船闸施工中深井降水施工技术初探

杨劲松

摘要：在船闸施工中如果没有采用很好的降水措施，滞留水就会影响施工的安全以及进度，因此，降水问题是船闸施工中的重要难题。降水施工的类型多种多样，深井降水就是其中一种，主要适用于降水深、施工时间长、基槽面积大、地下水丰富的工程。本文简单介绍了深井降水技术，并探讨了其在船闸施工中的应用。

关键词：船闸；深井降水；布井；水泵

一、深井降水技术

如果深基坑开挖的位置是在地下水位比较高的透水土层里，此时由于基坑内外有较大的水位差，容易形成管涌、流砂等渗透破坏的情况，甚至有时还会对坑壁以及边坡的稳定性产生影响。所以，在开挖之前，一定要使用人工降水的形式，把深基坑内外水位都降至开挖面之下。深井井点降水法是指在深基坑周圍埋置比基底更深的井管，以此使地下水在潜水电泵的作用下把地下水抽出，让地下水处于基坑底以下。在采取降水举措之后，首先，能使地下水由于渗流造成管涌、流砂等破坏情况得以减少；其次，能使作用于坑壁维护结构或边坡之上的渗透力和静水压力得以减少，从而使坑壁或边坡的围护结构稳定性得以增强。由于深井降水的降水深、排水量大、井距大，井点的施工速度快以及对平面布置造成的干扰小，因此适合在降水深、施工时间长、基槽面积大、地下水丰富的工程中使用。

深井降水施工时应考虑的因素：（1）布井时，周边多布，中间少布；在地下补给的方向多布，另一方向少布。（2）布井时应根据地质报告把使井的滤水器部分能处在较厚的砂卵层中，避免使之处于泥砂的透镜体中，从影响井的出水能力。（3）钻探施工达到设计深度后，根据洗井搁置的时间的长短，宜多钻进2-3m，避免因洗井不及时泥浆沉淀过厚，增加洗井的难度。洗井不应搁置时间过长或完成钻探后集中洗井。（4）水泵选择时应与井的出水能力相匹配，水泵小时达不到降深要求；水泵大时，抽水不能连续，一方面增加维护难度，另一方面对地层影响较大。一般可以准备大中小几种水泵，在现场实际调配。（5）降水期间应对抽水设备和运行状况进行维护检查，每天检查不应少于3次，并应观测记录水泵出水等情况，发现问题及时处理，使抽水设备始终处在正常运行状态。同时应有一定量的备用设备，对出问题的设备能及时更换。（6）抽水设备应进行定期保养，降水期间不得随意停抽。当发生停电时应及时更新电源保持正常降水。（7）降水施工前，应对因降水造成的地面沉降进行估算分析，如分析出沉降过大时，应采取必要措施。

二、深井降水施工在船闸施工中的应用

（一）工程概况

某船闸闸室尺度为23×230×4（m），上、下游导航墙长为70m，上、下闸首长为：28.5m，宽为：53.8m。基坑土方开挖属深基坑开挖，基坑开挖深度达11m，地下水位较高。设计要求，在闸首、闸室封闭施工宽缝前，地下水位应控制在底板0.5m以下。船闸主体基坑（闸室、上下闸首、上下游导航墙）开挖采用深井降水，辅以明沟排水。

工程区主要有两个含水岩组，上部为全新统粘土、粉质粘土孔隙潜水含水岩组，下部为粉细砂、砂卵石孔隙承压水含水岩组。闸基土体由极微透水等级的粘性土和中等-强透水等级粉细砂和卵石构成，所含的承压水对基坑开挖产生极大的影响。承压水的水头压力能顶裂或冲毁基坑底板，造成突涌现象。基坑突涌将会破坏地基强度，并给施工带来很大的困难，因此，必须采取降水措施，确保基坑的干施工。

（二）降水设计

滤水管外侧包裹一层钢板网，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300mm～325mm钢管，降水井成孔直径550mm～600mm，，内填砾石和粘土球，3口实验井内置80t水泵，其余降水井内置100t水泵。渗透系数k=24.5m/d；影响半径R=200m；含水层厚度H=57m。在基坑周边布设4～6口观测井，成井结构与降水井相同，以便于观察降水效果，若实际过程中发现水头过高，不能满足施工需要，可将观测井作为降水井使用。

（三）施工工艺流程与主要技术

放线定位―成孔―安装井点管―填滤料―接通―安装抽水设备―安装集水箱和排水管―开动潜水泵抽水―测量观测井中地下水位变化。

1、管井施工

井管应具有足够的强度，能抗腐蚀，具有一定的耐久性，并便于加工制造，运输安装。目前用于建筑物基坑降水的井管有钢管、铸铁管、钢筋混凝土管、无砂混凝土管等，对于建筑物基坑降水的井管，应用时间相对较短，考虑经济因素，一般在透水层采用无砂混凝土管，在不透层一般采用混凝土井管。井管节长1m，两端部浇筑长10cm混凝土，以提高强度。

滤料的选择是管井质量的重要保证，选择粒径的大小应遵循一个最基本的原则，即针对某一含水层所选配的滤料，要使在强力洗井或除沙的条件下，能将井孔周围含水层的部分较细的沙粒和泥团等冲出或抽出，又能保证在正常工作条件下不会产生任何的涌沙。

井管的安装清孔换浆后，便可开始安装井管。井管安装采用钢丝绳托盘下管法，硬木托盘上端先配置一节混凝土实管，外浇灌热沥青，泥管外壁包一层100目尼龙滤布、两管接头30cm用土工布包裹，其外再用3-4根竹片竖向固定。井管下完后应立即填滤料，反滤料应均匀地分布在井管的四周，滤料的厚度尽量均匀。滤料的填筑高度应同地层相适应，一般应高出含水层进入不透水层1m，以防滤料沉降。

2、水泵安装

深井水泵采用潜水泵，水泵安装后，对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查，电缆及接头应有可靠的绝缘，并配备保护开关控制，检查电动机的旋转方向，各部位的螺栓是否拧紧，电缆有无破损，接头的封口是否松动。然后在地面空转3～5min，无问题后放入井中使用。深井泵设置应安放平稳牢固，转向严禁逆转。合格后进行试抽水，满足要求后转入正常工作。井点供电系统应采用双线路，并设置备用的发电机组，以防止突发故障，淹没基坑。雨、雪天气，经常影响到室外的水泵电箱，导致停电，所以雨、雪天气应加强专人对电路的检查。由于本工程的水井较多，电线、出水管经常混在一起，所以应该要统一进行编号。

3、换管

无砂滤管仅设置至垫层底，垫层以上部分采用φ299（外径）×10mm钢管进行替换设置，穿过基础底板。

4、降水

在降水运行过程中，随开挖深度逐步降低压水头，根据抽水得到的参数，计算不同组合下坑内地下水的深度，随基坑开挖深度确定井群的运行。没有抽水的井可以作为观测井，控制承压头与上覆盖土压力以满足开挖基坑稳定性要求，这将使降水对环境的影响进一步降低。降水运行期间，现场实行24小时值班制，值班人员应做好各项记录，做到准确齐全，以指导降水工作，提高降水运行效果。对停抽的井应及时测量水位，每天1-2次。

运行期间应经常检查水泵的工作状态，一旦发现不正常应及时调泵并修复。降水运行阶段应保证电源正常供应。现场水泵应配有余量，应至少配置不少于25台水示。

降水工作与土方开挖施工密切配合，根据开挖的顺序、深度等情况及时调整降水井的运行数量。

及时监测地下水位及抽水流量，发现问题及时处理，调整抽水井及抽水流量，必要时采取回灌措施（旁边另设回灌井），指导降水运行和开挖施工。同时对观察井水位进行实时监测、记录，通过采集的数据采取相应的措施。

参考文献

[1]吕黄.降排水技术在淮安三线船闸土建工程中应用[J].水运工程，2005年9期.

[2]杨桦.深井降水及PPR管轻型井点降水相结合降水施工[J].中国水运（下半月），2014年9期.