管井降水在某车站施工中的应用

□张风彩（河南省工程咨询中心）

1.工程概况

某车站为地下二层车站，地下一层为站厅层，地下二层为站台层。车站外包总长180m，标准段外包宽度18.5m，标准段外包总高12.56m，车站中心底板埋深14.66m，车站总建筑面积为8575.5m2。车站共设置4个出入口和2组风亭，出入口宽5m。

围护结构采用大放坡网喷混凝土，基坑开挖分三级边坡，第一级坡度为1∶1.324-1∶1.235，第二级坡度为1∶1.3，第三级坡度为1∶1.275，中间设2.0m宽放坡平台。

2.场地水文地质条件

2.1 浅层地下水位动态变化规律

2.1.1 孔隙潜水

工程场地孔隙潜水主要接受大气降水入渗、地下径流、河流下渗等方式补给，以蒸发、地下径流、人工开采（抽水灌溉）等方式排泄。其天然动态类型属渗入－蒸发、径流型；其水位年动态变化规律一般为：7-11月份水位较高，其它月份相对较低，年变化幅度一般为1.5～2.0m。

2.1.2 承压水

承压水主要接受地下径流补给，以地下径流、人工开采为主要排泄方式。承压含水层与其上覆孔隙潜水含水层之间只有粉质粘土相对隔水层，且厚度有限，两层地下水之间水力联系密切，其水位年动态变化规律与上覆孔隙潜水类似，年变化幅度一般为1.5～2.0m。

2.2 历年最高水位

其历年最高水位高程84.0m。

2.3 主要水文地质参数

承压水含水层（(7-1)粉砂、（8-1）细砂、（10-2）层细砂）综合渗透系数K可取8.0m/d。结合区域水文地质资料，综合考虑本场地的承压水头高度为12.0m，其对应高程为82.66m。

2.4 场地水文地质条件

基坑降水井设计深度拟控制在基坑范围内22～25m深位置的粉质粘土相对隔水层上，本场地承压水水头标高按83m。

2.5 降水目标

本工程开挖深度14.66m,基坑降水后水位应控制在15.66-16.66m。

2.6 基坑涌水量估算

基坑涌水量计算采用坑内坑外布井的方式进行计算。

基坑涌水量按“大井”法承压完整井公式计算：

式中：Q—基坑降水出水量（m3/d）；k—导水系数，按降水经验，取8m/d；M—含水层厚度，按地质资料，取6.6m；S—基坑中心水位降，按上述抗突涌验算，取S=15m；R—降水期间影响半径，取R=100m；γ0—大井圆概化半径，矩形基坑取γ0＝0.29(a+b)＝68.95m。

计算结果：按此参数估算本基坑涌水量预计为Q＝13500T/D。

2.7 基坑降水井数目确定

根据砂层中的地下水颗粒特征、含水层渗透性能，本场地基坑降水井单井抽水量设计为20T/h，由此可知所需的降水井数目为：

2.8 降水井规格

降水井孔径为550mm，管径250mm，孔深22.0-27.0m（降水井孔口标高为根据现场情况高于现地面0.30-0.50m），单井出水量均能达到20t/h。

2.9 水位观测井设计

本次基坑降水设计4口观测井，分布于基坑内外，兼作备用降水井，其结构设计同降水井。本次共设置30口降水井，观测井4口，降水井、观测井主要沿基坑边布置。降水井采用清水钻进，冲击成孔。

3.降水管井施工技术要求

3.1 钻探

测放降水井位，观测井位要准确，误差≯±10cm。钻机就位后，要求安装平稳，开孔圆、正、直，成井倾斜度≯1%，孔斜不得超过1.5°。保证孔壁的稳定，减少对含水层渗透性和水质的影响；提高钻进效率，减少孔底沉渣厚度。井管安装前检查成井的圆度和深度，井身直径≮设计值的20mm，孔底沉淀物必须冲洗彻底。管底部1.0m为沉淀管，中间12.0-17.0m为过滤管，上部8.0为实管至井口。井管采用250mm×4mm卷管和包网填砾过滤管，填砾规格为2-4mm硅质圆砾。对于观测井除成孔要求同上外，其成孔后质量要求对水位的变化灵敏，以确保水位测量的准确性。

3.2 井（孔）管安装

检查井（孔）管质量要求，下管前，测量孔深，孔径使井（孔）管安装符合设计要求。为减少井（孔）管安装时间，应先在附近地面将每节井（孔）过滤器包扎好，然后用吊车吊装，在孔口再次焊接入孔。为确保井（孔）管在入孔后位于钻孔中心，使井（孔）管与孔壁间的环形间距厚度均匀，在过滤器与花管部分，每间隔5m，在上部无孔管部分每间隔10m设置扶中器。

3.3 填砾与管外封闭

井（孔）管安装并符合设计要求后，及时进行填砾施工，施工时应向井管内送入清水，使孔内泥浆稀释，比重接近1.05后，投入滤料，填砾规格为2～4mm硅质圆砾。不含泥土和杂物，滤料不少于计算量的95%。砾料和粘土，应一次填筑完成，尽可能缩短填筑时间。填砾时，砾料应沿井（孔）管四周均匀连续填入，随填随测。当发现填入量及深度与计算有较大出入时，应及时找出原因并排除。砾料填筑到设计深度后，再填入粘土球（填入高度≥2.0m）

3.4 洗井

当井（孔）管安装与填筑砾料、粘土封井完成后，应及时洗井。

3.5 排水含砂量要求

抽排水的含砂量应符合JGJ/T111-98规范中前30min含砂率<1/50000的规定，保证长期运行时含砂量<1/105。潜水电泵采用扬程≮40m，流量≮20t/h，泵体最大外径≯200mm。

3.6 降水施工及运行注意事项：

确保供电不中断，若中断必须在20min内保证供电。确保设备正常运行，必要时应备用水泵1～2台套。必须按操作规程对设备安装拆卸，建立使用报表。在降水维护阶段，必须24h值班，及时了解水位变化情况，值班人员每台班测水位2～3次（遇特殊情况时加密观测次数），每泵抽水量1～2次。观察出水量、水位是否有持续上升或下降的变化趋势，抽水井动水位波动值不超过水位降深1%，空压机抽水水位波动值不超过10～20cm，出水量波动值不超过正常出水量的5%。

3.7 保证措施

一是，组织保证措施：建立岗位责任制和质量监督制，明确分工责任，落实施工质量控制责任，各岗位各行其职。二是，技术保证措施：选择信誉良好，材料质量稳定的合格供应商。材料进场后按要求做好复检工作，复试合格后才允许使用。安装井点质量是降水效果能否达到设计要求的前提条件，严格控制成孔直径、深度、滤料投入量等。三是，经济保证措施：建立奖罚制度。对施工质量优秀的人员给予一定的奖励，激励他们在工作中始终把质量放在首位，使他们再接再厉，把工程质量干得更好。对施工质量低劣的人员给予惩罚，严重的予以除名。

3.8 安全措施

在钻井施工过程中，在钻机旁设泥浆池，沉泥池要定时清理，防止泥浆流入排水沟及下水管道。钻井施工时钻机旁要有专人看守值班，防止意外事故发生。在降水过程中，要有专人看守值班。若井内水量较小，防止潜水泵干抽发生事故。钻井及降水停止施工时，要拉闸断电。井点使用时，各井点尽可能同时工作，使水位差控制在同一面上，基本保证土层中裂隙水不进入基坑内，基坑边坡上排水沟应达到防水效果。在降水过程中应保证连续供电，现场布设专用线路，专用配电箱，采用双线路并经常检查线路有无磨损、漏电情况，发现电缆有破坏应及时修补，或更换电缆。现场设专人24h看护，经常巡视每个水泵，检查水位变化情况，水位是否低于水泵龙头，水泵是否工作正常，防止烧坏电机。