基坑降水技术在前郭灌区锡伯屯抽水站的应用分析

狄钢

摘 要：为探索基坑降水技术在锡伯屯抽水站中的应用，采用科学合理的技术手段进行水力验算分析以确定降水量、降水设备选型、降水影响半径、井距等主要布井参数并通过施工予以验证其参数的合理性及经济性。

关键词：抽水站泵站 基坑降水 方案 技术措施

1.工程概况

锡伯屯抽水站移址改造工程是我省重点工程之一，由于老站已经濒临报废的程度，所以新站的修建迫在眉睫，它的建成可以保证20万亩水田的灌溉任务，对前郭灌区的经济效益影响极其重大。新站位于二松左岸良窝村境内，一侧为松花江防洪大堤，一侧是二松，地面高程为134米，设计最低基坑开挖高程为123.23米。地质状况，地表0.6米为黑壤土层，以下至125米为中粗砂，123.5～125米为淤泥质壤土，114～123.5米为砾质粗砂，渗透系数较大，施工时水位控制应在122米以下。

3.施工工艺控制措施

根据本工程特定的地理位置和地质资料，经过实地堪测，地下水水位为133.34米，地下水非常丰富，如果采用明排的方法，最为担心的是发生流沙现象，当发生流沙时，开挖土完全丧失承载能力，难以达到设计深度，所以本工程不能单独使用，其次是轻型井点法，它的配套设施是真空射流泵，由于它只能降低地下水位5～6米，满足不了施工的要求，所以它也不能单独使用，根据一些工程实践经验证明，确定采用大型井群降水的方法，它对渗透性极强的中粗砂降水是行之有效的，经过大量的计算，它也符合本工程的特点，所以本工程采用此方案，如图1所示。

3.1布井

为了方便施工，满足降水要求，尽可能将井全部布置在建筑物以外，在基坑开挖成形后，确保所有井口在水位线上下1米左右，根据基坑涌水量及单井排水量确定，井距为7米，总眼数68眼。由于本工程基坑面积大，如在以上方案不能完全满足降水的要求，可考虑在南北两侧加密。或在局部位置布设轻型井点降水设备。

3.2打井

打井采用小型钻机钻孔打井，井管的规格为φ400×730的水泥花管，内径为325mm，每根井管上均匀布有50个φ45mm的透水孔，外壁用窗纱缠绕两层，防止泥砂流入井中，或堵住透水孔而降低井出水的效果。井外围用砂砾料回填，进一步过滤地下水并增强透水性。每眼井的深度大约在22m左右，由于地面高程不一样，所有井深必须确保至114米以下的淤泥质粘土不透水层。

3.3降水

根据计算基坑涌水量，计算过程详见基坑涌水量计算书，降水采用5.5kw扬程为30米，流量为40m3/h的潜水泵抽水。将潜水泵通过钢丝绳悬挂在井中，按照需要调节水泵在井中的位置，通过水位自动控制箱，自动控制水泵的启闭，控制每眼井中的水位，进而控制基坑内的地下水位，达到施工的目的。

3.4排水

在布井线外围适当的位置布设排水渠道，采用2m2的梯形端面，分断连接起来，每眼井的水泵通过输水管道φ50mm与排水渠道连接，这样水泵抽出的水输送到排水渠道内排走，排水管线与井口的距离应尽可能缩小，以防输水管过长而降低水泵的功率。

4.电路及自动化控制

4.1电路

每台潜水泵的功率5.5kw，68眼井总功率为374 kw主电源线分三路进行每路由185平方电缆将电源送至现场，控制柜，每路线可控制25眼井以上，每个控制柜里设有六路支线控制开关，每个支线开关控制五眼井以上，从而对每眼井都有足够的电源供应，并留有备用线路，在排水管线的上面设照明线路，便于夜间作业及排除故障。

4.2自动化控制

自动化控制采用自动化控制箱，每眼井设一台自动化控制箱，通过3×6的下水电缆将送至每眼井的自动化控制箱，调节自动化控制箱的水位器，控制井内的水位，从而控制整个基坑的地下水位。

5.结束语

通过本工程的成功降水，总结出几个降水过程中重要的而且不容易处理的难点：

（1）渗透系数：渗透系数的大小直接影响涌水量的计算成果，所以实验时必须细致认真，必须两人同时测量两口渗透井的水位高程，而且要取多次实验的平均值。

（2）淤泥质夹层：由于本工程在123.5～125米是不透水层，所以形成在125米以上是一个小的漏斗，在114米以上是一个小的漏斗，形成不了在114米以上一个整体大的漏斗，这样就给降水工作带来很大的难度，夹层以上的地表水没有渗透到井的底部而直接通过夹层表面进入基坑，对此，采用高压水枪将井周围的夹层穿透若干个孔，然后用河流石回填，这样处理才形成一个整体的漏斗，保证降水的顺利进行。

（3）抽水水位控制：采用自动化控制系统，使用高、中、低三个探头，通过液位继电器控制水位，然后控制交流接觸器，最后与空开串联，难点是调整3个探头的位置，必须经过若干次校核，使地下水刚好降到122米处，尽量做到既满足施工要求又不浪费电能。

（4）经济效益分析：由于采用了深井井点降水方案，土方开挖边坡系数由2.5调整到1.8，节约土方开挖量7500m3，杜绝了流沙现象发生，也间接的缩短了施工工期；与轻型井点相比节约了购置费用，同时采用了用自动控制系统，减少了井的看护人员，降低了成本；开挖时采用水利挖土机组，在开挖基坑上层土方（约高程128米以上的土方），不需要降水，开挖时直接明排，这样减少了降水开机时间，降低了成本；对于123.5～125米之间的淤泥质夹层，直接用高压水枪穿透，不用钻机钻孔，降低了费用，并且使之保持良好的漏斗状和理想渗透曲线，提高了降水效果。

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