提高水闸基坑井点降水效果的措施研究

2021-01-15李京辉

水利建设与管理 2020年12期

洪飞洪潮李京辉

(中交水利水电建设有限公司，浙江宁波 315200)

对于大多数水利工程而言，为了保证工程施工安全，需要在工程外围筑造围堰保持干地施工。而若要保持干地施工常常需要进行基坑地下水的抽排工作，施工中根据工程的具体特点，常采用明沟排水、井点降水、管井降水等降水工艺。对于水闸工程施工，一般基坑开挖的深度不深，井点降水被广泛采用，然而因为每个工程的独特性，实际施工中，很难一次性保证降水的效果，往往降水持续时间较长，影响到了工程的整体进度及效益。本文以横沙东滩(八期)5号水闸基坑降水为例，分析了影响井点降水效果的原因，并针对主要原因，采取了相应措施，成功且较快速地降低了基坑的地下水位，保证了基坑开挖的进度，缩短了降水时间，提高了工程效益。

1 工程概况

横沙东滩(八期)5号水闸工程，位于上海市崇明区横沙岛东边长江入海口处，主要由闸室、空箱、内外河消力池、内外河翼墙以及内外河海漫段等组成，工程主体结构基坑开挖采用放坡开挖的明挖法，基坑最大开挖深度达到2.80m。

工程北临长江口，地下水位高，且受潮汐影响变化较大，围堰内现状地面标高约为0.00m，地下水位约为-0.50m，地基土壤以淤泥粉砂状土为主，渗透系数较大。为保证干地施工，确保基坑开挖的安全，在基坑开挖前，必须对基坑采取降水措施。

项目部综合考虑，编制了专项施工方案，方案采用以轻型井点降水为主、管井降水为辅的方式，以降低基坑地下水位，基坑初步设计的井点位置布置见图1。

图1 井点位置布置

2 问题产生

按照专项方案，布置井点进行试抽水作业后，通过对管井降水量及观测井地下水位高程的观察，发现降水效果不明显，坑底降水缓慢，降水的速度不能满足工程进度的要求。

工程地处岛屿，交通不便，且不具备外接电条件，故配备了一台250kW的柴油发电机供降水作业。因基坑降水需不间断24小时连续进行，每天的井点降水发电成本高，若不能保证较快速地降低基坑地下水位，将导致降水时间延长，仅自发电这部分就将产生较大成本费用，严重影响工程施工效益。

3 现状调查

在井点降水施工作业完毕，并对降水管路进行组网调试完毕后，项目部决定对井点降水进行5天试抽水作业，并对若干个井点的出水量进行了统计，另外通过观察井对地下水位的变化情况进行观测统计，见图2。

图2 井点出水量及观察井水位变化统计

从图2可以发现，虽然井点每天的排水量较大，但从观察井的水位变化来看，观察井的水位变化较小，地下水仍保持在较高水位，不能满足基坑开挖的需要。

4 原因分析

为保证井点降水效果、基坑开挖的安全和施工进度，结合本工程的施工特点，对影响井点降水效果的原因进行了深入的探讨和分析，分析得出了影响降水效果的各种影响因素，并绘制了鱼刺因果图，见图3。

图3 鱼刺因果

针对鱼刺因果分析图中列出的13个末端原因(见表1)，通过现场测量、试验和调查分析等方式以及对问题症结影响程度进行判断，确认出3个要因，即施工人员责任心差、回填砂含泥量及砂粒径不满足要求、潮汐影响。

表1 要因确认

5 对策制定与实施

根据确认的3条主要因素，通过对周边工程实地考察，进行了认真的梳理和研究，并邀请相关方面专家寻求指导意见。结合本工程特点，针对主要的影响降水效果的因素，制定了相应的对策，见表2。

表2 对应对策

5.1 针对责任心差

针对责任心差，为了加强管理，针对产生的原因，研讨了相应措施方法，制定了奖罚制度、考勤制度等相关针对制度，通过签订质量责任书、签发施工技术交底、组织施工技术交流会等措施，强化管理人员责任心，提高工程建设质量。

5.2 针对回填砂含泥量及粒径不合格

针对回填砂含泥量及粒径不合格问题，采用以下四项措施予以解决：ⓐ通过查漏补缺，对于缺少的制度，进行订立补全，建立健全材料进场验收制度；ⓑ对于私自进场材料或进场材料未检即用的，加大处罚力度；ⓒ严格落实人员检验，做到检验有记录、台账有统计；ⓓ加大人员旁站监督力度，增派技术人员力量，做到有施工就有旁站监督人员。

5.3 针对潮汐影响

针对工程地处长江入海口、土壤渗透系数较大、地下水位受潮汐影响变化大等因素，通过采取以下三项措施减小潮汐对于地下水位的影响，保证降水效果：ⓐ统计地下水位受潮汐影响的规律，研判影响的程度；ⓑ重新复核方案井点布置的降水效果，考虑跟随开挖进度，采取分级降水的方法；ⓒ对于开挖过程中存在的出水量较大位置，加大井点的密度，并适时增打管井降水。

6 实施后基坑降水效果

采取上述系列措施后，现场对于管井井点的出水量和观察井水位进行了统计，见图4，基坑降水后开挖完成的情况见图5。

图4 井点出水量及观察井水位变化统计

图5 基坑降水后开挖完成情况

从图4可知，管井出水量明显较措施实施前有了较大增大，且水位降幅明显。采取措施后第8天项目部进行了基坑的试挖，没有出现积水及渗水情况，项目部按计划继续抽水7天后正式进行了基坑的大范围开挖，开挖过程顺利，从图5明显可看到基坑未出现积水及漏水情况，按照进度计划完成了基坑的开挖工作，对于保证后续工序的按期实施，起到了重要保证作用。