船閘施工中深井降水施工技術(shù)

楊永祥

（湖北省航道工程公司，湖北 武漢430000）

0 引言

引江濟(jì)漢工程是一條引長(zhǎng)江水到漢江的特大型干渠，是南水北調(diào)中線一期工程的一個(gè)組成部分。從長(zhǎng)江上荊江河段引水到漢江興隆河段，地跨荊州、荊門、潛江三市。高石碑船閘為引江濟(jì)漢通航工程出口船閘，位于潛江市高石碑鎮(zhèn)。船閘為Ⅲ級(jí)船閘，1000噸級(jí)單線單級(jí)船閘，設(shè)計(jì)船隊(duì)為2×1000t級(jí)（雙排單列、頂推），船隊(duì)尺度為160×10.8×2.0m(長(zhǎng)×寬×吃水)，平面布置為反對(duì)稱式，曲線進(jìn)閘、直線出閘，上靠船墩至下游靠船墩間工程總長(zhǎng)度1210m。

1 深井降水施工技術(shù)

漢江地區(qū)每年7～10月份為主汛期，11月～次年4月為工程區(qū)內(nèi)的枯水期。高石碑船閘場(chǎng)地主要有兩個(gè)含水層組，上部為第四系全新統(tǒng)細(xì)砂孔隙潛水含水組，下部為第四系全新統(tǒng)～上更新統(tǒng)、砂礫石孔隙承壓水含水層組?？紫冻袎核x存于細(xì)砂、中砂和圓礫層中，埋藏于相對(duì)隔水的粘土層之下，含水層厚度70m左右，含水量豐富。

1.1 抽水井及觀測(cè)井的設(shè)計(jì)與布置

通過(guò)抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理和專家論證意見(jiàn)，確定深井降水實(shí)施性方案的設(shè)計(jì)參數(shù)取值如下：

影響半徑 R=300m

含水層厚度 M=70m

1.2 抽水井與觀測(cè)井的布置

本著安全、有效、留有余地的原則，使用天漢降水軟件對(duì)一期基坑深井降水方案進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算。根據(jù)計(jì)算，一期基坑降水共布置86口井（其中包括3口試驗(yàn)井、4口觀測(cè)井），降水井內(nèi)置100t潛水泵，3口試驗(yàn)井內(nèi)置80t潛水泵。降水井設(shè)計(jì)深度為25m左右，濾水管外側(cè)焊接8根Φ6帶肋鋼筋,再按要求包裹一層鋼板網(wǎng)，鋼板網(wǎng)外側(cè)為3層60目紗網(wǎng)，紗網(wǎng)用鐵絲固定牢靠。井管采用325mm鋼管，降水井成孔直徑600mm（三口試驗(yàn)井管徑為250mm，成孔直徑500mm），井管與孔之間間隙內(nèi)下部填充10~11m礫石，上部15m空隙填充粘土球。

1.3 成井工藝

測(cè)放井位：根據(jù)降水井平面布置圖測(cè)放井位，如果現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中遇到障礙或受到施工條件的影響現(xiàn)場(chǎng)可做適當(dāng)調(diào)整。

埋設(shè)護(hù)口管：護(hù)口管底口插入原狀土層中，管外用粘性土填實(shí)封嚴(yán)，防止施工時(shí)管外返水，護(hù)口管上部應(yīng)高出地面0.30m。

安裝鉆機(jī)：機(jī)臺(tái)安裝穩(wěn)固水平，大鉤對(duì)準(zhǔn)孔中心，吊鉤鉤、轉(zhuǎn)盤與孔的中心三點(diǎn)成一垂線。

滿足結(jié)合律和分配率的運(yùn)算符號(hào)函數(shù)π,可以選取為多邊矩陣?本身，此運(yùn)算與矩陣的階數(shù)沒(méi)有限制，而求最小值運(yùn)算對(duì)矩陣的階數(shù)是有限制的，要求相應(yīng)的矩陣階數(shù)相同，即可以進(jìn)行疊合運(yùn)算。但是在結(jié)果張量矩陣不能進(jìn)行對(duì)應(yīng)元素的疊合運(yùn)算時(shí)，可以取運(yùn)算符號(hào)函數(shù)π,為?，即多邊矩陣?的最小值，所有數(shù)值是可以進(jìn)行加法運(yùn)算的。

成孔：降水井開(kāi)孔孔徑為Φ600mm，一徑到底，鉆孔施工達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，宜多鉆0.3～0.5m，做好鉆探施工描述記錄。在鉆進(jìn)過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)實(shí)際地質(zhì)情況與勘察時(shí)提供的資料不一致時(shí)及時(shí)通知監(jiān)理，并對(duì)井的結(jié)構(gòu)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，確保濾水管的安放位置能夠有效的進(jìn)水。鉆進(jìn)開(kāi)孔時(shí)應(yīng)吊緊大鉤鋼絲繩，鉆進(jìn)過(guò)程中要確保鉆機(jī)的水平，以保證沖擊鉆桿的垂直度。

下井管：井管進(jìn)場(chǎng)后，檢查是否符合設(shè)計(jì)要求。下管前測(cè)量孔深，孔深符合設(shè)計(jì)要求后，開(kāi)始下井管，對(duì)準(zhǔn)孔中心，以保證濾水管能居中，井管實(shí)管處焊接要牢固、垂直、不透水，下到設(shè)計(jì)深度后，井口固定居中。

填礫：填礫前用測(cè)繩測(cè)量井管內(nèi)外的深度，兩者的深度值均不能淺于沉淀管的深度以上50cm。填礫過(guò)程中隨填隨測(cè)礫料的高度。填礫工序連續(xù)進(jìn)行，不得中途終止，直至礫料下入預(yù)定位置為止。最終投入濾料量不少于計(jì)算量的95%。

井口封閉：采用粘性土封孔，為防止圍填時(shí)產(chǎn)生“架橋”現(xiàn)象，圍填前需將粘土搗碎（粒徑小于3cm為宜）后填入。圍填時(shí)應(yīng)控制下入速度及數(shù)量，沿著井管周圍按“少放慢下”的原則圍填，然后在井口管外做好封閉工作。

洗井：洗井過(guò)程中，保持清水從套筒內(nèi)灌入成井孔內(nèi)，保持孔壁無(wú)泥漿，確保含水層的孔隙。

安泵試抽：成井施工結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)下入潛水泵，鋪設(shè)排水管道、電纜等，電纜與管道設(shè)置標(biāo)示，避免隨壞。抽水與排水系統(tǒng)安裝完畢，即可開(kāi)始試抽水。對(duì)抽水效果進(jìn)行逐井驗(yàn)收：不合要求的重新施工，待抽水量滿足100m3/h以及含沙量不大于五萬(wàn)分之一標(biāo)準(zhǔn)后方可移機(jī)施工新井。

降水井抽水管道架設(shè)：基坑開(kāi)挖2～3m后，開(kāi)始進(jìn)行抽水管道的架設(shè)，抽水管從井口標(biāo)高向坡頂架設(shè)至基坑周邊排水管，根據(jù)抽水管長(zhǎng)度，中間設(shè)置Φ48mm鋼管支撐，鋼管支撐和抽水管之間采用鋼扣件連接固定。

1.4 降水井運(yùn)行

1.4.1 試抽水

施工完一口井即投入試運(yùn)行一口，及時(shí)抽通水井，確保井的出水量。試運(yùn)行之前，測(cè)定各井口和地面標(biāo)高、靜止水位，然后開(kāi)始試運(yùn)行，以檢查抽水設(shè)備、抽水與排水系統(tǒng)能否滿足降水要求。

安裝前對(duì)泵體和控制系統(tǒng)作一次全面細(xì)致的檢查，檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向、各部位連接螺栓是否擰緊、潤(rùn)滑油是否足、電纜接頭的封口有無(wú)松動(dòng)、電纜線有無(wú)破損等情況，然后在地面上轉(zhuǎn)1min左右，如無(wú)問(wèn)題，方投入使用。

1.4.2 降水運(yùn)行

基坑內(nèi)的降水井在基坑開(kāi)挖前十天進(jìn)行，做到及時(shí)降低基坑中的地下水位。

降水運(yùn)行期間，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行24小時(shí)值班制，值班人員認(rèn)真做好各項(xiàng)記錄，做到準(zhǔn)確齊全。

降水運(yùn)行過(guò)程中對(duì)降水運(yùn)行的記錄，及時(shí)分析整理，繪制各種必要圖表，以合理指導(dǎo)降水工作，提高降水運(yùn)行的效果。1.4.3 降水運(yùn)行的注意事項(xiàng)

做好基坑內(nèi)的明排水準(zhǔn)備工作，遇降雨及時(shí)將基坑內(nèi)的積水抽干。降水運(yùn)行階段經(jīng)常檢查泵的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)不正常及時(shí)調(diào)泵并修復(fù)。降水運(yùn)行階段保證電源供給，準(zhǔn)備好備用發(fā)電機(jī)，如遇電網(wǎng)停電，有關(guān)單位提前兩個(gè)小時(shí)通知降水施工人員，及時(shí)采取措施，在20分鐘內(nèi)確保實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)供電與備用電源的有效轉(zhuǎn)換，保證降水效果。

1.4.4 降水監(jiān)測(cè)

降水維持期前統(tǒng)測(cè)一次各降水井、觀測(cè)井初始水位，并復(fù)核設(shè)計(jì)中的初始水位計(jì)取值是否恰當(dāng)。

水位監(jiān)測(cè)實(shí)施信息化管理，抽水開(kāi)始后，在水位未達(dá)到設(shè)計(jì)降水深前，每天觀測(cè)水位3次；當(dāng)水位已趨于穩(wěn)定且承壓水頭在基坑底以下0.5m，可每天觀測(cè)一次。根據(jù)水位、水量觀測(cè)記錄，查明降水過(guò)程中的不正常狀況及其產(chǎn)生的原因，及時(shí)提出調(diào)整補(bǔ)充措施，確保降水深度。

在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，及時(shí)觀測(cè)基坑側(cè)壁、基坑底部的滲水現(xiàn)象，并及時(shí)查明原因，及時(shí)采取工程措施。

1.4.5 降水維護(hù)

降水期間經(jīng)常對(duì)抽水設(shè)備和運(yùn)行狀況進(jìn)行維護(hù)檢查，保證抽水設(shè)備的正常運(yùn)行狀況；抽水設(shè)備定期保養(yǎng)，降水期間不隨意停抽，并有備用設(shè)備；注意降水井的保護(hù)，挖土和填土?xí)r施工機(jī)械不得碰撞井管，機(jī)械作業(yè)要避免產(chǎn)生對(duì)井管形成較大側(cè)壓力的情形，建立安全責(zé)任制，責(zé)任到人；現(xiàn)場(chǎng)配備1000kw以上的電源，保持降水的正常連續(xù)性，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)配備800kw以上的發(fā)電機(jī)，突然斷電時(shí)提供電力保障。

1.5 封井

根據(jù)有關(guān)規(guī)定，深井降水完畢后采取有效措施封堵井孔，避免承壓水沿井壁上涌，具體措施如下：

①基坑底板施工完畢并達(dá)到一定強(qiáng)度后，為減小降水井井管對(duì)施工造成影響，根據(jù)施工季節(jié)的地下水位，充分考慮底板的強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，合理調(diào)整開(kāi)啟井的數(shù)量，對(duì)不再開(kāi)啟使用的降水井及時(shí)封堵。

②降水井的封堵采用“由里至外，先深后淺”的原則，封堵前，先加大該井周邊的降水力度，使待封井管內(nèi)水位降至最低進(jìn)行封堵，對(duì)最后封堵的降水井，慎重處理。

③條件成熟后，采取“以砂還砂，以土還土”的原則，封堵井孔，并加焊封口鋼板。

2 結(jié)語(yǔ)

船閘工程在水運(yùn)工程施工中比較復(fù)雜，加強(qiáng)前期施工準(zhǔn)備、中間過(guò)程控制、結(jié)束總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，才能提升船閘施工水平，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

[1]JTS257-2008水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[S].