過(guò)程中導(dǎo)管口提出混凝土面或?qū)Ч芸诒┞对谀酀{內(nèi)導(dǎo)致泥漿涌入導(dǎo)管，澆筑至墻頂部可通過(guò)降低澆筑速度或降低導(dǎo)管埋深以保證混凝土能夠流出；澆筑過(guò)程中應(yīng)注意鎖管口提拔和澆筑間的結(jié)合，待澆筑結(jié)束后6-8h后方可將鎖扣管一次性拔出并及時(shí)清潔和疏通[4]。
（2）降壓
降壓法多用于坑底承壓水層上覆土不足以抵抗承壓水頭，并不適于采取隔斷措施的情況，降壓多采用降壓井的形式，但應(yīng)保證基底以下承壓水水頭低于含水層上部保留的覆土層形成的壓力。在成孔過(guò)程中應(yīng)保證其垂直度，并應(yīng)控制好泥漿密度以防孔壁坍塌；成孔后應(yīng)及時(shí)下管，下管前應(yīng)測(cè)量孔深，符合要求后方可下管，并可通過(guò)設(shè)置扶正器以保證濾水管居中，下管后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行填料，填料過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)測(cè)量填料高度，并在填料上層回填優(yōu)質(zhì)粘性土以防圍填時(shí)產(chǎn)生“架橋”現(xiàn)象；圍填后則采用空壓機(jī)將井內(nèi)沉淀物清洗，當(dāng)泥沙較多可采取“憋氣沸騰”和活塞洗井配合的措施以保證洗井質(zhì)量。
（3）封底
該技術(shù)適用于基坑開(kāi)挖至坑底標(biāo)高，上部覆土重稍低于承壓水造成的浮托力時(shí)，其可彌補(bǔ)不足以抵抗承壓水穩(wěn)定性的現(xiàn)狀。封底技術(shù)多采用水泥土攪拌樁或高壓旋噴樁，均是通過(guò)利用加固后土體重度和抗剪強(qiáng)度的提高來(lái)抵抗基坑四周承壓水頭的目的。
地下水的優(yōu)點(diǎn)范文6
主題詞：地下水池 抗浮設(shè)計(jì) 抗浮方法
地下水池是污水處理中的重要構(gòu)筑物，當(dāng)?shù)叵滤亟ㄔO(shè)在地下水位較高地區(qū)時(shí)，水池的抗浮措施是設(shè)計(jì)中必須解決的重要問(wèn)題之一。如果抗浮設(shè)計(jì)不周，在施工和使用過(guò)程中極易發(fā)生水池上浮和傾斜等工程事故。因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中務(wù)必保證水池的抗浮力大于浮力，防范其上浮造成不可逆轉(zhuǎn)的損害，以避免延誤工期及巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
1大慶的地質(zhì)特點(diǎn)
大慶位于松嫩平原中部，是一座在濕地上崛起的城市。兩江環(huán)抱，綠野千里，湖澤密布，蘆葦浩蕩。地下水位較高，有些地方的地下水位只有0.9m深，水池的浮力很大，地下水池的抗浮應(yīng)高度重視。
2地下水池的抗浮穩(wěn)定性要求
水池的整體抗浮穩(wěn)定計(jì)算應(yīng)滿足下式要求：
KZ= （GZ+Gt+Rf）/Ff
KZ為抗浮安全系數(shù)取1.05～1.15；
GZ為結(jié)構(gòu)自重，kN；
Gt為覆土層質(zhì)量；
Rf 為側(cè)墻與土體間極限摩擦力；
Ff為地下水總浮力，kN；
3地下水池的抗浮方法
3.1增加水池重量
3.1.1增加自重抗浮
增加自重是一種主動(dòng)的抗浮方式，自重抗浮即通過(guò)提高池體結(jié)構(gòu)自重來(lái)達(dá)到抗浮的目的，例如增加池底和池壁的厚度。此法一般適用于水池自重與地下水浮力相差不大的情況。根據(jù)工程實(shí)踐，自重與地下水浮力相差在10%以內(nèi)的情況下，采用增加結(jié)構(gòu)自重抗浮具有較好的經(jīng)濟(jì)性。若自重與地下水浮力相差達(dá)15%，考慮到抗浮系數(shù)及由于結(jié)構(gòu)尺寸加大后可能新增的浮力，此時(shí)池體一般需加重25%以上才能滿足抗浮。這勢(shì)必造成混凝土的大量增加，同時(shí)也會(huì)在一定程度上造成鋼筋用量的增加，增加造價(jià)，既不經(jīng)濟(jì)也不科學(xué)，所以設(shè)計(jì)應(yīng)考慮結(jié)合其他的措施抗浮，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的效果。
3.1.2壓重抗浮
壓重抗浮是通過(guò)在池內(nèi)、池頂或池底外挑墻趾上壓重來(lái)抗浮。浮力較大，可采取池底增重和池體上部增重兩種方法。池底增重一般需將池體落深，在池內(nèi)填筑壓重混凝土或漿砌塊石等其他材料來(lái)達(dá)到抗浮的目的。單單增加池底的厚度，需要使用大量的混凝土，而且會(huì)占用一定的水池儲(chǔ)水空間，影響水池的正常使用；而采用池體上部增加自重，會(huì)大大增加池頂板和底板的荷載，使頂、底板的結(jié)構(gòu)厚度和配筋都相應(yīng)增加。必然導(dǎo)致池體突出地表，這樣導(dǎo)致與原設(shè)計(jì)的管路系統(tǒng)不配套，不宜用在已建結(jié)構(gòu)的改造工程。浮力較小時(shí)，可采用池頂壓重外挑墻趾上壓重，不需增加基坑深度，但需將底板外挑較大范圍，因此可能對(duì)相鄰的建筑物、構(gòu)筑物或管線等造成一定的影響。
3.1.3池底配重抗浮
池底配重抗浮即增加池底板下部配重，是在水池底板以下設(shè)配重混凝土，通過(guò)底板與配重混凝土的可靠連接來(lái)滿足抗浮要求。此法用于一般水池時(shí)，其受力情況近似池內(nèi)壓重抗浮，不需增加池壁高度，但要保證底板與配重混凝土的可靠連接，并且其配重材料一般應(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)不小于C20 的混凝土。基底配重抗浮一般比池內(nèi)壓重抗浮更為經(jīng)濟(jì)。
3.1.4增加覆土厚度
增加覆土厚度是增加水池重量的另一種比較有效方法。這種方法施工簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)可行。在不影響周圍環(huán)境和諧美觀的條件下可以適當(dāng)增加覆土厚度，增加水池重量。在污水提升站泵房的情況下，可以將泵房設(shè)置在水池上。這樣既解決了水池抗浮的問(wèn)題，還能減少占地面積。
3.2 降排截水抗浮
由于地下水浮力是造成地下建（構(gòu)）筑物上浮的主要因素，在條件許可的前提下，可采取降水、排水或截水等處理措施直接排除隱患。降排截水不宜用在水池周圍為雜填土，土質(zhì)復(fù)雜，水池臨近河道，地下水來(lái)源豐富，很難保降排截水的抗浮效果，且水池附近埋藏有化學(xué)藥品輸送管道，容易給施工帶來(lái)不便的條件。
3.3減小水池的埋置深度
由浮力公式可以看出水池的埋置深度越大，則浮力越大。所以在工藝流程許可、當(dāng)?shù)丨h(huán)境許可和結(jié)構(gòu)允許的情況下，盡量將水池埋深減小。這是最簡(jiǎn)單、最有效且最經(jīng)濟(jì)的做法。
3.4抗拔樁抗浮
抗拔樁抗浮是通過(guò)樁抗拔力來(lái)抗浮，即利用樁對(duì)池體的錨固力來(lái)抗浮,而抗拔樁的抗拔力是通過(guò)樁側(cè)阻力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。抗浮樁技術(shù)是一種比較成熟的抗浮技術(shù)，抗浮樁樁徑較大，抗拔力高。抗拔樁的優(yōu)點(diǎn)是即可以做基礎(chǔ)樁使用又可做抗拔樁使用。此類方法對(duì)大體積埋地水池的抗浮相當(dāng)有效，不僅能滿足池體的整體抗浮，還能通過(guò)樁的合理布置，很好地解決大型水池的局部抗浮問(wèn)題。抗拔樁一般宜選用樁徑較小、單樁抗拔力相應(yīng)較小的樁進(jìn)行密布。抗拔樁的樁長(zhǎng)宜盡量控制在單節(jié)樁的長(zhǎng)度范圍內(nèi)，這樣可以減少接樁費(fèi)用以及避免由于接樁不牢固造成的抗拔力損失。但抗浮樁的鋼筋籠較龐大，需要專門(mén)的吊運(yùn)機(jī)械，而一般水池周圍空間狹小，不利于大型設(shè)備的使用。而且抗浮樁施工過(guò)程相對(duì)比較復(fù)雜，工期較長(zhǎng)，造價(jià)較高。因此，對(duì)已施工完的池體不宜采用大型抗浮樁進(jìn)行抗浮搶險(xiǎn)加固。
3.5 錨桿抗浮
錨桿一般由錨固段、自由段及錨頭三個(gè)部分組成。抗浮錨桿具有良好的地層適應(yīng)性，易于施工，錨桿布置非常靈活，錨固效率高，且由于其單向受力特點(diǎn)，其抗拔力易于控制，有利于池體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力與變形協(xié)調(diào)，減少結(jié)構(gòu)造價(jià)。采用錨桿技術(shù)的造價(jià)相對(duì)較低，同時(shí)因錨桿的布置密度相比抗拔樁較密，對(duì)池底板的整體作用更接近于均布荷載，這有利于底板的防滲防裂。但錨桿施工具有一定的專業(yè)性，其漿液的配制及施工過(guò)程的技術(shù)控制對(duì)錨桿的抗拔效果有決定性作用，所以應(yīng)由專業(yè)隊(duì)伍施工。垂直預(yù)應(yīng)力錨桿作為抗浮錨桿來(lái)解決構(gòu)筑物抗浮問(wèn)題，具有工期短、造價(jià)低、節(jié)省建材等諸多優(yōu)點(diǎn)，已日益得到推廣與應(yīng)用。
4總結(jié)
抗浮設(shè)計(jì)的驗(yàn)算要求看似簡(jiǎn)單，但抗浮設(shè)計(jì)方案可有不同選擇。常用的抗浮設(shè)計(jì)措施在方法上各有特點(diǎn)。抗浮設(shè)計(jì)方法選用的合理與否，對(duì)結(jié)構(gòu)受力和工程造價(jià)會(huì)產(chǎn)生較大的影響。在抗浮設(shè)計(jì)過(guò)程中，必需考慮工程具體情況，做到就地取材，因地制宜，并盡量符合當(dāng)?shù)氐氖┕ちα楷F(xiàn)狀和習(xí)慣做法。另外，為了達(dá)到經(jīng)濟(jì)、可靠、易操作的目的，也可選擇由幾種不同的抗浮方法組合而成。為使抗浮設(shè)計(jì)更為合理、經(jīng)濟(jì)，設(shè)計(jì)人應(yīng)注意根據(jù)工程的具體情況，基于對(duì)各種方法的分析比較，綜合考慮后判斷選擇。
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