船閘工程中深井降水的施工技術(shù)

◎ 尹　煦　中交一航局第二工程有限公司

船閘工程中深井降水的施工技術(shù)

◎ 尹煦中交一航局第二工程有限公司

船閘建筑外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工組織設(shè)計(jì)的合理性對(duì)船閘的表面質(zhì)量、施工進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)效益等均有比較大的影響。在船閘工程施工過程中，需要采用先進(jìn)的控制技術(shù)和施工技術(shù)。本文結(jié)合實(shí)際工程，對(duì)船閘工程深井降水施工技術(shù)進(jìn)行了分析和探討。

船閘工程 深井降水 地面沉降 波紋管

1.工程概況

某船閘工程按照IV級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，場(chǎng)地地面高程為16.25～24.28m，基坑開挖地面最低高程為8.71m，設(shè)計(jì)開挖最大深度為15.54m，船閘基坑設(shè)計(jì)為長方形，結(jié)合工程的開挖情況和地質(zhì)勘察報(bào)告來看，船閘主體工程所在地段地質(zhì)質(zhì)量良好，原地面以下至10m高程部分主要為粘土，還有一部分地質(zhì)為粉質(zhì)粘土，10m以下為滲透性比較強(qiáng)的重粉質(zhì)砂壤土，土壤滲透系數(shù)為40m/d。

2?。x擇降排水方案

深井降水施工是基坑土方開挖前的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，是保證基坑開挖工作順利開挖的基礎(chǔ)和前提。

由于該項(xiàng)目地下水位比較高，基坑開挖深度比較大，基坑下層為滲透性比較強(qiáng)的沙壤土，很容易出現(xiàn)涌泥和流砂的情況。結(jié)合本工程的實(shí)際情況，對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，決定使用波紋管深井降水法進(jìn)行施工。

3.波紋管深井平面布置

根據(jù)計(jì)算，波紋管深井井點(diǎn)間隔距離按照15m進(jìn)行布置，在實(shí)際施工過程中將深井井點(diǎn)間隔距離控制在13m，井點(diǎn)布置圖如圖1所示。

根據(jù)下述公式計(jì)算波紋管深井井點(diǎn)深度：

在上述公式中，H指的是深井管埋設(shè)深度，單位為m；指的是基坑地面和深井管埋設(shè)面之間的間隔距離，設(shè)計(jì)為6.15m；L指的是基坑中心和深井管中心的水平距離，設(shè)計(jì)為263m；指的是降水后地下水位和基坑地面的安全距離，通?？刂圃?.5m～1.0m；指的是濾管長度，設(shè)計(jì)為2m；指的是降水曲線的坡度，環(huán)狀井點(diǎn)可以取1：10。

通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，為了保證施工安全，最終將深井井點(diǎn)深度H確定為13m，降水井?dāng)嗝鎴D如圖2所示。

4.深井降水施工技術(shù)

4.1深井降水施工流程

確定井點(diǎn)位置→深井成孔施工→清孔作業(yè)→填入濾料→下放波紋管→回填深井壁和孔壁之間的濾料→安裝水泵、抽水電、管路→試抽→設(shè)備拆除以及封井。

4.2操作重點(diǎn)

（1）確定滲透系數(shù)。在進(jìn)行施工之前要對(duì)地質(zhì)資料進(jìn)行調(diào)查，然后對(duì)類結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)地基基本情況，計(jì)算涌水量，然后將各個(gè)深井之間的間距、深度、管井直徑確定出來。此外，井點(diǎn)要按照環(huán)形布置，全部封閉好。在沒有地質(zhì)資料時(shí)，要做好降水試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出土壤的滲透系數(shù)。

（2）成孔。在進(jìn)行成孔之前，要對(duì)井位進(jìn)行測(cè)放，并根據(jù)水平平面圖將測(cè)放井位布置好，在實(shí)際施工過程中可以根據(jù)實(shí)際施工情況進(jìn)行調(diào)整，然后在原狀土層中插入護(hù)口管底口，使用粘性土將管外封閉好，避免施工過程中出現(xiàn)管外反水的情況，護(hù)口管上部要超出地面高度0.3m。在安裝鉆機(jī)過程中，要保證機(jī)臺(tái)安裝的穩(wěn)固性，大鉤要和孔中心對(duì)準(zhǔn)，使轉(zhuǎn)盤、吊鉤鉤、孔三點(diǎn)處在一條直線上。成孔時(shí)使用TM100型小型回旋鉆機(jī)成孔，成孔直徑控制600mm～800mm，在成孔的過程中，要將泥漿的稠度和比重控制好，泥漿比重要控制在1.1左右，將粘稠度保持在20s以內(nèi)，對(duì)孔進(jìn)行徹底清理，盡可能減少泥皮和井壁的厚度。

圖1　平面圖布置

圖2　降水井?dāng)嗝鎴D

（3）下井管。本工程井管使用直徑為350mm的大直徑輕質(zhì)波紋管，成品長度控制在6m，對(duì)井管進(jìn)行加工時(shí)，要在井管入場(chǎng)后檢查井管是否可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，下管之前要對(duì)孔深進(jìn)行測(cè)量，孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求后對(duì)井管進(jìn)行下放，下放過程中要和孔中心對(duì)準(zhǔn)，確保濾水管可以放置到中部，井管實(shí)管位置要焊接好，保證不透水，下放到設(shè)計(jì)深度后，將井口固定好，使其保持在中部。填礫前要對(duì)井管內(nèi)外的深度進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)行填礫時(shí)要將礫料的高度控制好，填礫過程不能中斷，濾料的投入量不能低于計(jì)算量的95%。

（4）封閉井口。使用粘性土對(duì)孔進(jìn)行封閉，為了避免圍填過程中出現(xiàn)架橋的情況，圍填之前要先搗碎粘土然后再填入，圍填粘土的過程中要對(duì)下入數(shù)量和下入速度進(jìn)行控制，做好井管外的封閉工作。

（5）試抽。成井施工完成后要立即將潛水泵下入，鋪設(shè)好電纜、排水管道等，電纜和管道之間要布置標(biāo)識(shí)，抽排水管理和集水坑要保持通暢，不允許出滲漏，所有抽排地下水需要立即排放到附近溝渠[3]。進(jìn)行試抽前要認(rèn)真檢查電線管路，保證電線管路正常運(yùn)行后進(jìn)行抽水。此外，要根據(jù)降排水的用電量，配置相應(yīng)的發(fā)電機(jī)組，并將發(fā)電機(jī)組和降水電路連接好，結(jié)合排水用電量，配置應(yīng)急發(fā)電機(jī)組并將其和降水電路連接好，保證出現(xiàn)意外停電的情況時(shí)可以及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急發(fā)電機(jī)組；基坑中間要布置觀測(cè)井，保證基坑面積和基坑數(shù)量可以達(dá)到要求，控制好降水情況。正常抽水的過程中，要有專人實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，當(dāng)有異常情況時(shí)可以及時(shí)進(jìn)行處理。抽降水過程中要保證四周的井點(diǎn)抽水的平衡性和對(duì)稱性。

5.基坑降水監(jiān)測(cè)

（1）基坑開展降水前，要監(jiān)測(cè)自然水位，開始抽水10天內(nèi)每天的早上和晚上都對(duì)流量和水位觀測(cè)一次，然后每天進(jìn)行一次觀測(cè)，并將記錄工作做好。

（2）做好觀測(cè)記錄工作。將水位下降值與時(shí)間以及抽水量與時(shí)間之間的關(guān)系圖確定出來，分析水位變化情況和水流量變化情況，預(yù)測(cè)水位降至設(shè)計(jì)水位需要花費(fèi)的時(shí)間，并對(duì)降水設(shè)計(jì)的可靠性進(jìn)行分析，然后提出相應(yīng)的調(diào)整措施，搞清楚異常抽水出現(xiàn)的原因，并將存在的問題及時(shí)排除。

（3）降水期內(nèi)不允許停泵，抽水過程中要將水排放到降水區(qū)以外，防止出現(xiàn)回滲的情況，為了可以保證遇到大雨或者暴雨天氣時(shí)避免出現(xiàn)回滲，能夠及時(shí)安排工作人員將基坑積水和地面積水及時(shí)清理干凈，防止水出現(xiàn)下滲的情況。需要按照規(guī)定要求選擇高排水水泵設(shè)備布置在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。

（4）考慮到基坑降水以后地面不可避免會(huì)有所沉降，為了最大限度的保證周圍建筑物的安全，本工程在施工時(shí)選擇灌井的方法開展作業(yè)，以期可以最大限度的減少降排水時(shí)對(duì)建筑產(chǎn)生的不利影響。根據(jù)本工程的實(shí)際情況來看，因?yàn)楣こ趟诘貐^(qū)周圍為灘地，距離周圍的建筑相對(duì)來說也比較遠(yuǎn)，所以基坑降水整體上對(duì)建筑物影響不大。為了保證建筑物的安全性，在進(jìn)行降排水的過程中，要密切觀測(cè)附近建筑物情況，一旦有一些不正常的情況出現(xiàn)，要馬上停止排水作業(yè)，然后找出問題的具體原因，制定合理的應(yīng)對(duì)方案，保證深降水作業(yè)順利完成。

6.結(jié)論

綜上所述，深基坑工作作業(yè)過程中，周圍環(huán)境對(duì)基坑的施工質(zhì)量和施工安全有比較大的影響。例如當(dāng)?shù)叵滤粵]有達(dá)到設(shè)計(jì)高層，就會(huì)出現(xiàn)管涌、流沙等問題，直接影響基坑施工的開展，為了保證深基坑施工的順利開展，首先要解決地下水降排的問題，而深井降水施工技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)地下水的降排，將地下水位控制在設(shè)計(jì)高程范圍值內(nèi)，而且使用深井降水施工也具有良好的經(jīng)濟(jì)性，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1]付文廣.龍洲垸船閘施工中深井降水井的應(yīng)用[J].中國水運(yùn)(下半月)，2014(10)：132-134.

[2]邵倩.蚌埠閘老船閘加固工程施工期降水[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2015(04)：68-70.

[3]呂黃.降排水技術(shù)在淮安三線船閘土建工程中應(yīng)用[J].水運(yùn)工程，2005(09)：97-99.