輕型井點降水在麻灣干渠工程中的應用

王進利，王愛敏

（1.山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276000；2.臨沂市水利工程處，山東 臨沂 276000）

為解決膠東地區(qū)缺水嚴重的局面，優(yōu)化山東半島地區(qū)水資源配置，保障經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展，山東實施黃水東調工程，從東營向濰坊平原水庫引黃調水，年年供水量3.15億m3。工程需改造麻灣干渠47.71 km，設計輸水流量為60～20m3/s。在麻灣干渠施工過程中，由于地下水位高水量大，采取了輕型井點降水等措施。

1 工程概況

麻灣干渠總長47.71 km，屬于黃水東調輸水干渠的一部分，從麻灣引黃閘至廣南水庫1號沉沙池，包括麻灣總干渠段、麻灣四干渠段、麻灣入沉沙池泵站段、麻灣四干渠入沉沙池段。其中：四干泄水閘位于麻灣干渠設計樁號（46+232）處，為開敞式水閘；閘室主體為鋼筋混凝土結構共1孔，單孔凈寬4m；箱涵為單孔，凈寬4.0m，凈高2.5m，長120m，每10m一節(jié)，共12節(jié)；四干泄水閘為拆除重建工程。

由于地下水位較高，基坑設計底高程低于廣蒲河河水水位，給施工帶來諸多困難。為了創(chuàng)造干地施工條件基坑降水尤為重要，需要采取有效的降水措施，保證工程的質量、進度、安全及工程效益。

2 水文、地質情況

工程所處華北平原魯北濱海黃泛平原區(qū)，地下水水位-1.5m，不透水黏土層-7.5m。地下水類型主要為第四系松散巖孔隙水，含水層巖性主要為砂壤土、粉砂，中等富水性。含水層土體的滲透系數(shù)k=5m/d，地下水主要受海水倒灌、地表水入滲、大氣降水等補給，以人工開采、垂直蒸發(fā)，河流排泄為主要排泄方式。

本工程地表圖層主要為第四系黃河沖積物，主要為黏性土和少黏性土。在±0～-1.5m處為黏性土，-1.5～-7.5m處為砂壤土、粉砂，-7.5m處為黏性土不透水層，基巖埋藏較深，主要為太古變質巖系。

3 降水方式選取和優(yōu)點

綜合沿黃地區(qū)地類似工程施工經(jīng)驗，常用的降水方式主要為：明溝排水、管井井點降水、輕型井點降水、噴射井點降水、電滲井點降水等方式。

麻灣四干泄水閘基坑面積140.6m2，基坑開挖深度4.3m，地下水位-1.5m。含水層土質主要是砂壤土、粉砂，受場地和基礎條件限制不適宜做明溝排水，經(jīng)綜合分析比較，基坑周邊場地平順適合布設排水管，通過水文地質分析確定選用輕型井點降水方式進行泄水閘基坑降水。

采取輕型井點降水的優(yōu)勢有：井點降水管材選用種類多，可以選用PVC管、PPR管、無縫鐵管等，本工程經(jīng)選比采用PPR管；井點管及總管安拆方便，布置使用靈活；管材管件可重復利用降水費用較低；降水效果好，占用周邊場地少，影響范圍小，開挖量相對較少，方便后續(xù)工序施工布置，可提高邊坡的穩(wěn)定，防止坑底管涌，防止流沙現(xiàn)象的發(fā)生。

4 井點降水系統(tǒng)布置和計算

麻灣四干泄水閘基坑底寬5.2m，長10.5m，基坑開挖深度標高-4.3m，地下水位標高-1.5m，基坑開挖坡度1∶0.5。根據(jù)勘察資料不透水層標高位于-7.5m處，含水層厚度6m，含水土層的滲透系數(shù)K=5m/d。根據(jù)本工程地質情況和平面形狀，輕型井點選用環(huán)形布置，井點位置距基坑外邊緣1m?；悠拭鎴D見圖1。

圖1 麻灣四干泄水閘基坑剖面圖

經(jīng)過計算：基坑總涌水量為300.29m3/d，單井出水量為22.82m3/d（注：本工程設計濾管長度為1m，井點管PPR直徑為0.0 5m）；井點管數(shù)量約為15根；在基坑四角處每個角加密2根井管，采用的井點管數(shù)量為23根；井點管間距平均為2.57m。

5 井點降水施工工藝

5.1 放線定位

根據(jù)計算后的井點管間距，在距基坑外邊緣1m處撒白灰線進行井點管位置定位，間距為2.57m，如遇管道、樹根、大石塊等可適當調整井點位置。

5.2 沖孔

由于本工程含水層土質基本是砂壤層、粉砂層，土質疏松適用高壓水沖擊成孔，成孔深度7.5m，井點成孔后立即下直徑50mmPPR管防止塌孔。管底部距孔底0.5m，PPR管下端1m作為濾管，并加工成梅花狀直徑10mm的孔洞，外包2層尼龍密目網(wǎng)，用鐵絲綁扎牢固后外層再包裹2層土工布以防堵管，井管要垂直居中，上口預留20 cm。

23根井點管全部下完后，在基坑周圍布設110mmPVC總管，總管在每處井點位置安裝三通，通過三通連接變徑管件，由直徑110mm變?yōu)橹睆?0mm，變徑完成后用帶鋼絲牛筋管連接井點管及總管，連接處用鐵絲綁扎牢固防止漏氣。

5.3 真空泵安裝

根據(jù)結算結果，選用抽水量50 m3，揚程10 m，工作水壓力≥25 MPa，功率65 kW的真空泵。降水過程中注意管道及水泵的保護，真空泵應放置平穩(wěn)注意散熱及防水并安排專人看管。

5.4 抽氣排水

真空泵與總管連通后，接通電源，即可進行試抽水，將水排入甲方指定位置并考慮降水的綜合利用。排水過程中應檢查井點管與總管連接處有無漏氣、淤塞情況，出水是否正常，如有異常情況，應立即檢修。

隨時觀察出水口狀況，出水規(guī)律為“先大后小，先渾后清”，如出水為清水則一切正常。排水過程中應保持連續(xù)不斷抽水，現(xiàn)場配備放電機以防斷電堵管，并對基坑周圍進行沉降觀測，如發(fā)現(xiàn)基坑邊坡發(fā)生沉陷位移時及時采取防護措施。

6 實際降水效果

從降水井投入運行連續(xù)排水3 d后進行基坑試開挖，開挖到標高-4m處發(fā)現(xiàn)土層無明顯滲水和積水現(xiàn)象，具備開挖條件。連續(xù)降水持續(xù)到第5 d，人工清理基礎到標高-4.3m處發(fā)現(xiàn)土層密實無滲水且基礎承載力強，基坑周邊邊坡穩(wěn)固無裂縫位移現(xiàn)象，降水效果非常明顯，經(jīng)設計、監(jiān)理、檢測、施工單位隱蔽工程驗收，基礎工程滿足工序施工條件，能夠保障后續(xù)單元工程的正常進行。

7 結語

根據(jù)黃水東調麻灣四干泄水閘設計圖及施工現(xiàn)場實際情況，通過精確計算合理布置降水井點有效降低了地下水位，提高了基坑土體的承載力及穩(wěn)定性，為泄水閘基礎施工創(chuàng)造了開工條件，并縮短了工期，為全干渠沿線同類工程提供了參考依據(jù)。輕型井點降水施工簡便、降水效果良好、工程造價較低，在魯北濱海黃泛平原區(qū)同類水利工程中有廣泛的應用價值。