轻型井点降水在燎原水库泄洪闸施工中的应用

孙亚娟

(海伦市农业开发办，黑龙江 海伦 152300)

1 工程概况

燎原水库位于松嫩平原东北部，地势呈东高西低，地貌形态为通肯河漫滩，其南部为岗阜高平原，北邻通肯河，地面高程在190～193 m，通肯河河曲较发育，地表植被茂盛。隶属于海伦市，距海北镇西6 km，盖家屯后。水库始建于1956年，1958年大坝合拢并投入运行，水库1976年全面续建。水库主体工程现状由土坝、泄洪闸和灌溉闸等3部分组成，工程等别为Ⅲ等，工程级别为3级，按20 a一遇洪水设计，100 a一遇洪水校核。

2009年除险加固，重建泄洪闸位于老泄洪闸处，为开敞式宽顶堰，堰顶高程191.50 m，为3孔，总净宽21 m，闸室长10 m。平板钢闸门控制，尺寸7 m×1.8 m。泄洪闸总长36 m，进口段长8 m，控制段长10 m;陡坡段长10 m，消力池长8 m;海漫长20 m。进口采用“八字型”翼墙，边墙为悬臂式挡土墙。闸室与陡坡段采用“U型槽”结构，消能为扩散式底流消能，边墙采用悬臂式挡土墙结构。最大泄量79.47 m3/s。

水闸闸址处河床内揭露地层皆为第四纪地层，其表层堆有较厚的填土，其下部为性质和状态不同的粉质黏土、砂土及砾石，土层水平方向分布较规律、稳定，垂直方向性质有一定差异。土层分布为:①有机质土:黑色、湿，含植物根系。该层厚度为0.30 m，底面高程为190.86 m。②低液限粉土:灰色～灰绿色，稍湿～饱水，可塑状，黏性中等。该层厚度为2.00～2.80 m，底面高程为188.06～188.14 m。③级配不良细砂:灰色、饱和、稍密状，颗粒以细砂为主，中砂次之。厚度为0.80～0.90 m，层底面高程为186.68～187.34 m。④级配不良细砾:灰色、饱和、密实状，颗粒以砾石为主，粗砂次之，含卵石，砾卵石磨圆好，厚度＞0.80～2.90 m。其下为基岩。

闸基处表层有2.00～2.80 m厚的微弱透水性黏土，其下为中等～强透水的砂性土(级配不良细砂、级配不良细砾)，底部为相对不透水的泥岩。由于砂性土属中等～强透水层，且地下水埋藏较浅，水量较丰富，为保证主底板基础混凝土干场作业，本工程采用了射流泵井点降低地下水。

2 轻型井点布置及设计

2.1 井点管长度计算

根据《地下工程勘察设计与施工技术实用手册》(第三卷)轻型井点剖面设计得轻型井管长度计算公式为:

式中:H1为井点管埋设面至基坑底的距离，本工程平均为2 m;H为降低后的地下水位至基坑中心底距离，本工程取1 m;I为地下水降落坡度，环状井点为1/10，单排井点为1/4～1/5，本工程双排井点设计，取1/7;L为井点管至群井中心的水平距离，本工程渠道平均开口宽度为36 m，因此L=36/2=18 m。

经计算H埋≥5.57 m，本工程取H埋=5.7 m;H滤为水管长度，本工程取1.3 m;H露为井点管露出地面长度，本工程取0.5 m。经计算轻型井管长度H=7.5 m。

2.2 基坑涌水量计算

根据文献[1]基坑涌水量按下式计算:

式中:k为土的渗透系数，本工程取2.3 m/d;S为抽水时基坑水下降值，为2.5 m;H为抽水前坑底以上水位高度，为1.5 m;R为抽水影响半径，查表得R=50 m;r0为假想半径，m;a、b为矩形基坑的长边及短边，本工程取50 m长为一个抽水单元，基坑短边为渠道开口开挖宽度，最宽为38 m;η为系数，查表得1.16;m0为从坑底至下卧不透水层的距离，m，地质勘察未揭穿，取50 m。经计算50 m长基坑总涌水量为550.4 m3/d。

2.3 单根井点管出水量计算

根据公式:

式中:k为土的渗透系数，本工程取2.3 m/d;r为滤管半径，本工程井点管直径取50 mm，半径为25 mm;l为滤管长度，为1.3 m。经计算单根井点管出水量q=16.17 m3/d。

2.4 确定井点管数量

根据公式:

式中:Q为总涌水量，m3/d;q为单井涌水量，m3/d。

经计算n=39，取40。

2.5 确定井点管间距

根据公式D=Ln及一般规定，井点管间距1.0～2.5 m取值2.5 m;式中L为总管长度，50 m。

井点管沿渠线两侧布置，每侧布置20个，则D=2.5 m。

2.6 轻型井点平面布置

根据以上设计计算，本工程1个抽水单元布集水管2套，每套集水总管长50 m，共20节，每节2.5 m。两侧布置井点管，井点管距渠外缘边线1.0 m;井点管间距2.5 m;每根井点管埋入土下7.0 m，露出地面以上0.5 m;为保证基坑两端降水需求，基坑两端需外沿布置一定宽度的井点管，按照要求外沿长度不小于基坑宽度，因此两侧外沿长度各取30 m。每1个抽水单元配1台JS-45射流泵，功率7.5 W，每台水泵处设100 m长塑膜防渗排渠，将水排至基坑外。

3 轻型井点施工

3.1 井点管制做及埋设

井点管每根长7.5 m，其中露出地面0.5 m，埋入土深7.0 m。井管为φ50 mm钢管，下部1.3 m为滤管，滤管为在井点管壁上钻φ15 mm的星棋状排列滤孔，滤管外包两层滤网，内层为细滤网，采用30～50孔/cm的生丝布，外层为粗滤网，采用8～10孔/cm的尼龙丝布。

井点管埋设前首先进行冲孔，冲孔直径为φ250 mm，冲孔时先用1 t吊葫芦配起重三角架将φ50 mm的冲管吊起，并插在井点埋设位置上，然后开动压力为1.0 MPa的高压水泵，将土冲松。冲孔时冲管垂直插入土中，并做上下左右摆动，边冲边沉，当冲孔达到设计深度时，须尽快减小水压。井孔冲成后立即拔出冲管，插入井点管，并立即在井点管与孔壁之间人工回填黏性土料，表面捣实，以防漏气，黏性土料用沿渠土料场的表层黏性土料。

3.2 连接与试轴

将井点管、集水总管与水泵连接起来，形成完整的井点系统，安装完毕后进行试轴，检查是否有漏气现象。正常抽水情况下尽量避免时抽时止，应保证细水长流，出水澄清，避免出水混浊，引起水土流失导致建筑物失稳。

4 结论

由于轻型井点降水的成功实施，燎原水库泄洪闸得以基础开挖、主体工程混凝土浇築等均做到了干场作业，为工程的质量和工期提供了有力保证。实践证明，对于细砂、粉细砂层的地层采用轻型井点降水是一种好方法。

[1] 水利水电工程施工手册编委会.水利水电工程施工手册:第2卷[S].北京:中国电力出版社，2002.

[2] 王玉胜.真空井点降水法在软基处理中的应用[J].黑龙江水专学报，2010，37(3):53-55.

[3] 李同贵，王德文，刘铁平，等.正交直线供水边界完整(井)干扰井稳定流计算公式推导及应用[J].黑龙江水专学报，2009，36(2):60-63.

[4] 金东元，沙胜玉.基坑施工降水设计与施工技术[J].黑龙江水利科技，2010，38(2):124-125.

[5] 陈百鸣，邹菊英，张丽荣.十里河交叉枢纽坡水及截流沟涵闸工程大面积深基坑降水施工[J].黑龙江水利科技，2010，38(6):88-89.