新建盐卡泵站深基坑深井降水施工技术研究

方喜林

(湖北华夏水利水电股份有限公司，湖北 荆州 434000)

在长江流域的平原湖区建设大型水利水电工程，为了保证基坑开挖边坡稳定和防止基坑承压水引起的突涌安全问题，在施工中根据工程的具体特点，经常采用明沟排水、轻型井点降水(真空井点排水、喷射井点排水、电渗井点排水)、管井降水等施工技术进行降水。排水方法的选择与土层构造、基坑形状、开挖深度、渗流量等都有密切关系，一般主要按其渗透量进行选择，管井排水法适用于渗透系数较大、地下水埋藏较浅(基坑低于地下水位)、颗粒较粗的砂砾及岩石裂隙发育的地层；轻型井点降水适用于开挖深度较大、渗透系数较小且土质又不好的地层。

在实际施工中，由于水利水电工程施工项目的独特性、地质情况的复杂性，降水设施施工质量和降水效果达不到设计要求时，影响施工总体进度计划和基坑开挖安全。本文通过对湖北省荆州市新建盐卡泵站工程降水施工分析，针对降水过程中出现的问题，制定相关施工技术措施，保证降水井运行后地下水位由29.12～31.01m降至设计开挖高程19.00m以下0.5～1m的安全水位，满足开挖条件和干地施工，确保工程施工安全和施工进度。

1 工程概况

新建盐卡泵站位于荆州市城区，位于荆江大堤桩号745+740处堤内侧，承担荆州市沙市区城区排涝任务，将城市涝水抽排至长江沙市河湾下段。泵站排区主要为沙市区南北渠以西区域，主要涉及沙市城区、荆州开发区、沙市农场、岑河镇、锣场镇，总面积190.2km2，设计排涝流量为55m3/s。泵站主要建筑物有主泵房、安装间、副厂房、变电站、拦污栅(桥)、进水前池、引渠、出口箱涵及出水渠等；工程为Ⅱ等大(2)型工程，防洪闸、穿堤建筑物为1级建筑物，其余主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。工程主泵房基坑采用大放坡明挖法进行开挖，最大开挖深度达到13.1m。

工程区位于汉江平原西南部，属长江一级阶地，地势总体较平坦，地面高程32～46m。区内水系发育，河渠纵横，湖泊众多，地表水资源丰富，河流总体流向自西北向东南，水体经人工河道，向长江排泄。

主泵房基坑开挖区孔隙承压含水层埋深约13～16m，经钻孔实测，承压稳定水位为29.12～31.01m，远高于基坑开挖的底部高程(设计开挖高程19.00m)。基坑底部土层发生突涌的临界厚度为7.58m，而设计基础开挖后的黏性土层最小厚度只有不足5m，基础开挖后存在基坑突涌问题，为确保基坑开挖的安全和干地施工，基坑开挖选择枯水季节进行，同时采取降水措施和基坑支护措施。

按照设计文件《施工降水布置图》及相关技术标准，项目部编制了盐卡泵站深基坑开挖专项施工方案，设计降水方案采用深井降水为主、明沟排水为辅的方式，降水井为非完整井，抽出的水汇入总管后排入附近的渠道，基坑范围较大，井管布置位置离基坑中心点最远达45m,开挖时结合明沟集水井明排水，基坑井点位置布置见图1，泵房基坑施工降水横剖面见图2。

图1 基坑井点位置布置 (尺寸单位：cm)

图2 泵房基坑施工降水横剖面 (尺寸单位：cm)

2 降水井施工和抽水试验

按照盐卡泵站深基坑开挖专项施工方案、设计图纸和相关技术标准进行降水井施工。降水井施工前先进行试验井施工，并进行抽水试验，形成试验报告上报，以复核各项参数。抽水试验的稳定延续时间为6～8h，管井出水量和动水位应按稳定值确定，抽水试验结束前，对抽出井水的含沙量进行测定，测定含沙量的体积比小于1/100000。

在试验井完成后进行全部降水井施工，施工降水井布置在基坑马道(高程26.0m)位置，井点间距10m。基坑开挖前施工降水井，管长约26m，采用钢管，降水井施工从原始地面钻孔，钻孔钻进用套管护壁，有效孔径不小于0.65m。井管直径0.315m，实管段长18m，滤管长度7m，沉沙管长度1m，滤管管壁上孔眼直径25mm，间距25～45mm，梅花形布置，孔隙率不小于20%，管壁包两层滤网，内层、外层网眼采用30～60孔/cm2，滤网外再缠绕一层粗铁丝保护滤网，井管底部焊接封底。孔壁与井管之间下部回填反滤料，上部回填黏土球封口。回填反滤砂为冲洗干净的粗砂，粒径1～1.5mm；回填黏土为粒径1～2cm的黏土球。降水井详细构造见图3。

图3 降水井详细构造 (尺寸单位：cm)

2019年7月降水井全部施工完成后进行全部降水井启动试验，以检验降水效果是否满足基坑开挖降水要求，一是检查各单口井出水量是否稳定；二是每天24小时连续观测28号井(为基坑布置图中最低点的一口井)内水位降幅。连续7天对管井出水量和28号观测井进行监测，发现个别降水井出水量小，总体的降水达不到设计要求高程，28号观测井内的水位降到高程19.38m左右就不再下降，不能满足基坑开挖最低水位要求(见表1)。

表1 2019年7月降水井试运行检查情况

3 原因分析和施工措施

为保证基坑开挖安全和施工进度，经对在试抽水中发现的问题进行检测和分析，引起降水不能达到设计高程的主要原因有以下几个方面：一是施工过程控制不到位，洗井搁置时间长，每口井成井结束后连续抽水时间少于3天，水井没有抽通，引起出水量低；二是设备安装过程控制不到位，水泵下放不到位，半空抽水；三是水泵出水量与井的渗水量不匹配，水泵功率过小，不能满足渗水量和降深要求。

针对以上原因项目部认真进行了研究，制定了施工处理措施：一是出水量小的进行重新洗井抽水；二是水泵没有放到位的重新进行水泵安装；三是根据前期试验各降水井内水位情况，对井内水位较高出水量大的管井换大功率水泵，现场试验调配，使单井水位降至最低，有效降低漏斗形成水位弧线的最高点，对不符合要求深井泵全部进行功率调整更换。

4 整改后降水效果

通过上述施工措施进行整改后，项目部再次对全部降水井进行了联合启动试验，观测出水量和降水效果，在7天后28号观测井内的水位降至18.37m，并在24小时内稳定不变化，满足基坑开挖地下水位高程要求，为保证干地施工和基坑开挖安全创造了良好的施工条件。

在基坑开挖前20天开始抽水，以满足预抽水时间，保证降水效果，2019年长江枯水期盐卡泵站基坑30天内完成土方开挖，开挖后基坑边坡稳定，底部没有出现渗水和积水现象，降水井的合理运用对保证后续施工项目的有序实施起到了决定性的作用。

5 结 语

在深基坑开挖作业中，工程建设单位要从整体安排施工降水井作业，运用抽水试验结果，优化降水方案，在实际施工中保证降水井按需抽水，对基坑周围建筑物布设观测点和回灌井，及时监测坑内外水位和沉降量，发现沉降量达到预警值时，及时实施回灌措施，在施工中及时对基坑的支护情况、土方开挖情况、排水情况等进行监测作业，保证工程各个施工环节之间的紧密联系，本工程深基坑深井降水，保证了工程施工安全，取得了较好的经济效益和社会效益。