元腦嶺揚水站蓄水池開挖支護降水施工

刁偉偉

（長治市襄屯灌區(qū)管理中心 山西長治 046000）

1 工程概述

長治市襄屯灌區(qū)是長治市最大灌區(qū)，在原長治市后灣水庫灌區(qū)擴建工程基礎(chǔ)上組建成立的，以后灣水庫為水源，灌溉襄垣、屯留、潞城1.33萬hm2農(nóng)田。元腦嶺揚水站是長治市襄屯灌區(qū)襄垣調(diào)產(chǎn)示范區(qū)的重要提水泵站，建成后可實現(xiàn)襄垣候堡夏店片調(diào)產(chǎn)示范區(qū)近533hm2水地常年不間斷供水。為了保證供水能力，需要在揚水站外圍修建蓄水池，蓄水池設(shè)計長25m，寬10 m，開挖深為4.5m，為矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，水池施工由于受地形和兩側(cè)建筑物影響，開挖放坡受限制，且地下水位較高，基坑開挖支護降水是首要任務(wù)。

2 基坑開挖支護降水方案提出

根據(jù)《巖土勘測報告》揚水池地下水較淺，受氣候季節(jié)影響，測得地下水在0.8～1.5m上下浮動，土質(zhì)滲透系數(shù)較大，且受地形條件限制，無法正常放坡，經(jīng)查閱有關(guān)資料和設(shè)計地勘人員共同研究開挖方案，對鋼筋混凝土板樁，槽鋼鋼板樁和水泥土攪拌樁等支護方案進行了經(jīng)濟、施工條件、進度影響分析比較，認為水泥土攪拌樁投資較省，且現(xiàn)場施工條件進度方面比較優(yōu)勢大，施工降水采用管井法。為了保證施工作業(yè)面，水泥土攪拌樁布置在補水池邊線外2m，管井在支護樁外圍1.5m。具體見圖1蓄水池支護樁管井布置示意圖。

圖1 蓄水池支護樁管井布置示意圖

3 水泥土攪拌樁支護

水泥土攪拌樁施工技術(shù)在水利工程中常用于基礎(chǔ)處理、開挖支護。該技術(shù)是通過深攪拌鉆機鉆孔到設(shè)計深度位置，利用鉆頭輸入已配好的水泥漿液，鉆頭提升時攪拌將水泥漿液與土進行均勻拌和，形成連續(xù)的水泥樁柱。它具有整體連續(xù)支護，抗?jié)B以及水穩(wěn)定性，施工簡單，造價成本低的特點。

3.1 樁長與樁經(jīng)、樁距

樁機選用型號為ZLD180/85-3三軸水泥攪拌機，根據(jù)工程要求、設(shè)備條件和參考其它工程經(jīng)驗，樁徑設(shè)計為850 mm，樁距要求每孔要搭接125mm，搭接形式為全斷面套打，采用硅酸鹽水泥42.5，水灰比1.5，水泥摻入比為20%。

3.2 水泥攪拌樁施工過程

施工工序為：定位放線→樁機定位→攪拌下沉→攪拌提升

1）定位放線。施工前，先依據(jù)設(shè)計圖紙和坐標(biāo)基準點，精確計算和測量出樁體中心線（或樁體轉(zhuǎn)角點）坐標(biāo)，并在線上做好定位標(biāo)記（可用短鋼筋打入土中定位）。

2）樁機定位。按照鉆桿與樁垂直軸線在同一線上的要求將機械移動到位，開鉆前要檢查樁體垂直度，以確保鉆桿垂直，樁位誤差要控制在2cm以內(nèi)。

3）攪拌下沉。做好水泥漿液的過濾與灰漿泵出口和攪拌機的連接工作后，先啟動水泥漿泵，然后啟動主機，主機下沉要正向轉(zhuǎn)動，同時要記錄螺桿下沉深度，直到達到設(shè)計深度，并要做好鉆孔記錄，將深度誤差控制在5cm以內(nèi)。

4）攪拌提升。在進行噴漿攪拌提升操作時，一定要保證管路暢通，鉆桿提升要反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)時要求連續(xù)注入水泥漿液，在鉆頭提升到樁頂位置時，要進行連續(xù)30 s的噴漿，不間斷攪拌以提高樁頭質(zhì)量。

4 管井法降水

管井法降低地下水位，就是在基坑四周布置一系列管井，在管井中放入水泵和吸水管，地下水在重力作用下滲入井中被水泵抽走。形成漏斗狀從而使地下水位下降。管井降水量是應(yīng)用比較廣的降水方法，管井降水設(shè)備較簡單，排水量大，降水效果好，設(shè)備易維護等優(yōu)點。

4.1 降水井井深、井徑、水泵的選型

從《巖土勘測報告》分析，含水介質(zhì)為黏質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土，具有滲透性差、涌水量小的特征，施工時需加深降水井深以增大滲流梯度，確保降水效果。降水井比設(shè)計開挖基坑高程深7m，降水井布置是保證降水效果的一個重要環(huán)節(jié)，降水井布置沿開挖外邊線間距在5m左右。降水井井深10.5m，井徑為600 mm下400 mm套管，水泵選用7.5kW JS80-65-160離心泵，每個管井裝置一臺。

4.2 管井法施工過程

施工工序為：鉆機成孔→井管安裝→填充濾料→下泵試抽水

1）鉆機成孔。首先按照管井井點布置測量確定井位，本方案共設(shè)降水管井12個，鉆機成孔設(shè)備采用CZ22型鉆機，孔口設(shè)置護筒，用泥漿護壁，并在一側(cè)設(shè)排泥溝、泥漿坑，成孔孔徑600 mm，成孔深度比設(shè)計井管埋設(shè)大于1.0 m。

2）井管安裝。成孔后，下管前保證井底沉渣厚度不大于20 cm，井管安放管口內(nèi)壁不錯位，下管時要在孔中心，井管搭接要垂直，同心緩慢下沉。管井成孔檢查后應(yīng)立即放入井管，井管為無砂砼管（管徑Φ400 mm）井管安放應(yīng)力求垂直并高于井孔，管頂部比自然地面高500 mm左右。

3）填充濾料。井管與井孔之間孔隙100 mm，填筑濾料要符合設(shè)計規(guī)范要求，對濾料要進行篩分，將不合格濾料篩除，濾料要滿足合格率大于90%，雜質(zhì)含量少于3%，填筑時要用鐵鍬下料，以避免下料分層和沖擊井管，濾料要一次完成，從井底到井口下1m井管左右，管井上部采用黏土封口。

4）下泵試抽水。下泵深度距井底1.0～2.0 m，降水井內(nèi)施工完成后，應(yīng)加井蓋予以保護避免雜物落入井內(nèi)。為了掌握含水層水文地質(zhì)條件變化，記錄分析降水效果，在地基正式開挖前要進行抽水試驗，監(jiān)測分析水位變化情況。抽水試驗開始時，要求每天檢測記錄早、中、晚各一次，以便隨時了解降水效果，地下水位達到穩(wěn)定后要確保每天觀測一次，以便及時掌握降水效果。收集數(shù)據(jù)繪制降水曲線圖，分析降水時間、水泵出水量和降水深度，以便為以后開挖降水提供參考數(shù)據(jù)。

5 結(jié)論與建議

待支護樁施工完成達28d齡期后，通過多次連續(xù)降水基坑開挖成形后，觀測支護樁穩(wěn)定，地下水位在-6m左右，達到了預(yù)期效果。水泥土攪拌樁雖投資較省，經(jīng)濟效果明顯，但開挖時需分層，注意觀測支護樁變化情況。管井降水排水量大，降水范圍廣，可引起周邊建筑物沉降，應(yīng)設(shè)置觀測點隨時測量沉降情況。如周邊建筑出現(xiàn)大的沉降，要暫停降水，采取有效保護措施（如采取回灌井回灌水），以保證建筑物的安全和施工順利進行。