降水井在滑坡體治理工程中的施工應用

程林剛，唐 靜，劉加樸

(中國水電基礎局有限公司，天津301700)

1 工程概況

1.1 項目概述

梨園水電站位于迪慶州香格里拉縣(左岸)與麗江地區玉龍縣(右岸)交界河段，是金沙江中游河段規劃的第三個梯級，是以發電為主，兼有庫區航運和旅游等綜合效益的大型水電水利工程。

念生墾溝堆積體分布于壩址上游右岸，分布高程從江邊1 500～1 700 m，臨江部位堆積物沿河寬度約460 m，靠后沿寬度約200 m，橫河方向長度約1 000 m，面積約0.6 m2，總體上堆積體兩側及后緣薄，中間部分相對較厚，厚度一般30～60 m，估計總土方量約2 700萬m3。2008年8月，導流明渠進行開挖作業，9—10月份的雨季中，由于受綜合因素影響，該堆積體開始出現滑動，最大日滑動距離約為40～50 cm，變形范圍1 200萬 m3。

為保證導流明渠施工安全，堆積體必須進行抗滑止滑處理。在采取其它永久止滑措施前，首要任務是如何使處于滑動變形的堆積體逐步降低滑動速率，為永久止滑措施的實施提供必要的條件，而采取降水井降低堆積體內的地下水位是一個有效的措施。

1.2 地質情況

該堆積體成因復雜，大致可分為沖洪積、坡積、殘積、崩塌堆積、坍滑堆積及冰磧6種類型:①沖洪積:主要分布于溝“喇叭”口前端古河床分布部位，與河流沖洪積一致，其它溝段，主要是坡面沖刷帶來的物質，堆積在特定歷史時期的沖溝中。②坡積:現地面10多厘米～幾十厘米分厚，特定歷史時期的某些坡面上。③殘積:堆積體底部一些易風化的巖性分布地段。④崩塌堆積:溝口下游測，以及山坡陡峻的坡腳地段。⑤坍滑堆積:溝口上游測巖層流層面與坡面基本一致，沿層間擠壓面在沖溝切腳后，巖體沿流層面坍滑至溝底。⑥冰磧:冰水堆積物在該區域普遍發育，在某特定歷史時期，地形低凹地段堆積有冰磧物。

因物質混雜堆積，且堆積體本身為沖溝地形，所以，分布具不均勻性、無成層性的特點。

1.3 水文地質條件

金沙江為本區地表水及地下水最低排泄基準面，堆積體范圍內僅在1#沖溝高程約1 565 m處出露一泉水點，枯期流量約3 L/s。區內含水層主要為基巖裂隙含水層和第四系松散堆積物含水層。

根據勘探成果，地下水埋深一般15～43 m，地下水平均水力坡降與地形坡度基本一致，水力坡度約11°。局部地段存在上層滯水，鉆進過程中，ZK409、ZK410兩孔出現2層水位。

1.4 降水井結構及參數

降水井孔徑:鉆孔孔徑800 mm。

降水井深度:鉆孔進入基巖或富含水層，后期待排水洞完成后，打穿排水洞洞頂與排水洞貫通。

井管規格:井管采用直徑500 mm鋼管。

過濾料:5～20 mm人工碎石填充作為過濾層。

降水井井距:井距為10 m，出水量大的部位井距適當縮小。

濾管長度:4～6 m。

2 降水井施工

2.1 工藝流程

降水井采用沖擊鉆機鉆孔，下設鋼井管，其工藝流程為:井位布置→護筒埋設→鉆機就位→鉆孔施工→初步洗井→井管下設→濾料下設→進一步洗井→水泵下設抽水。

2.2 井位布置

管井主要布置在EL1690高程工作平臺上，因堆積體處于滑動變形階段，井位無準確坐標，井位選擇時，主要考慮5個因素:①參照勘探鉆孔坐標;②有水流滲出點;③植被茂盛的部位;④沖溝、低洼部位;⑤主滑動方向部位。

2.3 鉆孔施工

由于堆積體中含有較大的孤塊石，鉆孔設備確定為對地層適應性好的沖擊鉆機。

井位確定后，埋設鋼護筒，護筒周圍用黏土碾壓密實，然后由吊車將鉆機擺放到位。

沖擊鉆機施工時，需要質量較好的護壁泥漿，防止鉆孔坍塌，而降水井鉆孔應盡量避免泥漿阻塞滲流通道，以免造成不出水或出水量很小。因此采用黏土泥漿護壁，除非萬不得已不得采用膨潤土泥漿。在鉆孔過程中，往孔內添加黏土自造漿，為提高固壁及懸浮鉆渣能力，可適當添加堿面。

鉆孔已到達基巖為終孔標準。由于部分井位于富含水層的部位，在流動的地下水的稀釋作用下，泥漿不能達到護壁作用，導致鉆孔不能向下繼續，這些孔以不能繼續鉆孔為終孔標準。

為保證井管的順利下設，鉆孔孔斜率不宜過大，孔斜率一般控制在0.4%以內。

2.4 井管加工與下設

井管采用加工廠定做，井管采用5 mm鋼板卷制而成，直徑小于鉆孔直徑300 mm。井管每根長度為6 m，運至施工現場后根據鉆孔深度在孔口對接，對接采用綁條焊接連接。

每個管井的“花管”為4～6 m，在卷制好的井管上用氣割法割出孔洞，外面再纏包孔徑＜5 mm的鋼絲網。

井管下設完成后，井口應高出地面30～50 cm，防止地面雜物進入井內。

井管下設采用16 t汽車吊。

2.5 濾料充填

井管下設完后，在井管外圍投入5～20 mm的連續級配碎石混合料，作為濾水隔砂之用。管外礫料應均勻下入，為避免出現架空現象，采用在井周均勻由人工下入。投入的礫料要求級配連續，干凈，不含泥塊、土料等雜質，孔口3 m范圍內采用黏土回填密實，防止地表水進入孔內。

2.6 洗井

鉆進成孔后，利用鉆機起落采用活塞洗井器以清水反復沖洗花管部位，將孔內泥將及井壁泥皮洗凈排出并達到水清砂凈為止，最后下水取粉管鉆具撈凈孔內沉砂。

2.7 抽水與保護

降水井下部的排水洞施工完成前需要采用水泵吸抽排地下水，每口井設置深井潛水泵1臺，地面設置自動控制箱進行抽水，做到有水即抽、無水即停的無人值守工作方式。

下水泵時，所有泵管連接應緊固，水泵不可下置井深底，防止被泥砂淤埋;水泵下好后設完成，井口進行防護，以防異物掉進孔內，保證每口井正常抽水，并作好抽水記錄。抽出的水通過排水溝流入金沙江。

降水井下部的排水洞形成后，采用XY-2型地質鉆機將井管底部封口及排水洞頂巖石鉆通，使井內地下直接進入排水洞。

3 施工成果

在EL1690高程工作平臺上共施工管井10口，其中出水較大的7口，主要集中在堆積體溝谷，植被較茂盛，地表有出水點的部位，管井完成后，通過連續不斷的抽排水，井內地下水位有大幅度的下降，最高降幅達8 m以上，對減緩堆積體滑移量起到了直接效果，尤其是管井平臺高程以上部位，位移量逐漸減小，較管井平臺以下高程的位移量有了巨大的變化，這對于總體止滑抗滑方案的實施提供了先決條件。

［1］中國建筑科學研究院.JGJ94—2008建筑樁基技術規范［S］.北京:中國建筑工業出版社，2008.