轻型井点法在大西海子水库流砂基础处理中的应用

2016-03-11孙展杰

地下水 2016年4期

关键词：流砂井点立管

孙展杰，孙　倩

(新疆塔里木河流域管理局，新疆库尔勒 841000)

轻型井点法在大西海子水库流砂基础处理中的应用

孙展杰，孙倩

(新疆塔里木河流域管理局，新疆库尔勒 841000)

文章以新疆塔里木大西海子水库工程为实例，对“轻型井点”法降水在基础处理中的运用进行了阐述，介绍了“轻型井点”法降水布置和防止流砂的优点，并采取了避免对邻近建筑物、道路等产生危害性的措施，为类似工程流砂基础处理提供了科学依据。

流砂；轻型井点；布置；基础处理

近年来，随着水利工程结构载荷逐渐增大以及工程地质条件越来越复杂，尤其是大型水利工程下部基础为流砂地质时，工程设计难度越来越大。流沙形成的原因是多方面的，主要是受到河水冲击以及地质变化，当水压力发生变化是可以流动。一般情况下地下水压力基本上无变化，如果工程开挖导致地下水压力变化，则砂层稳定性受到影响。所以，对于流砂基础如果处理不当，将严重威胁工程安全。“轻型井点”法作为一种有效控制地下水水位和水压力的方法，近年来在流砂基础处理中应用越来越广泛。

1　工程概况

大西海子水库是新疆塔里木河最末端的一座水库，位于沙漠腹地，干旱少雨，蒸发强烈，地质土由粉土、粉粘、混粉砂及粉砂构成，3.1～4.6 m地基土性质较差，承载力为63 KPa，特别是2.6 m以上，地基土为流塑状态的淤泥质土构成，该层土天然含水量为36.87%～36.97%，液限值为30.25%～33.43%，天然孔隙比e值为0.89～1.09，承载力仅为52 KPa。从第三层向下到9.0 M土质逐渐变硬，承载力可达121～50 KPa。放水闸基础工程是水库工程建筑物的重要组成部分，而该水库工程地下水来源于恰拉水库，地下表潜水位-1.2 m，在基础表层开挖后发现大量流砂，如果处理不好，大坝有可能会随基础持力层的变化而发生位移，从而影响大坝安全。

2　“轻型井点”法原理

“轻型井点”法是沿着基坑四周按照一定的间排距，将井点管埋入地下，通过在地面布置集水总管将预埋井点管串联在一起。同时，在地面按照一定位置布置真空泵以及离心泵，通过这些抽水设备的真空吸力将地下水经个井点管汇入井点，并从总管排出，以达到降低地下水位的目的。降低地下水水位不仅能大大减小土层含水量，提高施工条件，还能改变动水压力方向，使其方向向下，能显著提高土的有效应力避免发生流砂现象，增强土强度和密实度。所以，“轻型井点”法不仅是不仅能降低地下水水位，还有有效增强地基稳定性。

3　“轻型井点”法在流砂基础处理中的应用

根据大西海子水库地质资料以及基础开挖的深度和砂层的厚度、地下水位的高低等地质状况，同时为保证建筑物深基础施工时基坑干燥，并尽量减少对周围邻近建筑的不利影响，选择“轻型井点”法降水方案来降低地下水位，固结土坡土壁，避免基础流砂，确保基坑安全施工，产生了良好的技术经济效益。

3.1轻型井点布置

井点系统的平面布置应根据基坑的平面形状、大小、要求降水深度、地下水流向和含水层渗透系数来确定。当基坑或沟槽宽度小于6m，水位降低值不大于5 m时，可用单排线状井点，布置在地下水流的上游一侧，两端延长一般不小于沟槽宽度，如沟槽宽度大于6m或土质不良，宜用双排井点，面积较大的基础宜用环状井点，有时也布置为U形，以利挖土机械和运输车辆的出入。

环状井点四角部分应适当加密立管，井点管距离基坑一般为1.5 m左右，土壤出口处应用胶泥土堵严，以防漏气。井点管间距一般采用0.5～1.6 m或根据经验确定。

井点立管的滤管应埋至抽吸深度以下0.5～1 m处，以防止进气，而且滤管要埋进透水层。

总管的布置标高要和地下水位线持平，水泵轴心标高以与总管平行或略低于总管为宜，总管应具有0.25%～0.5%的坡度，各段总管与滤管最好分别设在同一水平面，高度不要差别太大。

降水深度不小于5 m时，基坑施工处理可选取两级或者多级轻型井点。

3.2轻型井点的使用及设备安装

将井点立管埋设完毕，并和卧管以及抽水设施连接，然后通过试抽水检验管道是否漏水、漏气以及淤塞，确保运行正常后才可以正式使用。

要认真及时观测并记录真空表读数，确保井点系统真空度不大于60 KPa。一旦真空度不满足要求，要立刻检验井点系统有无漏气、离心泵叶轮是否出现故障等现象。

在井点运行过程中，要做到系统能持续抽水，一旦发生抽水无力或水混现象，要及时检查故障原因并处理；一旦发生井点立管淤塞现象将导致降水效果下降，要及时用高压水冲洗井点立管甚至重新埋设。

往复式活塞真空泵是井点降水中获得粗真空最主要设备，该设备从密闭容器中抽离气体效果

较好，但是不能用于抽离腐蚀性或混合硬颗粒的气体，真空泵一般是整体配送，无需额外拆装，以防在设备拆装过程中混入灰砂等杂质，而且只能在接管时拆除进排气口的盲盖。

利用水平仪将真空泵在安装阶段调成水平状态，并拧紧随真空泵供应的基螺栓，在拧紧螺母时不要用力过大，以防真空泵发生扭曲变形。

真空泵要用三通阀连接进气管，以便真空泵能和大气或者被抽容器相通，为防止金属碎屑、电焊珠以及其他杂质混入，接管前要用锤子敲击管路，或者将酸液灌入管路以清除。当真空泵运行时，在进气管路上要安装细网过滤器过滤杂物，且细网过滤器孔径应小于0.5 mm。