水电站深基坑管井井点布置及降水方案

王宏仕

（安徽省驷马山引江工程管理处，安徽 和县 238251）

1 工程概要

1.1 工程特点

汤家墩排涝站位于安徽省郎溪县，为中型泵站，泵站装机5台250 kW的轴流泵，共1 250 kW。结构为下部墩墙，上部排架的温室型布置，由进水闸、前池、泵站主副厂房、汇水箱、穿堤箱涵、外河防洪闸等组成。

1.2 地质情况

第一层粉质壤土：厚度为1.0～2.2 m，高程为7.0～8.5 m，渗透系数为6.8×10-5 cm/s。

第二层中砂层：厚度为6.0～7.5 m，高程为0.0～1.5 m，渗透系数为3.0×10-3 cm/s。

第三层粗砂层：厚度为2.5～4.2 m，高程为-2.0～-3.0 m，渗透系数为3.5×10-2 cm/s。

第四层较薄的卵石层：厚度为0.5～1.0 m。

2 降水方案及井点布置

2.1 降水方案

站址位于郎川河左岸,为堤后式泵站，施工地势开阔低洼,一般地面高程为8.5～9.0 m。在汛后枯水季节破堤施工，施工期外河水位为9.0 m左右，第二年4月（汛前）完成主体工程施工。

压力箱涵基底高程为6.55 m，基底位置土质为粉质壤土，渗透性较小，采用明沟排水较为合适[1]。

泵房基础坐落于中砂层，土建基面高程为3.55 m，齿墙基础底高程为3.15 m。基坑开挖深度为5.0～5.5 m。持力层为中粗砂层，层厚大，透水性强，对基坑开挖极为不利。开挖基坑距离外河施工围堰距最近约35 m。若汛期外河水位上涨还会出现承压水，基坑易产生渗透破坏。为保证基坑干作业施工，需降水4～5 m。根据上述特点，宜选用无砂混凝土管井降水。

2.2 井点布置

根据计算抽水影响半径、基坑总涌水量、单井出水量等验算,当管井深度为11 m时，共布置5个排水井，即能满足基坑降水的要求[2]。降水井沿进水池、泵室及汇水箱基坑外围布置。分别在厂房基坑外两边布置2个降水井，汇水箱基坑两边布置2个降水井，进水池斜坡段泵轴线上布置一个降水井，中心距基坑边线不小于3 m，5个降水井控制范围约1 300 m2。

2.3 降水井主要参数

降水井成孔直径为600 mm，成孔深度为11 m，直径为40 cm，内径为30 cm。降水深度控制在建基面1 ～2.0 m以下，降水井深度确定为11 m，自然地面下1 m采用光管，其余为无砂混凝土管，最下面1 m为砂井，无砂管周围和底部包裹二层土工布，回填粗砂过滤层，光管周围用粘土封孔，底部回填50 ～100 cm碎石。

3 降水井施工

3.1 井位放样

根据施工图测出结构边线，按照设计的井位和井距测放井位，经三级测量复核后方可施工。

3.2 成孔

为避免钻孔过程中循环水将孔口冲塌，钻孔前在井口埋设钢板护筒，并用粘土将护筒外侧填实。

成孔采用锅锥法，泥浆护壁，成孔直径为600 cm，各孔均穿过卵石层打到红砂岩。

由于自然地面低于外河水位，导致中粗砂层透水量大，钻孔时为防止孔口溢水，先用挖掘机填筑井台，抬高井口高程。同时钻孔过程中，不断向井内注水，减小井内水位和外河水位差，以防止外河水位大量渗入，造成孔壁塌陷而成孔失败。实际成井尺寸及地质情况如表1、表2所示。

表1 井台高程、井底高程和井深统计表

表2 沉井现场地质情况统计表

3.3 安放、洗井

造孔完毕后，立即放入。管径40 cm，其中透水段用无砂砼管，其余用一般砼管。第一节管底加一木盖，用钢丝绳穿过两端用人拉住便于沉放，外先包二层土工布，以防细砂堵塞井壁。为保证在一条直线上，外壁绑上数根竹条，顺着竹条一节节往下放。安放完毕，随即在四周填上粗砂滤料、洗井。

4 抽水

4.1 水位控制

降水井水位的高低直接影响施工基坑地下水位高低，按照设计要求，汤家墩排涝站地下水位应控制在底板齿墙下1.0 m，即2.15 m高程以下。降水井水位控制标准是基坑内任意一点地下水位满足上述要求。

汤家墩排涝站施工期外河水位按5年一遇标准9.1 m设计控制，依据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）和抽水试验，各个降水井控制水位如下：1、2#井水位控制在1.0 m高程以下，3、4#井水位控,1.0～1.5，5#井水位控制在1.5 m高程以下。

4.2 抽水

洗井完成后进行排水，选用1.1 kW的潜水泵，扬程为22 m。为保证排水连续性，备用一台柴油发电机，每口井配两相液位自控器，起排和停机水位依设计予以控制。排水期间要有专人24 h值班并做好记录。

（1）管井降水设备简单，排水量大，对于渗透系数较大，地下水丰富的砂层降水效果明显，有效保证汤家墩排涝站基坑正常施工。

（2）钻孔时井台和井内水位高程要高于渗透水源高程，以防止外水渗透而引起砂层锻造孔坍塌。成孔要一次性完成，否则容易引起造孔困难。

（3）管井应成一处使用一处，以减少基坑渗水，便于下一个施工。

（4）洗井是非常重要的工序。下管填滤层后立即洗井，防止泥皮硬化，降低井内含砂量。洗井反复抽出泥水、再抽出，一次性洗净，否则影响降水效果。

（5）潜水泵出水管建议用硬塑管或消防专用水带。本工程发现，软管在水泵间歇式运行中因经常停机形成接头负压，泵管接头处极易损坏。

5 结语

有效降水是水利工程施工过程中的重点环节，基坑降水处理的好坏对整个工程产生重要影响，降水处理技术也是施工质量好坏的关键。该工程已投入运行，管井降水的成功运用，为今后类似工程设计和施工积累了经验