管井降水在某車站施工中的應(yīng)用

□張風(fēng)彩（河南省工程咨詢中心）

1.工程概況

某車站為地下二層車站，地下一層為站廳層，地下二層為站臺(tái)層。車站外包總長(zhǎng)180m，標(biāo)準(zhǔn)段外包寬度18.5m，標(biāo)準(zhǔn)段外包總高12.56m，車站中心底板埋深14.66m，車站總建筑面積為8575.5m2。車站共設(shè)置4個(gè)出入口和2組風(fēng)亭，出入口寬5m。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用大放坡網(wǎng)噴混凝土，基坑開挖分三級(jí)邊坡，第一級(jí)坡度為1∶1.324-1∶1.235，第二級(jí)坡度為1∶1.3，第三級(jí)坡度為1∶1.275，中間設(shè)2.0m寬放坡平臺(tái)。

2.場(chǎng)地水文地質(zhì)條件

2.1 淺層地下水位動(dòng)態(tài)變化規(guī)律

2.1.1 孔隙潛水

工程場(chǎng)地孔隙潛水主要接受大氣降水入滲、地下徑流、河流下滲等方式補(bǔ)給，以蒸發(fā)、地下徑流、人工開采（抽水灌溉）等方式排泄。其天然動(dòng)態(tài)類型屬滲入－蒸發(fā)、徑流型；其水位年動(dòng)態(tài)變化規(guī)律一般為：7-11月份水位較高，其它月份相對(duì)較低，年變化幅度一般為1.5～2.0m。

2.1.2 承壓水

承壓水主要接受地下徑流補(bǔ)給，以地下徑流、人工開采為主要排泄方式。承壓含水層與其上覆孔隙潛水含水層之間只有粉質(zhì)粘土相對(duì)隔水層，且厚度有限，兩層地下水之間水力聯(lián)系密切，其水位年動(dòng)態(tài)變化規(guī)律與上覆孔隙潛水類似，年變化幅度一般為1.5～2.0m。

2.2 歷年最高水位

其歷年最高水位高程84.0m。

2.3 主要水文地質(zhì)參數(shù)

承壓水含水層（(7-1)粉砂、（8-1）細(xì)砂、（10-2）層細(xì)砂）綜合滲透系數(shù)K可取8.0m/d。結(jié)合區(qū)域水文地質(zhì)資料，綜合考慮本場(chǎng)地的承壓水頭高度為12.0m，其對(duì)應(yīng)高程為82.66m。

2.4 場(chǎng)地水文地質(zhì)條件

基坑降水井設(shè)計(jì)深度擬控制在基坑范圍內(nèi)22～25m深位置的粉質(zhì)粘土相對(duì)隔水層上，本場(chǎng)地承壓水水頭標(biāo)高按83m。

2.5 降水目標(biāo)

本工程開挖深度14.66m,基坑降水后水位應(yīng)控制在15.66-16.66m。

2.6 基坑涌水量估算

基坑涌水量計(jì)算采用坑內(nèi)坑外布井的方式進(jìn)行計(jì)算。

基坑涌水量按“大井”法承壓完整井公式計(jì)算：

式中：Q—基坑降水出水量（m3/d）；k—導(dǎo)水系數(shù)，按降水經(jīng)驗(yàn)，取8m/d；M—含水層厚度，按地質(zhì)資料，取6.6m；S—基坑中心水位降，按上述抗突涌驗(yàn)算，取S=15m；R—降水期間影響半徑，取R=100m；γ0—大井圓概化半徑，矩形基坑取γ0＝0.29(a+b)＝68.95m。

計(jì)算結(jié)果：按此參數(shù)估算本基坑涌水量預(yù)計(jì)為Q＝13500T/D。

2.7 基坑降水井?dāng)?shù)目確定

根據(jù)砂層中的地下水顆粒特征、含水層滲透性能，本場(chǎng)地基坑降水井單井抽水量設(shè)計(jì)為20T/h，由此可知所需的降水井?dāng)?shù)目為：

2.8 降水井規(guī)格

降水井孔徑為550mm，管徑250mm，孔深22.0-27.0m（降水井孔口標(biāo)高為根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況高于現(xiàn)地面0.30-0.50m），單井出水量均能達(dá)到20t/h。

2.9 水位觀測(cè)井設(shè)計(jì)

本次基坑降水設(shè)計(jì)4口觀測(cè)井，分布于基坑內(nèi)外，兼作備用降水井，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同降水井。本次共設(shè)置30口降水井，觀測(cè)井4口，降水井、觀測(cè)井主要沿基坑邊布置。降水井采用清水鉆進(jìn)，沖擊成孔。

3.降水管井施工技術(shù)要求

3.1 鉆探

測(cè)放降水井位，觀測(cè)井位要準(zhǔn)確，誤差≯±10cm。鉆機(jī)就位后，要求安裝平穩(wěn)，開孔圓、正、直，成井傾斜度≯1%，孔斜不得超過1.5°。保證孔壁的穩(wěn)定，減少對(duì)含水層滲透性和水質(zhì)的影響；提高鉆進(jìn)效率，減少孔底沉渣厚度。井管安裝前檢查成井的圓度和深度，井身直徑≮設(shè)計(jì)值的20mm，孔底沉淀物必須沖洗徹底。管底部1.0m為沉淀管，中間12.0-17.0m為過濾管，上部8.0為實(shí)管至井口。井管采用250mm×4mm卷管和包網(wǎng)填礫過濾管，填礫規(guī)格為2-4mm硅質(zhì)圓礫。對(duì)于觀測(cè)井除成孔要求同上外，其成孔后質(zhì)量要求對(duì)水位的變化靈敏，以確保水位測(cè)量的準(zhǔn)確性。

3.2 井（孔）管安裝

檢查井（孔）管質(zhì)量要求，下管前，測(cè)量孔深，孔徑使井（孔）管安裝符合設(shè)計(jì)要求。為減少井（孔）管安裝時(shí)間，應(yīng)先在附近地面將每節(jié)井（孔）過濾器包扎好，然后用吊車吊裝，在孔口再次焊接入孔。為確保井（孔）管在入孔后位于鉆孔中心，使井（孔）管與孔壁間的環(huán)形間距厚度均勻，在過濾器與花管部分，每間隔5m，在上部無孔管部分每間隔10m設(shè)置扶中器。

3.3 填礫與管外封閉

井（孔）管安裝并符合設(shè)計(jì)要求后，及時(shí)進(jìn)行填礫施工，施工時(shí)應(yīng)向井管內(nèi)送入清水，使孔內(nèi)泥漿稀釋，比重接近1.05后，投入濾料，填礫規(guī)格為2～4mm硅質(zhì)圓礫。不含泥土和雜物，濾料不少于計(jì)算量的95%。礫料和粘土，應(yīng)一次填筑完成，盡可能縮短填筑時(shí)間。填礫時(shí)，礫料應(yīng)沿井（孔）管四周均勻連續(xù)填入，隨填隨測(cè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)填入量及深度與計(jì)算有較大出入時(shí)，應(yīng)及時(shí)找出原因并排除。礫料填筑到設(shè)計(jì)深度后，再填入粘土球（填入高度≥2.0m）

3.4 洗井

當(dāng)井（孔）管安裝與填筑礫料、粘土封井完成后，應(yīng)及時(shí)洗井。

3.5 排水含砂量要求

抽排水的含砂量應(yīng)符合JGJ/T111-98規(guī)范中前30min含砂率<1/50000的規(guī)定，保證長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)含砂量<1/105。潛水電泵采用揚(yáng)程≮40m，流量≮20t/h，泵體最大外徑≯200mm。

3.6 降水施工及運(yùn)行注意事項(xiàng)：

確保供電不中斷，若中斷必須在20min內(nèi)保證供電。確保設(shè)備正常運(yùn)行，必要時(shí)應(yīng)備用水泵1～2臺(tái)套。必須按操作規(guī)程對(duì)設(shè)備安裝拆卸，建立使用報(bào)表。在降水維護(hù)階段，必須24h值班，及時(shí)了解水位變化情況，值班人員每臺(tái)班測(cè)水位2～3次（遇特殊情況時(shí)加密觀測(cè)次數(shù)），每泵抽水量1～2次。觀察出水量、水位是否有持續(xù)上升或下降的變化趨勢(shì)，抽水井動(dòng)水位波動(dòng)值不超過水位降深1%，空壓機(jī)抽水水位波動(dòng)值不超過10～20cm，出水量波動(dòng)值不超過正常出水量的5%。

3.7 保證措施

一是，組織保證措施：建立崗位責(zé)任制和質(zhì)量監(jiān)督制，明確分工責(zé)任，落實(shí)施工質(zhì)量控制責(zé)任，各崗位各行其職。二是，技術(shù)保證措施：選擇信譽(yù)良好，材料質(zhì)量穩(wěn)定的合格供應(yīng)商。材料進(jìn)場(chǎng)后按要求做好復(fù)檢工作，復(fù)試合格后才允許使用。安裝井點(diǎn)質(zhì)量是降水效果能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的前提條件，嚴(yán)格控制成孔直徑、深度、濾料投入量等。三是，經(jīng)濟(jì)保證措施：建立獎(jiǎng)罰制度。對(duì)施工質(zhì)量?jī)?yōu)秀的人員給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)，激勵(lì)他們?cè)诠ぷ髦惺冀K把質(zhì)量放在首位，使他們?cè)俳釉賲?，把工程質(zhì)量干得更好。對(duì)施工質(zhì)量低劣的人員給予懲罰，嚴(yán)重的予以除名。

3.8 安全措施

在鉆井施工過程中，在鉆機(jī)旁設(shè)泥漿池，沉泥池要定時(shí)清理，防止泥漿流入排水溝及下水管道。鉆井施工時(shí)鉆機(jī)旁要有專人看守值班，防止意外事故發(fā)生。在降水過程中，要有專人看守值班。若井內(nèi)水量較小，防止?jié)撍酶沙榘l(fā)生事故。鉆井及降水停止施工時(shí)，要拉閘斷電。井點(diǎn)使用時(shí)，各井點(diǎn)盡可能同時(shí)工作，使水位差控制在同一面上，基本保證土層中裂隙水不進(jìn)入基坑內(nèi)，基坑邊坡上排水溝應(yīng)達(dá)到防水效果。在降水過程中應(yīng)保證連續(xù)供電，現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)專用線路，專用配電箱，采用雙線路并經(jīng)常檢查線路有無磨損、漏電情況，發(fā)現(xiàn)電纜有破壞應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)，或更換電纜?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)專人24h看護(hù)，經(jīng)常巡視每個(gè)水泵，檢查水位變化情況，水位是否低于水泵龍頭，水泵是否工作正常，防止燒壞電機(jī)。