深井井管降水設(shè)計與施工管理存在問題及解決措施

張強

摘要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國城市化建設(shè)的步伐愈加迅速，在大中型城市中，高層乃至超高層建筑的數(shù)量逐年遞增，這就對建筑工程的深基坑地下降水控制提出了新的要求，降水控制的規(guī)模和難度都逐漸提高。文章以德陽變電站工程為例，對建筑深基坑深井井管降水施工技術(shù)進行了探討。

關(guān)鍵詞：建筑施工技術(shù)；深基坑；地下降水控制；深井井管降水；降水設(shè)計；施工管理 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV551 文章編號：1009-2374（2016）33-0105-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.052

1 概述

1.1 工程簡介

項目工程位于什邡市西南面馬井鎮(zhèn)雙石橋村（原名為新華村），全稱德陽Ⅱ500kV變電站新建工程，該工程距市區(qū)直線距離約6.5km，距馬井鎮(zhèn)直線距離2.0km，S105省道從站址東南面經(jīng)過。進站道路從S105省道引接至變電站大門，進站道路94.1m，站區(qū)總用地面積5.4406hm2（81.60畝），其中圍墻內(nèi)用地面積4.8233hm2（72.35畝）；站內(nèi)總建筑面積1629m2。

1.2 工程規(guī)模

主變壓器采用本期2×1000MVA；最終3×1000MVA。500kV出線為本期出線4回，至彭州變及譚家灣變各2回；最終10回，向北方向備用4回，向南方向備用2回。220kV出線為本期8回，其中2回至云西220kV變電站，2回至城南（古城）220kV變電站，2回至新市變電站，2回至南豐變電站，最終14回。500kV高抗：本期和最終均不考慮高抗位置。低壓無功補償裝置：本期低壓電抗：2×（1×60）MVar，本期低壓電容：2×（2×60）MVar。最終低壓電抗：3×（3×60）MVar，最終低壓電容：3×（3×60）MVar。SVC：2×180MVar[180MVar（TCR）+60MVar（濾波器）+2×60MVar（常規(guī)電容）]。

1.3 工程地質(zhì)條件分析

德陽Ⅱ500kV變電站新建工程所在地的地貌較為特殊，屬于川西沖積平原，整體的地層分布構(gòu)架為首先是耕植土，然后接著是粉質(zhì)黏土構(gòu)架，再接著是中砂結(jié)構(gòu)，最后則是卵石層，該項目范圍內(nèi)以耕植區(qū)為主，常年種植農(nóng)作物。

由于地理環(huán)境原因，該區(qū)域內(nèi)地下水相對來說儲量較大，不僅埋藏的深度很淺，并且針對性的水位易積水量都不處于一種穩(wěn)定狀態(tài)，相對來說其變化的動態(tài)很大。經(jīng)過實地勘測，這些地下水屬于卵石當中承載壓力的承壓水，厚度大概為35～45m。

鴨子河作為該地區(qū)的主要地下水的主要來源，受到事件的影響很大，一般靜止的水面高度大約為海平面下4m，同時附近的大量農(nóng)業(yè)用水會對這個部分的地下水位造成十分巨大的影響，水位可能會上升1.0～1.5m。

1.4 工程重點、特點

1.4.1 站區(qū)排水形式。站區(qū)地址位于低于公路的水田之中，站區(qū)圍墻基礎(chǔ)施工完成站區(qū)排水管道未形成之前，站區(qū)形成一個積水塘，站區(qū)施工排水無法排除；根據(jù)設(shè)計方案站區(qū)排水采用室外排水管道，最終匯集到雨水泵池，采用“強排”將水抽排到站外水溝，施工期間雨水無法自然排除。

1.4.2 站區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜。由于站區(qū)地址地下水位較高，且地下為易液化的沙土和黏性土，施工過程中極易產(chǎn)生流沙，是本工程的最大難點之一。

同時，該地區(qū)常年地下水位高，地下水位枯季3.0～3.4m，灌溉期變幅約1m。站內(nèi)雨水泵池、事故油池等深基礎(chǔ)埋深7～7.5m，位于地下水位線以下3～4m，基礎(chǔ)土方開挖時大量地下水涌入，基坑坍塌，基坑無法正常開挖，所以在深基坑作業(yè)過程中必須采用井點降水和臨時排水措施。

2 井管降水設(shè)計

2.1 井點降水總體方案思路

目前我國在平原地區(qū)建設(shè)施工時，一般利用明溝排水的方式處理大面積基坑開挖時產(chǎn)生的涌水，然而如果開挖土層地下水含水量豐富，那么地下水會大量上涌，造成基坑水量過大，嚴重時會出現(xiàn)翻漿以及冒泥、流砂等不利現(xiàn)象，當出現(xiàn)這種情況時，不僅深挖基坑的操作無法進行，而且很可能會引發(fā)一定范圍的水土流失現(xiàn)象，如遇周邊既有建筑物或者地理結(jié)構(gòu)特殊，還有可能造成邊坡失穩(wěn)或地面塌陷等嚴重安全事故，這對臨近建筑物與周邊自然環(huán)境都是極大的威脅。

2.2 降水方式的對比分析

降水方式應(yīng)參照井點降水設(shè)備的不同合理選擇，目前比較常見的降水方式包括四種，在實際施工中，需根據(jù)現(xiàn)場條件進行判斷，通過對土的種類和透水層位置的分析，測算土層的滲透系數(shù)，同時我們要對整體的施工場地、對應(yīng)施工的設(shè)備的技術(shù)水平進行分析，盡量達到經(jīng)濟性和節(jié)能性雙贏的降水方案。現(xiàn)就四種常見降水方式類比分析如下：

2.2.1 輕型井點。輕型井點對土層滲透系數(shù)要求0.1～50m/d，適用于含有大量細砂、粉砂的土層，同時對真空度還有對應(yīng)的程控質(zhì)量要求相對來說進行提升，并且針對性地完成后形成的孔洞呈現(xiàn)出密集分布。

2.2.2 噴射井點。噴射井點的降水方式在開挖深、降水深度大的工程中應(yīng)用廣泛，適用于土滲透系數(shù)為3～50m/d的砂土，對設(shè)備要求高，技術(shù)工藝都較為復(fù)雜。

2.2.3 電滲井點。電滲井點由于對技術(shù)、設(shè)備要求高，使用范圍受限，目前我們主要是把這方面的技術(shù)應(yīng)用到相關(guān)于淤泥或者是對應(yīng)黏土的降水處理之上，一般來說如果滲透的系數(shù)低于0.1m/d的土層，如沼澤地區(qū)等就可以使用。

2.2.4 深井井點。深井井點應(yīng)用于地下水豐富的地區(qū)，土層滲透系數(shù)為10～250m/d，在施工中如遇降水深、基坑面積大的工程，可以使用深井井點發(fā)降水方式，深井井點相對來說對于成孔的質(zhì)量要求很高，但是缺點就是在降水過程完畢之后，井管取出難度較高。

2.3 降水方式選擇

輕型井點對施工技術(shù)和工藝要求高，并且井管密集、成本較高；深井井點應(yīng)用范圍廣，沒有過高的技術(shù)要求和工藝要求，并且針對性的操作難度不高，后期維護的方式也很簡單，平面布置的方法也不難，在造價上也有相對較低的優(yōu)勢。

根據(jù)本項目的實際情況，綜合經(jīng)濟、可操作性等多方面的角度來思考，我們決定選用深井井點降水來完成基礎(chǔ)降水作業(yè)。

2.4 深井井點降水設(shè)計方案

2.4.1 整個深井的深度構(gòu)架為18m，涌水量為8100m?/d。根據(jù)施工之前進行的計算和對應(yīng)的降水設(shè)計的要求，我們選用一般流量為60m?/h的潛水泵，每一口井的出水量可以達到1450m?/d，其總量經(jīng)過計算可知我們需要的數(shù)量是6臺，井口的直徑為58cm，這樣就可以滿足了降水的需求。

井管的設(shè)計：我們直接使用成品混凝土管為成井的原料，焊接時務(wù)必要牢固垂直。整個水井結(jié)構(gòu)是每口水井分配4根井壁給水管和對應(yīng)的3根濾水管，施工方實施從下往上進行施工，其中有一根水管本身的底部進行完整封閉，井外填充礫石進行過濾。

水晶的布置思路：沿著基坑周圍的緩坡上部分0.5m左右的距離進行環(huán)形設(shè)置，兩根井管之間的間距約為18m，井點以對稱的設(shè)置方式在進行抽水的時候，水位的差可以控制在一定范圍之內(nèi)，如圖1所示：

2.4.2 事故油池深井井點降水設(shè)計。事故油池基底為圓形，相對于地下水來說低于其200cm，設(shè)計降水深度為250cm，井深為15m，其他計算過程同雨水泵池降水設(shè)計。如圖2所示，布置降水井兩口，均安裝流量為60m3/h的水泵1臺，即可達到降水要求。

3 技術(shù)管理中的問題與對策

3.1 基坑放破比設(shè)計的進一步優(yōu)化

實踐證明，深井井點降水可以起到降低地下水位的作用，而且效果明顯，待水位穩(wěn)定后進行施工時，邊坡穩(wěn)定程度較高，基坑以及周圍沒有出現(xiàn)異常情況，保障了主體工程的順利完工。

3.2 進一步優(yōu)化滲透系數(shù)（K）取值

在地下水降水控制中，土體滲透系數(shù)（K）非常重要，它和總涌水量、井點數(shù)量、井點密度等，是決定降水方式選取的重要參數(shù)，是影響工程成本的最直接因素。但是常常由于滲漏系數(shù)測試困難、一次性投入大，其波動范圍也較大，施工中常采用該地區(qū)的滲透系數(shù)經(jīng)驗值。在降水設(shè)計過程中必須根據(jù)施工季節(jié)、施工條件、地下結(jié)構(gòu)安全等級、支撐和錨桿體系設(shè)置、施工周期等方面進行綜合考慮，通過試驗和技術(shù)經(jīng)濟比較，采用合理的滲透系數(shù)（K），提高工程的經(jīng)濟和安全效益。

3.3 加強對周邊環(huán)境的影響評估

由于深井井點降水能大范圍的降低周邊地下水位，甚至會使周圍0～600m范圍內(nèi)的淺表地下水消失。德陽Ⅱ井點降水使周圍近600m范圍內(nèi)的居民無法正常使用淺水井、壓水井等，降水實施過程中，每天安排專人負責到每家每戶送水，造成較大影響，這是提前未預(yù)見到的，在以后的施工作業(yè)和施工設(shè)計中，應(yīng)進一步加強對周邊環(huán)境的影響評估，制定詳細的應(yīng)急措施和預(yù)案，確保不發(fā)生重大的擾民事故。

參考文獻

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（責任編輯：小 燕）