排澇泵站基坑降水施工的探討

佛山市順德區(qū)均安鎮(zhèn)國土城建和水利局 廣東佛山 528300

摘要：本文主要針對排澇泵站基坑的降水施工展開了探討，通過結(jié)合具體的工程實例，對工程實例的進(jìn)行作了詳細(xì)的闡述，并為施工基坑降水的方案作了系統(tǒng)的比選，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：基坑；降水；探討

排澇泵站作為我國水利建設(shè)的重要部分，對其的基坑施工需要有足夠的重視，特別是降水施工的進(jìn)行。因此，我們就需要制定科學(xué)合理的施工方案，并嚴(yán)格按照方案步驟進(jìn)行施工，從而為降水工程帶來幫助。

1 工程概況

某排澇站主要功能是抽排團(tuán)結(jié)圩內(nèi)澇水。裝機5臺，單機容量250kW，降壓站布置1250kVA主變壓器一臺。主體工程包括：壓力水箱、控制豎井、連接段、泵室、前池、出水箱涵，站前節(jié)制閘、防洪閘首和出水池。另外還有降壓站、廠區(qū)道路、管理房等。

2 工程施工特性

工程區(qū)堤內(nèi)場地較開闊，施工布置較方便，堤外略嫌狹?。皇┕ろ椖枯^多、工期緊、單項作業(yè)強度高，施工中機械化程度要求較高；各種建筑材料距離施工現(xiàn)場運距較遠(yuǎn)，運輸機械需求量較大；施工季節(jié)性強，泵房～出水池段建筑物受外水位限制及雨情影響較大。

3 工程地形及地質(zhì)條件

排澇站圩內(nèi)地面高程12.20～12.98m，溝塘眾多，塘底高程一般在10.50m左右。右岸堤頂高程16.66～17.29m，寬度一般為5.8m，河底高程6～9m。

根據(jù)本次勘察成果，擬建場地地層主要由人工回填土（Ⅰ-1）灰褐色～黃褐色粉質(zhì)粘土，可塑狀態(tài)，層頂分布高程16.96～13.18m，層底分布高程8.00～8.02m，層厚5.0～8.6m；粉質(zhì)粘土（Ⅱ-1）土體一般呈軟可塑狀態(tài)，層頂分布高程9.87～9.95m，層底分布高程8.97～8.95m，厚度0.90～1.00m；淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（Ⅱ-2）土體一般呈流塑狀態(tài)，層頂分布高程6.76～8.95m，層底分布高程4.96～6.52m，厚度1.50～3.10m；淤泥質(zhì)粉質(zhì)壤土（Ⅱ-3）土體一般呈流塑狀態(tài)，層頂分布高程5.85～3.62m，層底分布高程-0.36～0.62m，厚度3.30～6.20m；粉細(xì)砂（Ⅱ-4）呈透鏡體分布，松散狀態(tài)，層頂分布高程5.82～6.52m，層底分布高程3.62～4.52m，厚度2.00～2.20m；粉質(zhì)粘土（Ⅲ）土體一般呈硬塑狀態(tài)該層層頂分布高程2.23～2.24m，層底分布高程-0.37m，層厚2.60m。

泵站位于沖積湖圩區(qū)，站房基礎(chǔ)下分布的多為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)壤土，粉細(xì)砂在堤基內(nèi)呈透鏡體分布，且穿堤基，與河道相通。淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)壤土滲透系數(shù)4.10×10-8～6.80×10-6cm/s，土體具有弱～微透水性；粉細(xì)砂滲透系數(shù)在I×10-4～I(xiàn)×10-3cm/s左右，土體具有中等透水性。

擬建場地內(nèi)地下水類型為第四系孔隙水，主要賦存于淤泥質(zhì)粘土、粉細(xì)砂中，主要受大氣降水補給，以地表蒸發(fā)和向低洼處排泄（溝塘和河道）為其主要排泄方式，地質(zhì)勘探期間，場地內(nèi)穩(wěn)定地下水位埋深2.00～3.50m，分布高程11.02～11.82m，高于建基面高程；排澇站泵室建基面高程7.0m左右，泵室及穿堤涵箱基礎(chǔ)下存在中等透水的砂層，施工過程中需降低地下水來保證工程順利實施。

4 施工基坑降水方案比選

本工程建筑物建基面高程分別為站前節(jié)制閘高程8.3m、前池及岸墻高程7.1m、泵房（含泵室、壓力水箱、豎井控制段）高程7.0～8.9m、出水箱涵（含防洪閘首，下同）高程8.9～8.7m。建筑物建基面離粉細(xì)砂層頂距離0.5～2m、低于地下水面線約2～5m；根據(jù)以上分析，必須在工程施工期內(nèi)降低地下水位和截斷地下水補給才能保證施工基坑邊坡穩(wěn)定和永久建筑物工程順利實施。實施前比選布置深井降水與水泥土攪拌樁防滲墻圍井兩種處理方案。

方案一：深井降水方案設(shè)計

（1）基坑等效降水半徑ro

根據(jù)泵室、前池等的平面布置，將基坑納入深井群降水范圍，平面尺寸為130m×30m，將井圈范圍作為一個大井。

基坑等效降水半徑ro按下式計算

ro=0.29（a+b）

式中a、b—分別為基坑長、短邊，a=130m，b=30m。

經(jīng)計算ro=46.4m。

（2）降水影響半徑R

式中：s為降水深度，s=11-3=8m；

k—滲透系數(shù)，k=5.05m/d。

H—含水層厚度，H=7m。

經(jīng)計算R=95.13m。

（3）基坑涌水量計算

將基坑作為一口大井，均質(zhì)含水層承壓～潛水非完整井坑涌水量計算公式如下：

式中：γ0—矩形基坑等效半徑，γ0=46.4m；

S—基坑水位降深，S=8m；

k—滲透系數(shù)，k=5.05m/d；

R—降水井影響半徑，R=95.13m；

H—含水層厚度，H=7m。

h—基坑中心水面線至砂層底的深度，h=3.5m。

經(jīng)計算Q=1156m3/d。

（4）井出水量計算

設(shè)計濾管內(nèi)徑0.3m，外徑0.4m，單井出水量按下式計算：

式中：rs—透水管半徑（m），rs=0.15m；

l—透水管進(jìn)水段長度（m）；

k—含水層滲透系數(shù)（m/d）。

經(jīng)計算，單井出水量為190m3/d。

（5）深井?dāng)?shù)量確定

降水井?dāng)?shù)量n按下式計算

取n=7口井。

就理論計算而言，7口井即可滿足基坑降水要求，考慮到某河河水的直接補給，尚需適當(dāng)增加井的數(shù)量。根據(jù)工程經(jīng)驗，井間距一般為20m左右，本站需降水的基坑尺寸為130m×30m，臨河側(cè)需要加密布井故共需布置10口深井。

（6）井管結(jié)構(gòu)

根據(jù)單井出水量計算及地質(zhì)分布情況，確定井底高程為1.0m，井口高程為12.0m，井深11.0m。1.0m～2.0m高程為鋼筋砼有底沉淀管段，2.0m～11.5m高程為無砂砼濾水管段，11.5m高程至地面為普通砼盲管。

盲管采用內(nèi)徑為0.3m，外徑為0.4m的C20普通鋼筋砼管。透水過濾管采用水泥無砂砼管，井管接頭均須用0.3m寬無紡?fù)凉げ及鷩?yán)密，透水管外包二層80目尼龍絲網(wǎng)布，透水管外壁至井管孔土壁之間環(huán)形空間填充洗凈的中粗砂，徑向厚度0.2m，頂部不透水管外用粘土球搗實至地面。

埋設(shè)井管的造孔直徑為0.9m，采用鋼套筒護(hù)壁清水鉆進(jìn)。

（7）深井抽水泵配置

每口井內(nèi)配揚程15m、流量15m3/h潛水泵1臺，另降水基坑按深井?dāng)?shù)的50%配備用泵。

（8）降水水位觀測系統(tǒng)

為了監(jiān)測群井運行過程中的降水效果，以便隨時調(diào)整井群運行工況和控制數(shù)據(jù)，保證降水正常運行及施工期對已有建筑物可能造成的危害，須設(shè)置降水觀測系統(tǒng)。本工程共需布置4根臨時測壓管，觀測地下水位變化。根據(jù)測壓管水位控制深井的運行，并盡量實行自控運行。

（9）深井封堵

主體工程完成后，撤出井中的抽水設(shè)備，并對深井進(jìn)行分層封堵。砂層內(nèi)封堵材料采用反濾料回填，砂層以上段采用粘性土料回填，回填應(yīng)逐層填實。

方案二：水泥土攪拌樁防滲墻圍井方案設(shè)計