深井降水在清溪河排澇站中的應用

錢　勇

(池州市九九建設工程有限公司 安徽 池州　247000)

深井降水在清溪河排澇站中的應用

錢勇

(池州市九九建設工程有限公司 安徽 池州247000)

摘要:文章根據(jù)清溪河排澇站項目的地質(zhì)特點，介紹了深井降水在清溪河排澇站施工中的應用。提出了基坑的深井設計方案，包括降水計算、施工設備、施工工藝、降水管理及降水完成后的封堵。

關鍵詞:深井降水；施工；應用

清溪河泵站新建工程位于池州清溪河左岸,設計排澇流量為24m3/s,設計凈揚程6.1m,自排涵閘設計流量30m3/s。泵站基坑長64.5m,寬58.8m,基坑開挖深度11m,基坑東側(cè)緊鄰清溪河,清溪河水位常年保持9.0m高程(吳淞高程,下同)?；拥酌娓叱虨?.0m,基坑底部坐落于輕粉質(zhì)壤土層,開挖過程中在出現(xiàn)多處管涌。為確保工程按期完工,必須采用降水措,將地下水位降至2.0m。

1降水方案

1.1降水方法的選擇

依據(jù)設計提供的地質(zhì)資料及目前基坑管涌水頭,綜合考慮地下水的種類、含水層滲透系數(shù)大小、承壓水頭大小、基坑開挖深度、基坑范圍大小不同等因素后,泵站前池、站身、壓力水箱部位降水可采取兩種方案:方案1在深基坑周圍采取,防滲墻截滲,然后進行輕型井點降水;方案2采取深井降水措施。根據(jù)以往施工經(jīng)驗方案1實施過程中效果非常明顯,但費用高、工期長,考慮本工程工期要求緊等特點,采取方案2,即深井降水,深井降水實施過程中難度較大、成本較高,但工期短,效果相對較明顯。

1.2降水計算

(1)假想半徑計算。根據(jù)平面計算假想半徑，計算公式如式(1)

(1)

其中,A為基坑面積64.5×58.8=3773.25m2;π為取3.14。

(2)基坑涌水量計算。計算公式如式(2)

(2)

(3)單根井管的極限涌水量。計算公式如式(3)

(3)

其中,q為單根井管的極限涌水量m3;d為井管直徑,取0.4m;l為濾管長度m,取6.0;K為土的滲透系數(shù)13.56m/d;

(4)深井數(shù)量。計算公式如式(4)

(4)

經(jīng)計算主基坑布置3口井可滿足基坑內(nèi)降水需要。雖計算只需布置3口井,但考慮到單井抽水量大,影響濾水管的透水性、實際基坑大、且鄰近清溪河地下水補給路徑短,和經(jīng)驗公式計算偏差較大的諸多情況,考慮富余系數(shù),所以本基坑深井數(shù)量取8口,符合要求。

2主要機械設備

主要機械設備如下：

(1)水泵型號的選擇。水泵揚程的確定,井內(nèi)水位高程為-7.0m,自然地面按專保常埃砜悸?,其高差為:13-(-7.0)=20m,為確保水泵性能滿足要求,水泵揚程按不小于50m考慮。

水泵流量:前述計算知基坑涌水量為2516m3/d,共8臺水泵,單泵抽水量為:

q=2516.06÷8÷24=13.10(m3/h),結(jié)合單井極限涌水量,按實際水泵流量q≥40 m3/h選型。

由上述確定的揚程H≥40m,流量≥40m3/h選用水泵型號。

(2)深井降水機。深井降水機具由井管、水泵、排水管等組成。井管由濾管和沉砂管組成,可用無砂管、塑料管制成,管徑設置400mm。深度在15m以內(nèi)的采用內(nèi)徑400mm的無砂管作濾水管。

(3)成管設備。采用CZ型沖擊鉆機或回轉(zhuǎn)鉆機等。

3施工工藝程序

井點測量定位→挖井口、安護筒→鉆機就位→鉆孔→回填井底砂墊層→吊放井管→回填井管與孔壁間的砂礫過濾層→洗衣井→井管內(nèi)下沒水泵→試抽水→降水井正常工作→降水完畢→封井。

4深井深度的確定與井的施工控制

4.1深井深度

站身深井的井內(nèi)水位為▽-0.75m，井內(nèi)沉淀管長按2.0m計，水泵區(qū)為2.0m，深井底高程=▽-0.75-2.0-2.0=▽-4.75m，考慮井底宜深入透水層6m～9m，通常還應比所需降水深度深6m～8m，取深井底高程▽-7m。深井施工平臺在▽7.0m ～▽8.0m；井深應控制在14.0m～15.0m深井圖如圖1所示。

圖1　深井布置圖

4.2深井的施工控制

為確保深井的降水效果和降水安全,對深井施工要求如下:① 嚴格執(zhí)行深井施工順序。②深井造孔時,孔徑要求600～700mm,原則要求清水造孔,泥漿造孔時必須清孔干凈。孔斜度不大于1%,孔底沉渣不大于100mm。③井的內(nèi)徑D=400mm,混凝土管壁厚為40mm。井底部2.0m為混凝土盲管,濾管頂高程在▽6.0～▽7.0。④井底要求封閉密實,且用土工布將底部與底管包扎緊密。各管口節(jié)點要求柏油麻絲包扎緊密,濾管外用80～90目濾網(wǎng)包裹1層,濾管頂以下的管與孔壁間不小于100mm間距,用中砂回填密實,以上部分用粘性土回填至孔頂,要求回填土必須密實。⑤井的抽水含砂率不大于萬分之五。⑥井點埋設沉渣厚度小于80mm,使用應無嚴重淤塞、沒有出水不暢或死井等情況。⑦井點供電采用雙線路,防止中途斷電或發(fā)生其他故障,影響排水。必要時設置能滿足施工要求的備用發(fā)電機組,以防止突然斷電,造成水淹基坑。⑧深井的施工時間。深井選用專業(yè)施工隊伍施工,方案批準后,我方立即施工。

5降排水管理

由于基坑降排水關系到清溪河排澇站工程的施工成敗,必須加強管理,做到責任落實到人的原則：

(1)深井封堵。降水深井使用結(jié)束,應根據(jù)造井記錄地質(zhì)柱狀圖,提前制訂井孔分層回填封堵方案,書面呈報監(jiān)理工程師和建設單位批準后實施。封堵材料和工藝必須保證基本恢復地基有關地質(zhì)地層造井前的水文地質(zhì)特性。

(2)管理制度。主要是:①指定一位有責任心的技術員與一位有抽排水經(jīng)驗的技術工人專職負責本工程施工降排水。②項目總工專職負責對降排水工作的領導。③正常情況下,每日對井內(nèi)水位進行觀測1次。④非常情況下,要加大觀測密度,具體間隔時間由總工確定。⑤工地必須備有1臺不小于120kVA的柴油發(fā)電機組,當系統(tǒng)停電時,必須及時向總調(diào)度反映,在1h內(nèi)恢復供電。⑥所有觀測記錄、停電情況,必須詳細記錄。每日記錄情況要于當晚報技術負責人過目。⑦技術負責人負責對降水觀測資料進行及時、必要的分析、判斷,根據(jù)情況,采取必要的處理辦法,項目部其他同志必須無條件服從。

6降水封堵

6.1降水井封堵方案

為保證封井工作的一次成功,必須遵照封井工藝流程嚴把工程質(zhì)量關?？紤]到大堤的汛期安全,我方將采取專項封堵方案確保防洪安全。各項具體要求如下:

圖2封堵示意圖

(1)封井前的準備。因降水井長期運轉(zhuǎn),有的井內(nèi)有少量泥沙淤積或雜物回落到井中,所封井前對每個井進行測量,確定井深,并根據(jù)實測井深計算每個井的回填材料量;

封井前把各井所使用的粘土球、優(yōu)質(zhì)粘土、抗?jié)B膨脹混凝土按計算量在井口附近備足,并準備夯實工具,把井內(nèi)的回填土夯實。

(2)封井工藝和方法①工藝流程:抽水→起泵→投入粘土至井口→開挖井口深1m→回填投入優(yōu)質(zhì)粘土壓實→澆筑混凝土板→振搗密實②施工方法。在投料前將井內(nèi)的水位降至最低,快速把水泵提出,把優(yōu)質(zhì)粘土投放井內(nèi),回填至深井管口,并壓實后,開挖井口1m深(擴大回填粘土面積),回填優(yōu)質(zhì)粘土60cm左右,壓實,上部澆筑100cm×100cm×50cm厚C25混凝土,用振動器振搗密實,待混凝土塊達到70%強度后再回填上部土層并壓實,完成封堵。

封堵示意圖如圖2所示。

7結(jié)束語

本工程采用上述降水方案后,在后期開挖、施工過程中表現(xiàn)出的降水效果非常好,確保了基坑開挖及后續(xù)主體結(jié)構施工的順利進行。工程主體完工后,通過對建筑物的沉降、位移的觀測,均符合相關規(guī)范要求,沒有產(chǎn)生任何不利影響。此方案降水的工藝及措施在施工過程中,較為簡單、實用、易行。

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(責任編輯胡進)

Application of deep well dewatering to Qingxihe storm drainage station

QIAN Yong

(Chizhou Jiujiu Construction Engineering Limited Company,Chizhou 247000,China)

Abstract:According to the geological structure of Qingxihe storm drainage station, this paper introduces the application of deep well dewatering to Qingxihe storm drainage station ,puts forward the deep well design for foundation pit ,it concludes dewatering calculation ,construction devices .construction technology ,ect.

Key words:deep well alewatering;construction;application

收稿日期：2016-02-20；修回日期：2016-03-10

作者簡介：錢勇(1979-)，男，安徽貴池人，工程師，主要從事泵站、水庫工程研究。

DOI：10.3969/j.issn.1671-6221.2016.02.008

中圖分類號：TU7

文獻標識碼：A

文章編號：1671-6221(2016)02-0027-04