粉細(xì)砂基坑井點(diǎn)降水施工

【摘要】本文就粉細(xì)砂井點(diǎn)降水在遼寧省水利廳某輸水工程PCCP管道安裝中的實(shí)際應(yīng)用，結(jié)合當(dāng)?shù)氐叵滤弧⒌刭|(zhì)條件等環(huán)境因素介紹粉細(xì)砂地質(zhì)條件下的井點(diǎn)降水施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】井點(diǎn)降水；輸水工程；粉細(xì)砂

一、工程概況

遼寧省水利廳某大型輸水工程四段二標(biāo)經(jīng)由遼寧省阜新市彰武縣，地質(zhì)條件復(fù)雜。線路全長為27.323km，其中15.925km地質(zhì)條件為粉細(xì)砂、7.940km地質(zhì)條件為粉質(zhì)粘土、3.458km地質(zhì)條件為巖石。管道安裝溝槽開挖深度在7～12m之間。鉆孔揭露地下水深多在2～8m之間。

由于大部分區(qū)域地質(zhì)條件為粉細(xì)砂且地下水位較高，基坑開挖時(shí)地下水大量滲出，造成基坑內(nèi)積水、邊坡坍塌，影響下一步PCCP管道安裝的施工，需要進(jìn)行降排水處理。

二、施工工藝

2.1、井點(diǎn)降水施工方案布置

井點(diǎn)降水試驗(yàn)選取長度100m，考慮基坑開挖深度在10m左右，寬度在50m以內(nèi)，管道安裝施工時(shí)基坑地下水位需降至開挖建基面以下0.5m。現(xiàn)場降水井沿管道方向兩側(cè)平行直線布置，每側(cè)間隔10米布設(shè)一口井口直徑300mm，井深20m的降水井。具體排列方式見下圖：

2.2、井點(diǎn)降水各參數(shù)計(jì)算

2.2.1、單井出水量計(jì)算：

單井出水量取決于含水層的允許滲透速度、過濾器長度及直徑等，其理論計(jì)算最大允許出水量為：，

式中：l—過濾器長度，取l=10m；

D—過濾器直徑，本次取0.3m；

K—滲透系數(shù)，K=8m/d。

將上述各值帶入上述公式，得出單井涌水量為720m3/d。

2.2.2、基坑涌水量計(jì)算：

在管道安裝施工基坑降水過程中，厚度較大的粉細(xì)砂、中粗砂、礫砂、圓礫層采用管井井點(diǎn)降水。管道安裝施工時(shí)基坑地下水位需降至開挖建基面以下0.5m，場地地下水屬穩(wěn)定潛水類型，采用無壓非完整井涌水量解析法公式計(jì)算，即：

式中：Q—基坑日涌水量，m3/d；

K—滲透系數(shù)；

L—基坑長度；

H—含水層水頭高度；

h—抽水前與抽水時(shí)含水層厚度平均值m；

R—抽水影響半徑.

通過實(shí)驗(yàn)計(jì)算滲透系數(shù)k：

截面為A=0.2㎡，長度為L=0.3m的飽和試樣，打開水閥，使水自上而下流經(jīng)試樣，并自出水口處排出。待水頭差（△h=0.45m）和滲出流量（Q=2.4m/d）穩(wěn)定后，量測經(jīng)過一定時(shí)間 t 內(nèi)流經(jīng)試樣的水量V，則

V = Q*t = ν*A*t

根據(jù)達(dá)西定律，v = k*i，則

V = k*（△h/L）*A*t

從而得出

k =Q*L /（ A*△h）=2.4*0.3/（0.2*0.45）=8m/d；

基坑長度，取L=100m；

含水層水頭高度，取H=11m；

抽水前與抽水時(shí)含水層厚度平均值，取h=3m；

抽水影響半徑計(jì)算：

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：R=0.34

式中：

q—抽水時(shí)涌水量，取q=720m3/d

w—單位面積內(nèi)的滲透量，取w=0.33

將上述各值帶人公式，得出抽水影響半徑q=15.8m；

將上述各值帶入

可得出基坑日涌水量為5670m3/d。

單井涌水量為720m3/d，由于過濾器加工及成井工藝等人為影響，實(shí)際的單井出水量一般小于上式的計(jì)算值。基坑日涌水量為5670m3/d，經(jīng)上述計(jì)算得出100m長基坑需布設(shè)井?dāng)?shù)為10口井。

綜上所述，確定的最終井點(diǎn)降水方式如下：

（1）考慮綜合因素，沿管道方向布設(shè)直徑0.3m的降水井，用潛水泵抽水，以保證干槽施工的條件。管井井點(diǎn)沿基坑開挖邊坡中心布置。

（2）布井方式：沿基坑兩側(cè)平行直線布置，井間距：10m，井深：20m。

（3）水泵配備：每個(gè)管井配備1臺50QX15-18-1.5型潛水泵（Q=15m3/h，H=18m，功率1.5kw）。

（4）管井內(nèi)采用φ50mm的塑料管將抽出的水直接排入附近截流溝，基坑外排水采用自流形式，抽出的水通過截流溝與水泵結(jié)合的方式排出基坑外，達(dá)到補(bǔ)給和節(jié)約地下水的目的。基坑內(nèi)兩側(cè)挖設(shè)排水溝，沿程坡降控制在4‰以內(nèi)，排水溝內(nèi)集水流入周邊集水井。集水井內(nèi)集水通過水泵抽到基坑外。

三、結(jié)束語

本工程的井點(diǎn)降水施工順利的實(shí)現(xiàn)了基坑降水，保證了基礎(chǔ)施工，縮短了工期，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，為下一步管道安裝施工打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

經(jīng)濟(jì)效益：本工程僅一個(gè)標(biāo)段27KM管道安裝施工完成后，節(jié)約費(fèi)用1200萬元。

①基坑節(jié)約土方開挖土方回填各20萬方，節(jié)約約200萬元。

②工期效益：節(jié)約設(shè)備租賃費(fèi)、人工費(fèi)、基礎(chǔ)換填費(fèi)，加快工期，實(shí)現(xiàn)效益約1000萬元。合計(jì)節(jié)約費(fèi)用1200萬元。

參考文獻(xiàn)：

[1]【SL313-2014】.《水利水電工程施工地質(zhì)勘察規(guī)程》.水利部.2014.12.8.

[2]《建筑施工手冊--第四版》.中國建筑工業(yè)出版社.3013.9.

作者簡介：孫秋（1990），男，漢，遼寧 彰武，助理工程師，大學(xué)本科，單位：遼寧西北供水有限責(zé)任公司。