深井降水在清溪河排涝站中的应用

钱　勇

(池州市九九建设工程有限公司 安徽 池州　247000)

深井降水在清溪河排涝站中的应用

钱勇

(池州市九九建设工程有限公司 安徽 池州247000)

摘要:文章根据清溪河排涝站项目的地质特点，介绍了深井降水在清溪河排涝站施工中的应用。提出了基坑的深井设计方案，包括降水计算、施工设备、施工工艺、降水管理及降水完成后的封堵。

关键词:深井降水；施工；应用

清溪河泵站新建工程位于池州清溪河左岸,设计排涝流量为24m3/s,设计净扬程6.1m,自排涵闸设计流量30m3/s。泵站基坑长64.5m,宽58.8m,基坑开挖深度11m,基坑东侧紧邻清溪河,清溪河水位常年保持9.0m高程(吴淞高程,下同)。基坑底面高程为3.0m,基坑底部坐落于轻粉质壤土层,开挖过程中在出现多处管涌。为确保工程按期完工,必须采用降水措,将地下水位降至2.0m。

1降水方案

1.1降水方法的选择

依据设计提供的地质资料及目前基坑管涌水头,综合考虑地下水的种类、含水层渗透系数大小、承压水头大小、基坑开挖深度、基坑范围大小不同等因素后,泵站前池、站身、压力水箱部位降水可采取两种方案:方案1在深基坑周围采取,防渗墙截渗,然后进行轻型井点降水;方案2采取深井降水措施。根据以往施工经验方案1实施过程中效果非常明显,但费用高、工期长,考虑本工程工期要求紧等特点,采取方案2,即深井降水,深井降水实施过程中难度较大、成本较高,但工期短,效果相对较明显。

1.2降水计算

(1)假想半径计算。根据平面计算假想半径，计算公式如式(1)

(1)

其中,A为基坑面积64.5×58.8=3773.25m2;π为取3.14。

(2)基坑涌水量计算。计算公式如式(2)

(2)

(3)单根井管的极限涌水量。计算公式如式(3)

(3)

其中,q为单根井管的极限涌水量m3;d为井管直径,取0.4m;l为滤管长度m,取6.0;K为土的渗透系数13.56m/d;

(4)深井数量。计算公式如式(4)

(4)

经计算主基坑布置3口井可满足基坑内降水需要。虽计算只需布置3口井,但考虑到单井抽水量大,影响滤水管的透水性、实际基坑大、且邻近清溪河地下水补给路径短,和经验公式计算偏差较大的诸多情况,考虑富余系数,所以本基坑深井数量取8口,符合要求。

2主要机械设备

主要机械设备如下：

(1)水泵型号的选择。水泵扬程的确定,井内水位高程为-7.0m,自然地面按專保常埃砜悸?,其高差为:13-(-7.0)=20m,为确保水泵性能满足要求,水泵扬程按不小于50m考虑。

水泵流量:前述计算知基坑涌水量为2516m3/d,共8台水泵,单泵抽水量为:

q=2516.06÷8÷24=13.10(m3/h),结合单井极限涌水量,按实际水泵流量q≥40 m3/h选型。

由上述确定的扬程H≥40m,流量≥40m3/h选用水泵型号。

(2)深井降水机。深井降水机具由井管、水泵、排水管等组成。井管由滤管和沉砂管组成,可用无砂管、塑料管制成,管径设置400mm。深度在15m以内的采用内径400mm的无砂管作滤水管。

(3)成管设备。采用CZ型冲击钻机或回转钻机等。

3施工工艺程序

井点测量定位→挖井口、安护筒→钻机就位→钻孔→回填井底砂垫层→吊放井管→回填井管与孔壁间的砂砾过滤层→洗衣井→井管内下没水泵→试抽水→降水井正常工作→降水完毕→封井。

4深井深度的确定与井的施工控制

4.1深井深度

站身深井的井内水位为▽-0.75m，井内沉淀管长按2.0m计，水泵区为2.0m，深井底高程=▽-0.75-2.0-2.0=▽-4.75m，考虑井底宜深入透水层6m～9m，通常还应比所需降水深度深6m～8m，取深井底高程▽-7m。深井施工平台在▽7.0m ～▽8.0m；井深应控制在14.0m～15.0m深井图如图1所示。

图1　深井布置图

4.2深井的施工控制

为确保深井的降水效果和降水安全,对深井施工要求如下:① 严格执行深井施工顺序。②深井造孔时,孔径要求600～700mm,原则要求清水造孔,泥浆造孔时必须清孔干净。孔斜度不大于1%,孔底沉渣不大于100mm。③井的内径D=400mm,混凝土管壁厚为40mm。井底部2.0m为混凝土盲管,滤管顶高程在▽6.0～▽7.0。④井底要求封闭密实,且用土工布将底部与底管包扎紧密。各管口节点要求柏油麻丝包扎紧密,滤管外用80～90目滤网包裹1层,滤管顶以下的管与孔壁间不小于100mm间距,用中砂回填密实,以上部分用粘性土回填至孔顶,要求回填土必须密实。⑤井的抽水含砂率不大于万分之五。⑥井点埋设沉渣厚度小于80mm,使用应无严重淤塞、没有出水不畅或死井等情况。⑦井点供电采用双线路,防止中途断电或发生其他故障,影响排水。必要时设置能满足施工要求的备用发电机组,以防止突然断电,造成水淹基坑。⑧深井的施工时间。深井选用专业施工队伍施工,方案批准后,我方立即施工。

5降排水管理

由于基坑降排水关系到清溪河排涝站工程的施工成败,必须加强管理,做到责任落实到人的原则：

(1)深井封堵。降水深井使用结束,应根据造井记录地质柱状图,提前制订井孔分层回填封堵方案,书面呈报监理工程师和建设单位批准后实施。封堵材料和工艺必须保证基本恢复地基有关地质地层造井前的水文地质特性。

(2)管理制度。主要是:①指定一位有责任心的技术员与一位有抽排水经验的技术工人专职负责本工程施工降排水。②项目总工专职负责对降排水工作的领导。③正常情况下,每日对井内水位进行观测1次。④非常情况下,要加大观测密度,具体间隔时间由总工确定。⑤工地必须备有1台不小于120kVA的柴油发电机组,当系统停电时,必须及时向总调度反映,在1h内恢复供电。⑥所有观测记录、停电情况,必须详细记录。每日记录情况要于当晚报技术负责人过目。⑦技术负责人负责对降水观测资料进行及时、必要的分析、判断,根据情况,采取必要的处理办法,项目部其他同志必须无条件服从。

6降水封堵

6.1降水井封堵方案

为保证封井工作的一次成功,必须遵照封井工艺流程严把工程质量关。考虑到大堤的汛期安全,我方将采取专项封堵方案确保防洪安全。各项具体要求如下:

图2封堵示意图

(1)封井前的准备。因降水井长期运转,有的井内有少量泥沙淤积或杂物回落到井中,所封井前对每个井进行测量,确定井深,并根据实测井深计算每个井的回填材料量;

封井前把各井所使用的粘土球、优质粘土、抗渗膨胀混凝土按计算量在井口附近备足,并准备夯实工具,把井内的回填土夯实。

(2)封井工艺和方法①工艺流程:抽水→起泵→投入粘土至井口→开挖井口深1m→回填投入优质粘土压实→浇筑混凝土板→振捣密实②施工方法。在投料前将井内的水位降至最低,快速把水泵提出,把优质粘土投放井内,回填至深井管口,并压实后,开挖井口1m深(扩大回填粘土面积),回填优质粘土60cm左右,压实,上部浇筑100cm×100cm×50cm厚C25混凝土,用振动器振捣密实,待混凝土块达到70%强度后再回填上部土层并压实,完成封堵。

封堵示意图如图2所示。

7结束语

本工程采用上述降水方案后,在后期开挖、施工过程中表现出的降水效果非常好,确保了基坑开挖及后续主体结构施工的顺利进行。工程主体完工后,通过对建筑物的沉降、位移的观测,均符合相关规范要求,没有产生任何不利影响。此方案降水的工艺及措施在施工过程中,较为简单、实用、易行。

[参考文献]

[1]务新超.土力学[M]．郑州：黄河水利出版社,2003.

[2]吴兴湘.土力学及地基基础(第二版)[M]．武汉:武汉大学出版社,1990.

[3]天津大学等.地基与基础(第一版)[M]．北京:中国建筑工业出版社,1978.

[4]高大钊.土质学及土力学(第三版)[M]．北京:人民交通出版社,2002.

[5]刘杰.土的渗透稳定与渗流控制[M]．北京:中国水利水电出版社,1992.

[6]江正荣.建筑施工计算手册[M]．北京:中国建筑工业出版社,2007.

[7]潘宏雨,刘连成.普通水文地质学[M]．北京：地质出版社,2010.

(责任编辑胡进)

Application of deep well dewatering to Qingxihe storm drainage station

QIAN Yong

(Chizhou Jiujiu Construction Engineering Limited Company,Chizhou 247000,China)

Abstract:According to the geological structure of Qingxihe storm drainage station, this paper introduces the application of deep well dewatering to Qingxihe storm drainage station ,puts forward the deep well design for foundation pit ,it concludes dewatering calculation ,construction devices .construction technology ,ect.

Key words:deep well alewatering;construction;application

收稿日期：2016-02-20；修回日期：2016-03-10

作者简介：钱勇(1979-)，男，安徽贵池人，工程师，主要从事泵站、水库工程研究。

DOI：10.3969/j.issn.1671-6221.2016.02.008

中图分类号：TU7

文献标识码：A

文章编号：1671-6221(2016)02-0027-04