引江济淮工程菜巢线枞阳引江枢纽泵站基坑降水方案及实施

2022-01-01钱勇生

治淮 2022年9期

钱勇生

一、基坑降水方案

菜巢线枞阳引江枢纽（0+000～5+906）是引江济淮工程两大引江口门之一。其枢纽泵站基坑与外界（长江、菜子湖）水源连通、开挖较深（-7.53～-9.0m）、基坑底部距离细砂、砂壤土（）层、局部夹粗砂、小砾石（）层、粗砂夹砾石（）层的承压水透水层较近，部分位置承压水透水层出露，存在基坑突涌问题。根据基坑的地质特点及外界水源连通的实际情况，确定采用截断外界水源的水泥土截渗墙（厚80cm）+坑内疏干井、坑外降压井的深井降水方案。

二、深井降水设计

基坑外围距离水泥土截渗墙8m 布置环形26 口降压（水）井，为降低上下游引渠地下水位，在泵室上、下游各加密布置3 口深井，共32 口。其▽4.5m 地面作为深井施工操作平台，基坑开挖过程逐步拆除井管，一直开挖至▽1.00m 左右，深井埋深21m，井底▽-20.00m。

根据施工现场情况和施工要求，降水深度取10.03m，则深井埋深值为21m；含水层厚度取19.63m，降水深度取10.03m，基坑等效半径为91.42m，细砂渗透系数为0.133m/d，抽水影响半径为32.1m，则承压—潜水完整井的基坑涌水量为1331m3/d；单井出水量为51.7m3/d，深井间距为20.25m。

三、井点设置与运行

（一）深井施工流程

深井降水施工工艺流程：井点测量定位→挖井口→钻机就位→钻孔→吊放井管→回填井管与孔壁间的沙砾过滤层→洗井→井管内下设水泵、安装抽水控制电路→试抽水→降水井正常工作→降水完毕拔井管→封井。

1.钻机就位

钻机等设备的吊运与安装由专人负责，持证上岗，按“三点一线”桩机就位，即钻杆中心、转盘中心、桩孔中心垂直同心一线，安装偏差≤10mm，确保钻孔的垂直度。安装的钻机底座稳固，钻进中平稳无位移，成孔或灌注施工前先试运转，保证中途无机械故障。

2.钻进成孔

（1）管井成孔直径900mm，确保冲洗液正常循环，要求循环池、沉淀池容量分别大于12m3、8m3，布置的循环槽的坡度1∶100左右。施工前先试成孔，开孔钻进先轻压、慢钻，状态正常后，逐渐加大转速和钻压并控制泵量。

（2）钻孔时采取减压钻进，在孔底承受的钻压不超出钻锥和压重块的重力之和，扣除浮力后的80%情况下，钻杆能竖直平稳旋转，避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象，同时钻孔连续作业，停钻时防止坍孔埋钻（钻头提离孔底大于5m）。

（3）钻孔达设计深度时清孔提钻，输入适合的比重泥浆循环清孔（钻头提离孔底15～20cm），使孔内换输的新鲜泥浆含砂量逐渐稳定至不沉淀为度。

3.下管、填滤料和洗井

（1）下管：利用钻机动力头下管和其预制混凝土底座，热沥青作为井管接头处粘合剂，再围2～3圈涂热沥青的麻布（宽20cm），竖向用铅丝绑扎数道长竹片箍紧，滤管外包2 层80 目尼龙网布逐节组装下沉。

（2）填滤料：在全部下沉的井管管壁与孔壁间填粗砂过滤料，半径为5～10mm，从四周慢慢围填并用钢筋捣实至井管透水管上口高程，然后回填粘土封闭至地面。

（3）洗井：排污泵或清水泵洗井，以排出护壁泥浆，疏通水路。洗井时间大于4 小时，以井内抽出的水清澈为标准，肉眼感官无混浊和可见颗粒。

（4）排水：基坑周边铺设坡度为5‰主干集水管，各井抽出的水集中排走，集水管管道需连结牢固不漏水，确保边坡稳定。

4.降水泵安装

对于需抽降排水疏干的管井，按一井一泵下置潜水泵，水泵排水量应大于单口井最大涌水量，其最小扬程不小于井深，先进行试抽运转排水，检查潜水泵、排水管路、电器安装设备，试运行良好即可开始连续降水，并定期观察记录水位、流量变化，观察周边边坡、建筑物等参照状况，及时汇总并调整，掌握管井疏、降、排、渗降水全过程动态。

（二）井管结构及保护措施

1.井管结构

不透水管及沉淀管的内径为0.4m，壁厚50mm，混凝土强度C20。管径与不透水管一致的无砂混凝土管作为透水过滤管，水泥与砾石比约为1 ∶5，砾石直径为5～10mm，孔隙率为15%～20%，滤管外包2 层80 目尼龙网布，抗压强度为不小于15MPa两种管型，预制长度均为1.0m，而透水滤管两端0.1m，需预制成不透水混凝土。

2.井管保护措施

（1）基坑施工各种机械交叉作业，合理避开降水井设备及管线，坑内每口井孔位定位、高程正确，标志醒目并避开设计的桩位，抽水管线增设护套、上铺钢板、深埋措施；降水井周边土方开挖均匀对称逐步开挖，周边0.50m 范围内预留土人工开挖，防止机械碰撞降水井及开挖不均产生挤压损坏井管现象。

（2）井管周边渗水或承压水涌出，可在井管周边反压回填，捣实管壁松动土体或换填混凝土，加大周边降水井抽排力度，降低承压水水头。

（三）深井降水及封井

1.降水跟踪观测。基坑开挖前应提前20 天进行降水，确保基坑各分层开挖面无明水。钻造深井的同时，在基坑内外埋设测压管。深井管理人员自深井启用后跟踪自控记录，每日记载天气情况，定期观测河内水位，掌握深井水位和相应的测压管水位，及时调整深井水位自动控制触点高程，保证基坑承压水位不超限，每旬定期检测深井出水的含砂量及深井系统的总涌水量并做好记录。

2.井内水位控制。基坑内井点应同时抽水，使水位差控制在要求范围内，并防止排出的地下水回渗而流入基坑。利用降水井进行地下水位观测，降水期间每天观测1～2 次。每日观测水位变化异常迹象，应及时分析原因，查找渗漏点。

3.检查维护。降水运营期间定期检查和维护，管井口绑扎封闭杜绝杂物进入保证抽水效果，保证地面人员安全，按事先规定的观测频率和精度对地下水层进行监测记录，观察出水量变化做好定期洗井安排，确保降水井的功效。

4.封井要点。降水完成后，须对降水井进行有效封闭，封闭原则为“以砂还砂，以土还土”。水泵提出投料前水位降至最低，先把上部三节井管提出，将滤料捣至井内，或用挖掘机将上部三节井管和滤料一并挖除，然后向井内回填粘土，回填至孔口以下3m 左右时，静置一天后，抽除积水，人工回填粘土并夯实，最后在孔口处浇筑2m 的C25 混凝土。所有降水井均应根据基坑开挖和底板施工进度，逐步封井并做好预设降水井以防基坑突涌发生。