初期排水与经常性排水规划设计

第19卷 第6期 中 国 水 运 Vol.19 No.6

2019年 6月 China Water Transport June 2019

初期排水与经常性排水规划设计

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：江西信江八字嘴航电枢纽工程位于信江下游河段的东大河，工程以航运为主，兼有发电等综合功能。根据

梅港站流域降水径流和暴雨洪水特性，划分3月~8月为汛期，9月～翌年2月为枯水期。本次研究主要根据坝区防

渗措施，降级水量统计，来制定排水方案，降水计算主要包括围堰高压旋喷桩闭气后围堰内的排水量计算，根据《水

电水利工程施工基坑排水技术规范》（DL/T 5719-2015），主要包括初期排水水量计算和经常性排水水量计算。抽

排水方案制定内容主要包括电力供应与保障；分层开挖与子埝修筑；水泵的选型与布置。围堰闭气之后开始进行抽

排水，同时并设定安全监测，包括每天排水量统计汇总，控制水位下降速率；现场巡查及记录；渗流点监测；围堰

监测。

关键词：围堰；经常性排水；初期排水；子埝

中图分类号：TU992 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2019）06-0259-02

一、工程简介

根据施工安排，在一枯期内首先在东大河修筑上下游围程施工基坑排水技术规范》（DL/T 5719-2015），降水量宜

堰，并与河心岛上的纵向围堰和右岸堤防形成封闭结构。围采用初期排水时段当月多年日平均降水量计算。

堰中央部位施工高压旋喷桩形成闭气结构。围堰总周长（1）积水量

3,792m，总面积约69.7万m。然后在内部进行基坑开挖计算围堰闭气后河床底标高以上的存水量。通过测量河

2

和后续构筑物施工。基坑主要包含：船闸上下闸首、闸室基床内河流水位，并与河床底部地形测量结果做对比，可以利

坑；上下引航道主、辅导航墙、靠船墩基坑；12孔泄水闸、用CASS地形软件求出河床内积水量。

电站厂房基坑。 （2）渗水量

二、水文气象及工程地质条件

1．水文气象

信江径流主要由降水形成，径流的时空变化与降水的时式中，Qs—总渗流量（m/h）；qq、q—1、2、

空变化基本一致。径流年内分配不均匀，洪枯流量相差较大。n-1的各断面堰身和堰基单宽渗流量（m/（m·h））；l、

根据梅港站流域降水径流和暴雨洪水特性，划分3~8月为汛l、l——断面间距离（m）。

期，9月~翌年2月为枯水期。 由于围堰内一般都没有防渗结构，因此可以按照《水电

2．地形地貌

八字嘴航电枢纽坝区地处信江中下游冲积平原上，地貌计算简图见图1。

单元主要属河流侵蚀堆积类型。地貌以平原为主，两岸

500~1,000m远处均有低缓残丘分布。信江于坝址上游约

1km处分岔，分为东大河与西大河，两河在坝址区总体上均

为由东南流向西北，河道较顺直。

3．地层岩性

坝区第四系覆盖层较厚，下伏基岩为下元古界板溪群

（P）千枚岩及砂质千枚岩，夹有千枚状粉砂岩及千枚状砂

tbn

岩；二迭系长兴阶（P）厚层结晶灰岩及硅质灰岩，和硅质

2C

砂、页岩及灰岩；三叠系上统--侏罗系下统安源群（T3-

3

Jan）灰色燧石角砾岩、细砂岩、页岩、炭质页岩夹煤层。

1

三、排水量计算 图1 带防渗心墙围堰渗水量计算简图

1．初期排水计算

初期排水总量应按围堰闭气后的基坑积水量、渗水量、堰体的渗透系数（cm/s）；H—围堰外侧的水位（m）；

收稿日期：2019-01-05

作者简介：李春朋（1985-），男，中交一航局第一工程有限公司工程师。

基坑覆盖层含水量、降水量等进行计算。根据《水电水利工

四周堰体的渗水量按照DL/T5719-2015式（4.1.2）

计算。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术规范》不透水地基上的心墙围堰，

图中，k—心墙的渗透系数（cm/s）；k—心墙以外围

21

1

260 中 国 水 运 第19卷

h、h—围堰内浸润线高度（m）；δ—心墙的宽度（m）； 大小，边坡裂缝、流土流沙现象等，进行记录。

121

δ—心墙换算后的宽度（m）。 （3）渗流点监测

2

当围堰内防渗结构采用高压旋喷桩和防渗土工膜的组合为监测围堰的渗水量，在上下游围堰内侧选取较大漏水

式防渗结构，可以采用GeoStudio SEEP/W软件进行计算，点布设量水堰进行渗流量监测，现阶段渗流量比较稳定，当

获得更为准确的渗水量。 围堰外水位上升时继续加强监测，判断渗流量是否有增大趋

（3）基坑覆盖层的含水量 势，保证上下游围堰的安全。

假定将围堰内除河床外的覆盖层（基坑围堰内河心岛部（4）围堰监测

分）的水位降至+5.0m。根据《工程地质手册》第1002页在围堰四周埋设测斜管、水位管、孔隙水压力计等，对

给出的给水度经验值，可以计算出覆盖层的含水量。但在现围堰降排水期间的安全稳定性进行监测，监测项目主要有表

场初期排水过程中，通过对现场实际的排水量的统计，发现层沉降位移、深层水平位移、渗压、水位监测，通过对监测

覆盖层内的水排出较少，在计算过程中，可以选取较小的给数据的汇总分析，计算累计值及变化速率，并判定围堰的安

水度值。 全性。

（4）降雨量

降雨量宜采用初期排水时段当月多年日平均降水量计规范中推荐使用卧式离心泵或潜水泵，潜水泵和离心泵

算。实际过程中可以在施工场地设立雨量计，实时监测该场的对比见表1。

区的实际降雨量，进一步指导现场排水及开泵数量。

2．经常性排水计算

基坑内经常性排水量由基坑渗水、施工弃水、降水汇水

和基坑覆盖层中含水量等组成。

（1）基坑覆盖层中含水量

假定覆盖层底板标高为+2.0m，给水度按照0.3考虑。

由于经常性排水一般对应着基坑的开挖，如果在开挖深度内

存在砂卵砾石层等粗粒土，尤其在开挖部位的排水量较大，

需要提前布置水泵排水，保证开挖干作业条件。

（2）基坑渗水

基坑渗水量与初期排水的计算方法相同，但需要注意围

堰内的水位进一步降低，围堰内外的水头差变大，渗水量会

变大。

（3）施工弃水

施工弃水量暂时难以估计，主要考虑养护用水、冷却用

水、基底高压冲刷用水等用水量，需要在施工中进一步完善

数据。

（4）降水汇水

降水汇水按多年各月最大日降水量分别计算排水量，综

合考虑排水泵运行条件、水质状况、降水天气对施工的影响，

选择当月最大日降水20h排干，见下式。

Q=P×F/（1,000×20）

式中，Q—各月降雨期间各泵站汇水量雨水排出量

（m/h）；P—统计资料中当月最大日降水量（mm）；F—

3

汇水区内汇雨面积（m）。

2

四、现场实施

1．安全监测

（1）每天排水量统计汇总，控制水位下降速率。

记录开泵数量及开泵时间，计算水泵的理论排水量。并

通过前期的河底地形图推算每天的河床内水体的减少量，通

过两者的差值大致推算周边渗水量。

（2）现场巡查及记录

现场巡查观测围堰边坡的稳定性，记录渗水点的位置及

2．水泵选型与布置

表1 潜水泵与卧式离心泵对比

潜水泵 卧式离心泵

排水量 较小 较大

搭设平台 不需要 需要

移动 移动方便，需要挖掘机 移动不方便，需要吊车

浮筒 潜水泵设置在浮筒上 吸水头需要挂在浮筒上

为了施工方便，现场采用潜水泵和卧式离心泵组合的方

式，配置见表2。

表2 潜水泵与卧式离心泵配置

潜水泵 卧式离心泵

数量（台） 30 8

流量（m/h） 200 400

3

功率（kW） 22 55

布置 上游10台，下游20台 上游3台，下游5台

3．分层开挖与子埝修筑

（1）由于采砂原因，围堰内抽水后，河床高低不平，低

洼积水区域较多，需要利用水陆挖机的疏通各个积水坑，然

后采用水泵将汇水排至围堰外，

（2）由于子埝填筑主要采用了河床内的砂卵砾石，渗透

系数较大，因此，在子埝填筑过程中尽量选择渗透系数较小

的粘土或者粉细砂等，并尽量开挖换填一定深度，防止子埝

外的水体通过子埝及子埝下部的土体回流。

五、结论

依托于江西信江航电枢纽工程的围堰内初期排水和经常

性排水的规划设计，本报告从水量计算、排水沟和集水坑的

设置、基坑开挖过程排水、水泵选型等方面进行了总结，并

对于现场实际中的比较好的经验做法做了较全面的梳理总

结，能够为类似工程的排水规范设计提供参考。

参考文献

[1] 郭新伟.深基坑降水方案的确定[J].山西建筑，2010，（6）：

25-28.

[2] 侯丽萍，王文志.明沟排水在工程降水中的巧用[J].内蒙古

科技与经济，2010，（20）：18-22.