水電站深基坑管井井點(diǎn)布置及降水方案

王宏仕

（安徽省駟馬山引江工程管理處，安徽 和縣 238251）

1 工程概要

1.1 工程特點(diǎn)

湯家墩排澇站位于安徽省郎溪縣，為中型泵站，泵站裝機(jī)5臺(tái)250 kW的軸流泵，共1 250 kW。結(jié)構(gòu)為下部墩墻，上部排架的溫室型布置，由進(jìn)水閘、前池、泵站主副廠房、匯水箱、穿堤箱涵、外河防洪閘等組成。

1.2 地質(zhì)情況

第一層粉質(zhì)壤土：厚度為1.0～2.2 m，高程為7.0～8.5 m，滲透系數(shù)為6.8×10-5 cm/s。

第二層中砂層：厚度為6.0～7.5 m，高程為0.0～1.5 m，滲透系數(shù)為3.0×10-3 cm/s。

第三層粗砂層：厚度為2.5～4.2 m，高程為-2.0～-3.0 m，滲透系數(shù)為3.5×10-2 cm/s。

第四層較薄的卵石層：厚度為0.5～1.0 m。

2 降水方案及井點(diǎn)布置

2.1 降水方案

站址位于郎川河左岸,為堤后式泵站，施工地勢(shì)開闊低洼,一般地面高程為8.5～9.0 m。在汛后枯水季節(jié)破堤施工，施工期外河水位為9.0 m左右，第二年4月（汛前）完成主體工程施工。

壓力箱涵基底高程為6.55 m，基底位置土質(zhì)為粉質(zhì)壤土，滲透性較小，采用明溝排水較為合適[1]。

泵房基礎(chǔ)坐落于中砂層，土建基面高程為3.55 m，齒墻基礎(chǔ)底高程為3.15 m。基坑開挖深度為5.0～5.5 m。持力層為中粗砂層，層厚大，透水性強(qiáng)，對(duì)基坑開挖極為不利。開挖基坑距離外河施工圍堰距最近約35 m。若汛期外河水位上漲還會(huì)出現(xiàn)承壓水，基坑易產(chǎn)生滲透破壞。為保證基坑干作業(yè)施工，需降水4～5 m。根據(jù)上述特點(diǎn)，宜選用無(wú)砂混凝土管井降水。

2.2 井點(diǎn)布置

根據(jù)計(jì)算抽水影響半徑、基坑總涌水量、單井出水量等驗(yàn)算,當(dāng)管井深度為11 m時(shí)，共布置5個(gè)排水井，即能滿足基坑降水的要求[2]。降水井沿進(jìn)水池、泵室及匯水箱基坑外圍布置。分別在廠房基坑外兩邊布置2個(gè)降水井，匯水箱基坑兩邊布置2個(gè)降水井，進(jìn)水池斜坡段泵軸線上布置一個(gè)降水井，中心距基坑邊線不小于3 m，5個(gè)降水井控制范圍約1 300 m2。

2.3 降水井主要參數(shù)

降水井成孔直徑為600 mm，成孔深度為11 m，直徑為40 cm，內(nèi)徑為30 cm。降水深度控制在建基面1 ～2.0 m以下，降水井深度確定為11 m，自然地面下1 m采用光管，其余為無(wú)砂混凝土管，最下面1 m為砂井，無(wú)砂管周圍和底部包裹二層土工布，回填粗砂過(guò)濾層，光管周圍用粘土封孔，底部回填50 ～100 cm碎石。

3 降水井施工

3.1 井位放樣

根據(jù)施工圖測(cè)出結(jié)構(gòu)邊線，按照設(shè)計(jì)的井位和井距測(cè)放井位，經(jīng)三級(jí)測(cè)量復(fù)核后方可施工。

3.2 成孔

為避免鉆孔過(guò)程中循環(huán)水將孔口沖塌，鉆孔前在井口埋設(shè)鋼板護(hù)筒，并用粘土將護(hù)筒外側(cè)填實(shí)。

成孔采用鍋錐法，泥漿護(hù)壁，成孔直徑為600 cm，各孔均穿過(guò)卵石層打到紅砂巖。

由于自然地面低于外河水位，導(dǎo)致中粗砂層透水量大，鉆孔時(shí)為防止孔口溢水，先用挖掘機(jī)填筑井臺(tái)，抬高井口高程。同時(shí)鉆孔過(guò)程中，不斷向井內(nèi)注水，減小井內(nèi)水位和外河水位差，以防止外河水位大量滲入，造成孔壁塌陷而成孔失敗。實(shí)際成井尺寸及地質(zhì)情況如表1、表2所示。

表1 井臺(tái)高程、井底高程和井深統(tǒng)計(jì)表

表2 沉井現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況統(tǒng)計(jì)表

3.3 安放、洗井

造孔完畢后，立即放入。管徑40 cm，其中透水段用無(wú)砂砼管，其余用一般砼管。第一節(jié)管底加一木蓋，用鋼絲繩穿過(guò)兩端用人拉住便于沉放，外先包二層土工布，以防細(xì)砂堵塞井壁。為保證在一條直線上，外壁綁上數(shù)根竹條，順著竹條一節(jié)節(jié)往下放。安放完畢，隨即在四周填上粗砂濾料、洗井。

4 抽水

4.1 水位控制

降水井水位的高低直接影響施工基坑地下水位高低，按照設(shè)計(jì)要求，湯家墩排澇站地下水位應(yīng)控制在底板齒墻下1.0 m，即2.15 m高程以下。降水井水位控制標(biāo)準(zhǔn)是基坑內(nèi)任意一點(diǎn)地下水位滿足上述要求。

湯家墩排澇站施工期外河水位按5年一遇標(biāo)準(zhǔn)9.1 m設(shè)計(jì)控制，依據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 120-2012）和抽水試驗(yàn)，各個(gè)降水井控制水位如下：1、2#井水位控制在1.0 m高程以下，3、4#井水位控,1.0～1.5，5#井水位控制在1.5 m高程以下。

4.2 抽水

洗井完成后進(jìn)行排水，選用1.1 kW的潛水泵，揚(yáng)程為22 m。為保證排水連續(xù)性，備用一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)，每口井配兩相液位自控器，起排和停機(jī)水位依設(shè)計(jì)予以控制。排水期間要有專人24 h值班并做好記錄。

（1）管井降水設(shè)備簡(jiǎn)單，排水量大，對(duì)于滲透系數(shù)較大，地下水豐富的砂層降水效果明顯，有效保證湯家墩排澇站基坑正常施工。

（2）鉆孔時(shí)井臺(tái)和井內(nèi)水位高程要高于滲透水源高程，以防止外水滲透而引起砂層鍛造孔坍塌。成孔要一次性完成，否則容易引起造孔困難。

（3）管井應(yīng)成一處使用一處，以減少基坑滲水，便于下一個(gè)施工。

（4）洗井是非常重要的工序。下管填濾層后立即洗井，防止泥皮硬化，降低井內(nèi)含砂量。洗井反復(fù)抽出泥水、再抽出，一次性洗凈，否則影響降水效果。

（5）潛水泵出水管建議用硬塑管或消防專用水帶。本工程發(fā)現(xiàn)，軟管在水泵間歇式運(yùn)行中因經(jīng)常停機(jī)形成接頭負(fù)壓，泵管接頭處極易損壞。

5 結(jié)語(yǔ)

有效降水是水利工程施工過(guò)程中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，基坑降水處理的好壞對(duì)整個(gè)工程產(chǎn)生重要影響，降水處理技術(shù)也是施工質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。該工程已投入運(yùn)行，管井降水的成功運(yùn)用，為今后類似工程設(shè)計(jì)和施工積累了經(jīng)驗(yàn)