地下工程井点降水之排水再利用探索

马忠喜

上海广联环境岩土工程股份有限公司 上海 200444

为解决胶东地区缺水严重的局面，优化山东半岛地区水资源配置，保障经济社会可持续发展，山东实施黄水东调工程，从东营向潍坊平原水库引黄调水，年年供水量3.15亿m3。工程需改造麻湾干渠47.71km，设计输水流量为60～20m3/s。在麻湾干渠施工过程中，由于地下水位高水量大，采取了轻型井点降水等措施。

1 工程概况

麻湾干渠总长47.71km，属于黄水东调输水干渠的一部分，从麻湾引黄闸至广南水库1号沉沙池，包括麻湾总干渠段、麻湾四干渠段、麻湾入沉沙池泵站段、麻湾四干渠入沉沙池段。其中：四干泄水闸位于麻湾干渠设计桩号（46+232）处，为开敞式水闸；闸室主体为钢筋混凝土结构共1孔，单孔净宽4m；箱涵为单孔，净宽4.0m，净高2.5m，长120m，每10m一节，共12节；四干泄水闸为拆除重建工程。由于地下水位较高，基坑设计底高程低于广蒲河河水水位，给施工带来诸多困难。为了创造干地施工条件基坑降水尤为重要，需要采取有效的降水措施，保证工程的质量、进度、安全及工程效益。根据地勘资料，本场地范围内，从上到下的地层及其他特征依次为：（1）圆砾：黄褐色，圆形、亚圆形，磨圆度较好，一般粒径为0.2～3cm。由硬质岩组成，充填较多量的中砂，局部夹有较大粒径卵石，卵石粒径约10～30cm，卵石与圆砾层局部出现互层状态。饱水状态，中密～密实。场地内均存在，厚度为6.50～10.20m左右；（2）中砂：黄褐色，主要矿物成分为石英、长石及云母等，饱水，密实状态，含有较多圆砾及少量卵石，卵石粒径约10～20cm，局部出现圆砾与中砂互层现象，轻微胶结，揭露厚度为6.40m。

2 降水方式选取和优点

综合沿黄地区地类似工程施工经验，常用的降水方式主要为：明沟排水、管井井点降水、轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水等方式。麻湾四干泄水闸基坑面积140.6m2，基坑开挖深度4.3m，地下水位-1.5m。含水层土质主要是砂壤土、粉砂，受场地和基础条件限制不适宜做明沟排水，经综合分析比较，基坑周边场地平顺适合布设排水管，通过水文地质分析确定选用轻型井点降水方式进行泄水闸基坑降水。采取轻型井点降水的优势有：井点降水管材选用种类多，可以选用PVC管、PPR管、无缝铁管等，本工程经选比采用PPR管；井点管及总管安拆方便，布置使用灵活；管材管件可重复利用降水费用较低；降水效果好，占用周边场地少，影响范围小，开挖量相对较少，方便后续工序施工布置，可提高边坡的稳定，防止坑底管涌，防止流沙现象的发生。

3 井点降水施工工艺

3.1 放线定位

根据计算后的井点管间距，在距基坑外边缘1m处撒白灰线进行井点管位置定位，间距为2.57m，如遇管道、树根、大石块等可适当调整井点位置。

3.2 管井井点布置

采用管井点降水方法进行降水，降水深度为基础面以下1.00m，沿基础周围在保证不影响土建施工位置钻井，预留出安全距离。实际施工中，消力池末端要求水位最低，布置7眼降水井，距离消力坎最远8.00m，最近4.00m，间距8.50m；上部陡坡段布置3眼降水井，距下部陡坡段6.00m，间距15.00m；左右翼墙外侧各布置1眼降水井，距离翼墙底板2.00m，距离上下游两排降水井30.00m。降水井井深均为18.00m，井径600㎜，下入400㎜钢筋笼，总计布降水井12眼。排水管线通过翼墙底板外侧向下游进行排水，防止水流倒灌进基坑在下游修建一条围堰。

3.3 冲孔

由于本工程含水层土质基本是砂壤层、粉砂层，土质疏松适用高压水冲击成孔，成孔深度7.5m，井点成孔后立即下直径50mmPPR管防止塌孔。管底部距孔底0.5m，PPR管下端1m作为滤管，并加工成梅花状直径10mm的孔洞，外包2层尼龙密目网，用铁丝绑扎牢固后外层再包裹2层土工布以防堵管，井管要垂直居中，上口预留20cm。23根井点管全部下完后，在基坑周围布设110mmPVC总管，总管在每处井点位置安装三通，通过三通连接变径管件，由直径110mm变为直径50mm，变径完成后用带钢丝牛筋管连接井点管及总管，连接处用铁丝绑扎牢固防止漏气[1]。

3.4 抽气排水

真空泵与总管连通后，接通电源，即可进行试抽水，将水排入甲方指定位置并考虑降水的综合利用。排水过程中应检查井点管与总管连接处有无漏气、淤塞情况，出水是否正常，如有异常情况，应立即检修。随时观察出水口状况，出水规律为“先大后小，先浑后清”，如出水为清水则一切正常。排水过程中应保持连续不断抽水，现场配备放电机以防断电堵管，并对基坑周围进行沉降观测，如发现基坑边坡发生沉陷位移时及时采取防护措施。

4 井点降水排水再利用

随着经济的发展，机动车进入了城市普通居民家庭。据郑州市公安交通管理信息统计，截止2010年1月底郑州市区机动车保有量在58万辆左右。按市区的机动车平均每周清洗1次，参考成都市关于洗车用水定额的规定，轿车、微型客车、微型货车洗车用水定额从180L/辆·次，1年有效周设为50周，1年洗车用水量为 58×104×1×180×50=5.22×106m3/a。按郑州市特种行业用水10.1元/m3计，每年洗车用水成本为5272.2万元。如将该工程所排水用于洗车行业，整个降水工程周期内共排水50×5400=27×105m3，可洗车150万辆，节约自来水费用272.7万元，取得的经济效益和社会效益是非常可观的。井点降水除用于上述各领域之外，还可根据水质状况用于工业、农业、景观河道用水、市政杂用、居民区杂用等，在此不再详细叙述。

5 结语

根据黄水东调麻湾四干泄水闸设计图及施工现场实际情况，通过精确计算合理布置降水井点有效降低了地下水位，提高了基坑土体的承载力及稳定性，为泄水闸基础施工创造了开工条件，并缩短了工期，为全干渠沿线同类工程提供了参考依据。轻型井点降水施工简便、降水效果良好、工程造价较低，在鲁北滨海黄泛平原区同类水利工程中有广泛的应用价值。