長治瑞達焦化工程降水施工方案設計

李子川

(山西首鋼國際工程技術有限公司，山西長治 046031)

長治瑞達焦化工程降水施工方案設計

李子川

(山西首鋼國際工程技術有限公司，山西長治 046031)

通過對長治瑞達焦化工程現場的勘察，選取了管井降水的方法，并從管井間距、井深、地面排水系統等方面，闡述了降水方案的施工方法，為后期基礎工程的施工奠定了基礎。

基坑，降水方案，地下水，管井

1 工程概況

工程名稱:長治市瑞達有限公司200萬噸焦化項目一期工程2號焦臺等基礎降水設計;建設地點:山西省長治市首鋼長治鋼鐵有限公司新區;建設單位:首鋼長治鋼鐵有限公司;工程概況:擬建建筑物基礎埋深約為9.5 m～1.6 m。地下水位埋深約為1.0 m。

2 編制依據

2.1 設計圖紙

北京首鋼國際工程技術有限公司提供的設計圖紙。

2.2 工程勘察報告

中國有色金屬工業西安勘察設計研究院2014年4月提供的《長治市瑞達焦化有限公司200萬噸焦化項目一期工程巖土工程勘察報告》。

2.3 主要規程、規范、標準

國家相關基坑支護、降水工程技術規范等規程、規范和標準。建筑法、消防法及環境管理體系等法規、規定。

2.4 場地周邊情況

現場調查發現，場地內存在排水明渠，有水段自預粉碎機室西側處西南—北東向流入場地內，在風機房東側改道向東流出場地，另外有若干段無水明渠，渠道寬約3 m，深約2 m～3 m。整個場地較為平坦，南北最大高差約為1.5 m。

2.5 地形地物

施工場地位于首鋼長治鋼鐵有限公司新區東部，西臨該公司9號高爐，地形較平坦，地面標高約在893.00 m～897.50 m之間。

地貌單元屬長治盆地，濁漳河Ⅰ級階地。

2.6 地層巖性

①1層雜填土:以煤灰渣、磚塊、碎石為主，含少量粘性土，成分雜亂不均;層厚0.40 m～3.30 m。

①2層素填土:主要由粘性土組成，含少量煤屑、磚屑，土質不均勻;層厚0.40 m～2.10 m。

①3層耕土:褐色，由粘性土組成，含較多植物根系，土質松散不均勻;層厚0.30 m～0.50 m。

②層粉質粘土:褐黃色～黃褐色，具蟲孔，含少量蝸牛殼，鈣質結核，層間夾粉細砂透鏡體，軟塑狀態為主;層厚1.70 m～7.00 m。

②1層粉細砂:褐黃色，石英質～長石質，顆粒較均勻，級配不良，飽和，稍密狀態，局部混較多圓礫;層厚0.40 m～2.90 m。

③層粉質粘土:淺灰色～褐黃色，具有氧化鐵條紋及斑點，少量鈣質結核，該層底部局部夾粉土薄層，可塑狀態為主，局部地段層間鈣質結核富集，厚度約200 mm;層厚2.20 m～10.80 m。

④層粉細砂:灰黃色，以石英、長石為主，顆粒均勻，級配不良，飽和，中密狀態;層厚0.40 m～6.00 m。

⑤層粉質粘土:褐黃色～褐紅色，含氧化鐵條紋，貝殼碎片，零星鈣質結核，硬塑狀態，局部夾粉土薄層或透鏡體。層厚6.40 m～23.80 m。

⑤1層中砂:褐黃色，以石英、長石為主，顆粒較均勻，級配不良，飽和，密實狀態;層厚0.50 m～2.10 m。

⑥層粉質粘土:灰黃色～褐黃色，含鐵錳質，貝殼碎片，土質較均勻，硬塑狀態為主;層厚5.60 m～10.80 m。

⑥1層中砂:褐黃色，以石英、長石為主，顆粒較均勻，級配不良，飽和，密實狀態;層厚0.50 m～1.80 m。

⑦層粉質粘土:灰褐色～黃褐色，含鐵錳質，零星鈣質結核，硬塑狀態為主;層厚6.90 m～11.30 m。

⑧層粉質粘土:黃褐色～灰綠色，含氧化鐵，零星貝殼碎片、鈣質結核，土質較均勻，硬塑狀態為主;該層為穿透，最大揭露厚度17.70 m。

2.7 地下水

現場調查發現，場地內存在排水明渠，有水段自預粉碎機室西側處西南—北東向流入場地內，在風機房東側改道向東流出場地，另外有若干段無水明渠，渠道寬約3 m，深約2 m～3 m。

距擬建場地約3 km外有漳澤水庫，水頭高約10 m，是本場地地下水主要補給來源。

勘察期間，全部勘探點均見到了地下水，量測的穩定水位深度為0.90 m～2.80 m，相應的高程為892.11 m～894.85 m，屬潛水類型。

據有關文獻資料，地下水位年變化幅度約為1.0 m。

2.8 抗震設計條件及場地評價

擬建場地位于濁漳河Ⅰ級階地之上，地層分布較均勻，層位較穩定，無不良地質作用，按GB 50011—2010及GB 50191—2012規范4.1.1條劃分，屬于建筑抗震一般地段。

3 降水、止水設計方案

3.1 降水設計參數以及方案選擇

由于基坑降水深度范圍內地層主要為粉質粘土、細砂，對這兩種主要地層的滲透系數進行加權平均，得出平均滲透系數:k= 2.94 m/d。

根據《長治市瑞達焦化有限公司200萬噸焦化項目一期工程巖土工程勘察報告》及擬建建筑物的基礎埋深、基坑的所需面積及降水對工程的必要性，綜合上述因素，采用管井降水方法，基坑底周邊及較大基坑中間局部輔助明溝排水。

3.2 降水技術及降水方法

針對瑞達焦化項目一期工程所在場地地下水類型，結合該場區水文地質條件及相鄰9號高爐和8號高爐的降水經驗，本著節約、安全、高效、經濟的原則，采用管井泵抽的降水方案，通過對井底抽水，使相應建筑地基地下水形成一定降深，達到基礎施工的要求，使地下水位降至槽底以下0.5 m，集水坑底以下1.0 m。符合后期基礎工程施工的地下水要求。

基坑底周邊及較大基坑中間局部設置排水溝及積水坑，用清水泵將水排出坑外。

3.3 降水方案設計

1)降水的目標。

降水井封閉運營10 d后，地下水水位降到槽底以下0.5 m，集水槽以下1.0 m，且能保證基槽底部無水作業。

2)基坑涌水量計算。

首先基坑圓形化:

式中:r0——基坑等效半徑，m;

A——基坑面積，m2。

選擇潛水完整井計算基坑涌水量:

式中:H——含水層厚度，m;

S——基坑水位降深，m;

k——滲透系數，k=2.94 m/d。

3)管井之間距離的確定。

瑞達焦化一期工程降水井點間距的確定，不是由每一個井點的出水能力所決定，而是綜合考慮降水的方式方法、地層含水巖性的滲透特性、基礎埋置深度、漳澤水庫對該區域地下水的補給情況和相鄰8號及9號高爐場地降水施工經驗，確定2號焦臺區域合理的管井間距約12 m。

4)設計井深。

本區域迎水面及基坑深度大于5 m處設計降水井井深25 m，基坑較淺處設計降水井井深20 m。

5)管井結構的設計。

降水管井設計開孔口直徑為800 mm，等直徑至井底。

鉆進工藝采用反循環回轉鉆進工藝，地面泥漿需作排放處理。

降水管井安裝水泥濾水管，其外側直徑為600 mm，內側直徑500 mm，地表以下2 m范圍內安裝水泥壁管。降水井的水泥濾水管外包2層均為60目尼龍過濾網，井管必須保證垂直，不能錯位。填礫料選擇顆粒磨圓度較好的直徑為1 mm～3 mm砂礫料，四周均勻投礫，地表以下2.0 m以上用粘土封井止水。

管井制成后應及時洗井，并用污泥泵將沙抽凈，上水清澈，確保含水層的暢通。

水泵安裝為單相潛水電泵，型號為QX［6(3)-30-2.2］，采用自動控制開關，防止燒泵。降水施工前，先做抽水試驗，測量單井出水量。根據實驗結果，調整泵型。管井結構的設計見表1。

表1 管井結構的設計

6)管井及排水明溝的布設。

降水管井距基坑上口線2 m以外沿基坑周邊閉合布設。在槽底坡腳處設置排水明溝、集水坑(井)，集水坑內置潛水泵抽水，抽排至槽頂排水管網中。排水明溝邊緣距邊坡的坡腳至少300 mm，排水明溝上口寬600 mm，下口寬350 mm，溝深300 mm。基坑角部設集水坑，沿排水溝每50 m設一個集水坑，集水坑上下口寬均為800 mm×800 mm，深度800 mm。采用水泥砂漿砌筑排水明溝和集水坑。

7)地面排水系統設計。

在距基坑上邊緣2.0 m處，環基坑周邊設置φ219×8 mm鋼管排水管，水力坡度為5‰，通過設在干管排水口處的沉淀池(用磚砌筑或用鋼板焊制)沉淀后，清水排入業主指定的主排水溝內。降水井需砌筑保護井臺，集水管線、電纜應充分保護。

8)基坑地面的防滲措施。

在基坑頂部6 m范圍內不允許設置任何用水點，在擬建建筑場地內的所有用水點均應設置排水溝，將排放水引入排水管道。

9)降水運行及水位預測。

a.降水井運行后，應安排專人負責管理運行，觀測地下水位，降水井全面封閉后基坑中央地下水位在7 d左右可降至基槽底，滿足基坑開挖要求。

b.降水開始后，應準備足夠的備用泵(包括清水泵和污泥泵)，初期可用揚程和功率較大的泵，正常運行時部分可換用中小型泵。

c.降水運行期間，備4臺90 kW的發電機，并備足相應的燃料，有相關的值班人員，保證降水開始后不能停止。

10)特殊情況處理。

a.由于本工程施工工期較長，必須考慮停電、降水井壽命、泵備用量等諸因素，以確保基坑安全。

b.降水用電保證雙路供電，一旦停電，備用電源隨時啟動。

c.保證周圍施工車輛、人員不得碰觸降水設施。

d.要注意防止砂子、土掉入井內。

3.4 設計工作量

1)設計2型降水井，50口，共1 250延長米。2)設計3型降水井，15口，共300延長米。3)降水面積約18 238 m2。4)降水周期約3個月。5)φ219×8 mm鋼管排水管約783延長米。6)基坑底明排降水1 200。

The precipitation construction scheme design of Changzhi Ruida coking engineering

Li Zichuan
(Shanxi Shougang International Engineering Technology Limited Company，Changzhi 046031，China)

Through the site survey to Changzhi Ruida coking engineering，this paper selected the tubular well precipitation method，and from the tubular well spacing，well depth，surface drainage system and other aspects，elaborated the construction method of precipitation scheme，laid foundation for later foundation engineering construction.

foundation pit，precipitation scheme，groundwater，tubular well

TU463

:A

1009-6825(2016)35-0102-02

2016-09-30

李子川(1983-)，男，工程碩士，工程師