船闸施工中深井降水施工技术

杨永祥

（湖北省航道工程公司，湖北 武汉430000）

0 引言

引江济汉工程是一条引长江水到汉江的特大型干渠，是南水北调中线一期工程的一个组成部分。从长江上荆江河段引水到汉江兴隆河段，地跨荆州、荆门、潜江三市。高石碑船闸为引江济汉通航工程出口船闸，位于潜江市高石碑镇。船闸为Ⅲ级船闸，1000吨级单线单级船闸，设计船队为2×1000t级（双排单列、顶推），船队尺度为160×10.8×2.0m(长×宽×吃水)，平面布置为反对称式，曲线进闸、直线出闸，上靠船墩至下游靠船墩间工程总长度1210m。

1 深井降水施工技术

汉江地区每年7～10月份为主汛期，11月～次年4月为工程区内的枯水期。高石碑船闸场地主要有两个含水层组，上部为第四系全新统细砂孔隙潜水含水组，下部为第四系全新统～上更新统、砂砾石孔隙承压水含水层组。孔隙承压水赋存于细砂、中砂和圆砾层中，埋藏于相对隔水的粘土层之下，含水层厚度70m左右，含水量丰富。

1.1 抽水井及观测井的设计与布置

通过抽水试验数据整理和专家论证意见，确定深井降水实施性方案的设计参数取值如下：

影响半径 R=300m

含水层厚度 M=70m

1.2 抽水井与观测井的布置

本着安全、有效、留有余地的原则，使用天汉降水软件对一期基坑深井降水方案进行设计与计算。根据计算，一期基坑降水共布置86口井（其中包括3口试验井、4口观测井），降水井内置100t潜水泵，3口试验井内置80t潜水泵。降水井设计深度为25m左右，滤水管外侧焊接8根Φ6带肋钢筋,再按要求包裹一层钢板网，钢板网外侧为3层60目纱网，纱网用铁丝固定牢靠。井管采用325mm钢管，降水井成孔直径600mm（三口试验井管径为250mm，成孔直径500mm），井管与孔之间间隙内下部填充10~11m砾石，上部15m空隙填充粘土球。

1.3 成井工艺

测放井位：根据降水井平面布置图测放井位，如果现场施工过程中遇到障碍或受到施工条件的影响现场可做适当调整。

埋设护口管：护口管底口插入原状土层中，管外用粘性土填实封严，防止施工时管外返水，护口管上部应高出地面0.30m。

安装钻机：机台安装稳固水平，大钩对准孔中心，吊钩钩、转盘与孔的中心三点成一垂线。

满足结合律和分配率的运算符号函数π,可以选取为多边矩阵⊗本身，此运算与矩阵的阶数没有限制，而求最小值运算对矩阵的阶数是有限制的，要求相应的矩阵阶数相同，即可以进行叠合运算。但是在结果张量矩阵不能进行对应元素的叠合运算时，可以取运算符号函数π,为⊗，即多边矩阵⊗的最小值，所有数值是可以进行加法运算的。

成孔：降水井开孔孔径为Φ600mm，一径到底，钻孔施工达到设计深度时，宜多钻0.3～0.5m，做好钻探施工描述记录。在钻进过程中，如发现实际地质情况与勘察时提供的资料不一致时及时通知监理，并对井的结构进行及时调整，确保滤水管的安放位置能够有效的进水。钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳，钻进过程中要确保钻机的水平，以保证冲击钻杆的垂直度。

下井管：井管进场后，检查是否符合设计要求。下管前测量孔深，孔深符合设计要求后，开始下井管，对准孔中心，以保证滤水管能居中，井管实管处焊接要牢固、垂直、不透水，下到设计深度后，井口固定居中。

填砾：填砾前用测绳测量井管内外的深度，两者的深度值均不能浅于沉淀管的深度以上50cm。填砾过程中随填随测砾料的高度。填砾工序连续进行，不得中途终止，直至砾料下入预定位置为止。最终投入滤料量不少于计算量的95%。

井口封闭：采用粘性土封孔，为防止围填时产生“架桥”现象，围填前需将粘土捣碎（粒径小于3cm为宜）后填入。围填时应控制下入速度及数量，沿着井管周围按“少放慢下”的原则围填，然后在井口管外做好封闭工作。

洗井：洗井过程中，保持清水从套筒内灌入成井孔内，保持孔壁无泥浆，确保含水层的孔隙。

安泵试抽：成井施工结束后，应及时下入潜水泵，铺设排水管道、电缆等，电缆与管道设置标示，避免随坏。抽水与排水系统安装完毕，即可开始试抽水。对抽水效果进行逐井验收：不合要求的重新施工，待抽水量满足100m3/h以及含沙量不大于五万分之一标准后方可移机施工新井。

降水井抽水管道架设：基坑开挖2～3m后，开始进行抽水管道的架设，抽水管从井口标高向坡顶架设至基坑周边排水管，根据抽水管长度，中间设置Φ48mm钢管支撑，钢管支撑和抽水管之间采用钢扣件连接固定。

1.4 降水井运行

1.4.1 试抽水

施工完一口井即投入试运行一口，及时抽通水井，确保井的出水量。试运行之前，测定各井口和地面标高、静止水位，然后开始试运行，以检查抽水设备、抽水与排水系统能否满足降水要求。

安装前对泵体和控制系统作一次全面细致的检查，检验电动机的旋转方向、各部位连接螺栓是否拧紧、润滑油是否足、电缆接头的封口有无松动、电缆线有无破损等情况，然后在地面上转1min左右，如无问题，方投入使用。

1.4.2 降水运行

基坑内的降水井在基坑开挖前十天进行，做到及时降低基坑中的地下水位。

降水运行期间，现场实行24小时值班制，值班人员认真做好各项记录，做到准确齐全。

降水运行过程中对降水运行的记录，及时分析整理，绘制各种必要图表，以合理指导降水工作，提高降水运行的效果。1.4.3 降水运行的注意事项

做好基坑内的明排水准备工作，遇降雨及时将基坑内的积水抽干。降水运行阶段经常检查泵的工作状态，发现不正常及时调泵并修复。降水运行阶段保证电源供给，准备好备用发电机，如遇电网停电，有关单位提前两个小时通知降水施工人员，及时采取措施，在20分钟内确保实现电网供电与备用电源的有效转换，保证降水效果。

1.4.4 降水监测

降水维持期前统测一次各降水井、观测井初始水位，并复核设计中的初始水位计取值是否恰当。

水位监测实施信息化管理，抽水开始后，在水位未达到设计降水深前，每天观测水位3次；当水位已趋于稳定且承压水头在基坑底以下0.5m，可每天观测一次。根据水位、水量观测记录，查明降水过程中的不正常状况及其产生的原因，及时提出调整补充措施，确保降水深度。

在基坑开挖过程中，及时观测基坑侧壁、基坑底部的渗水现象，并及时查明原因，及时采取工程措施。

1.4.5 降水维护

降水期间经常对抽水设备和运行状况进行维护检查，保证抽水设备的正常运行状况；抽水设备定期保养，降水期间不随意停抽，并有备用设备；注意降水井的保护，挖土和填土时施工机械不得碰撞井管，机械作业要避免产生对井管形成较大侧压力的情形，建立安全责任制，责任到人；现场配备1000kw以上的电源，保持降水的正常连续性，同时现场配备800kw以上的发电机，突然断电时提供电力保障。

1.5 封井

根据有关规定，深井降水完毕后采取有效措施封堵井孔，避免承压水沿井壁上涌，具体措施如下：

①基坑底板施工完毕并达到一定强度后，为减小降水井井管对施工造成影响，根据施工季节的地下水位，充分考虑底板的强度的基础上，合理调整开启井的数量，对不再开启使用的降水井及时封堵。

②降水井的封堵采用“由里至外，先深后浅”的原则，封堵前，先加大该井周边的降水力度，使待封井管内水位降至最低进行封堵，对最后封堵的降水井，慎重处理。

③条件成熟后，采取“以砂还砂，以土还土”的原则，封堵井孔，并加焊封口钢板。

2 结语

船闸工程在水运工程施工中比较复杂，加强前期施工准备、中间过程控制、结束总结经验教训，才能提升船闸施工水平，创造经济效益。

[1]JTS257-2008水运工程质量检验标准[S].