管井降水在某車站施工中的應用

□張風彩（河南省工程咨詢中心）

1.工程概況

某車站為地下二層車站，地下一層為站廳層，地下二層為站臺層。車站外包總長180m，標準段外包寬度18.5m，標準段外包總高12.56m，車站中心底板埋深14.66m，車站總建筑面積為8575.5m2。車站共設置4個出入口和2組風亭，出入口寬5m。

圍護結構采用大放坡網噴混凝土，基坑開挖分三級邊坡，第一級坡度為1∶1.324-1∶1.235，第二級坡度為1∶1.3，第三級坡度為1∶1.275，中間設2.0m寬放坡平臺。

2.場地水文地質條件

2.1 淺層地下水位動態變化規律

2.1.1 孔隙潛水

工程場地孔隙潛水主要接受大氣降水入滲、地下徑流、河流下滲等方式補給，以蒸發、地下徑流、人工開采（抽水灌溉）等方式排泄。其天然動態類型屬滲入－蒸發、徑流型；其水位年動態變化規律一般為：7-11月份水位較高，其它月份相對較低，年變化幅度一般為1.5～2.0m。

2.1.2 承壓水

承壓水主要接受地下徑流補給，以地下徑流、人工開采為主要排泄方式。承壓含水層與其上覆孔隙潛水含水層之間只有粉質粘土相對隔水層，且厚度有限，兩層地下水之間水力聯系密切，其水位年動態變化規律與上覆孔隙潛水類似，年變化幅度一般為1.5～2.0m。

2.2 歷年最高水位

其歷年最高水位高程84.0m。

2.3 主要水文地質參數

承壓水含水層（(7-1)粉砂、（8-1）細砂、（10-2）層細砂）綜合滲透系數K可取8.0m/d。結合區域水文地質資料，綜合考慮本場地的承壓水頭高度為12.0m，其對應高程為82.66m。

2.4 場地水文地質條件

基坑降水井設計深度擬控制在基坑范圍內22～25m深位置的粉質粘土相對隔水層上，本場地承壓水水頭標高按83m。

2.5 降水目標

本工程開挖深度14.66m,基坑降水后水位應控制在15.66-16.66m。

2.6 基坑涌水量估算

基坑涌水量計算采用坑內坑外布井的方式進行計算。

基坑涌水量按“大井”法承壓完整井公式計算：

式中：Q—基坑降水出水量（m3/d）；k—導水系數，按降水經驗，取8m/d；M—含水層厚度，按地質資料，取6.6m；S—基坑中心水位降，按上述抗突涌驗算，取S=15m；R—降水期間影響半徑，取R=100m；γ0—大井圓概化半徑，矩形基坑取γ0＝0.29(a+b)＝68.95m。

計算結果：按此參數估算本基坑涌水量預計為Q＝13500T/D。

2.7 基坑降水井數目確定

根據砂層中的地下水顆粒特征、含水層滲透性能，本場地基坑降水井單井抽水量設計為20T/h，由此可知所需的降水井數目為：

2.8 降水井規格

降水井孔徑為550mm，管徑250mm，孔深22.0-27.0m（降水井孔口標高為根據現場情況高于現地面0.30-0.50m），單井出水量均能達到20t/h。

2.9 水位觀測井設計

本次基坑降水設計4口觀測井，分布于基坑內外，兼作備用降水井，其結構設計同降水井。本次共設置30口降水井，觀測井4口，降水井、觀測井主要沿基坑邊布置。降水井采用清水鉆進，沖擊成孔。

3.降水管井施工技術要求

3.1 鉆探

測放降水井位，觀測井位要準確，誤差≯±10cm。鉆機就位后，要求安裝平穩，開孔圓、正、直，成井傾斜度≯1%，孔斜不得超過1.5°。保證孔壁的穩定，減少對含水層滲透性和水質的影響；提高鉆進效率，減少孔底沉渣厚度。井管安裝前檢查成井的圓度和深度，井身直徑≮設計值的20mm，孔底沉淀物必須沖洗徹底。管底部1.0m為沉淀管，中間12.0-17.0m為過濾管，上部8.0為實管至井口。井管采用250mm×4mm卷管和包網填礫過濾管，填礫規格為2-4mm硅質圓礫。對于觀測井除成孔要求同上外，其成孔后質量要求對水位的變化靈敏，以確保水位測量的準確性。

3.2 井（孔）管安裝

檢查井（孔）管質量要求，下管前，測量孔深，孔徑使井（孔）管安裝符合設計要求。為減少井（孔）管安裝時間，應先在附近地面將每節井（孔）過濾器包扎好，然后用吊車吊裝，在孔口再次焊接入孔。為確保井（孔）管在入孔后位于鉆孔中心，使井（孔）管與孔壁間的環形間距厚度均勻，在過濾器與花管部分，每間隔5m，在上部無孔管部分每間隔10m設置扶中器。

3.3 填礫與管外封閉

井（孔）管安裝并符合設計要求后，及時進行填礫施工，施工時應向井管內送入清水，使孔內泥漿稀釋，比重接近1.05后，投入濾料，填礫規格為2～4mm硅質圓礫。不含泥土和雜物，濾料不少于計算量的95%。礫料和粘土，應一次填筑完成，盡可能縮短填筑時間。填礫時，礫料應沿井（孔）管四周均勻連續填入，隨填隨測。當發現填入量及深度與計算有較大出入時，應及時找出原因并排除。礫料填筑到設計深度后，再填入粘土球（填入高度≥2.0m）

3.4 洗井

當井（孔）管安裝與填筑礫料、粘土封井完成后，應及時洗井。

3.5 排水含砂量要求

抽排水的含砂量應符合JGJ/T111-98規范中前30min含砂率<1/50000的規定，保證長期運行時含砂量<1/105。潛水電泵采用揚程≮40m，流量≮20t/h，泵體最大外徑≯200mm。

3.6 降水施工及運行注意事項：

確保供電不中斷，若中斷必須在20min內保證供電。確保設備正常運行，必要時應備用水泵1～2臺套。必須按操作規程對設備安裝拆卸，建立使用報表。在降水維護階段，必須24h值班，及時了解水位變化情況，值班人員每臺班測水位2～3次（遇特殊情況時加密觀測次數），每泵抽水量1～2次。觀察出水量、水位是否有持續上升或下降的變化趨勢，抽水井動水位波動值不超過水位降深1%，空壓機抽水水位波動值不超過10～20cm，出水量波動值不超過正常出水量的5%。

3.7 保證措施

一是，組織保證措施：建立崗位責任制和質量監督制，明確分工責任，落實施工質量控制責任，各崗位各行其職。二是，技術保證措施：選擇信譽良好，材料質量穩定的合格供應商。材料進場后按要求做好復檢工作，復試合格后才允許使用。安裝井點質量是降水效果能否達到設計要求的前提條件，嚴格控制成孔直徑、深度、濾料投入量等。三是，經濟保證措施：建立獎罰制度。對施工質量優秀的人員給予一定的獎勵，激勵他們在工作中始終把質量放在首位，使他們再接再厲，把工程質量干得更好。對施工質量低劣的人員給予懲罰，嚴重的予以除名。

3.8 安全措施

在鉆井施工過程中，在鉆機旁設泥漿池，沉泥池要定時清理，防止泥漿流入排水溝及下水管道。鉆井施工時鉆機旁要有專人看守值班，防止意外事故發生。在降水過程中，要有專人看守值班。若井內水量較小，防止潛水泵干抽發生事故。鉆井及降水停止施工時，要拉閘斷電。井點使用時，各井點盡可能同時工作，使水位差控制在同一面上，基本保證土層中裂隙水不進入基坑內，基坑邊坡上排水溝應達到防水效果。在降水過程中應保證連續供電，現場布設專用線路，專用配電箱，采用雙線路并經常檢查線路有無磨損、漏電情況，發現電纜有破壞應及時修補，或更換電纜。現場設專人24h看護，經常巡視每個水泵，檢查水位變化情況，水位是否低于水泵龍頭，水泵是否工作正常，防止燒壞電機。