地下工程井點(diǎn)降水之排水再利用探索

馬忠喜

上海廣聯(lián)環(huán)境巖土工程股份有限公司 上海 200444

為解決膠東地區(qū)缺水嚴(yán)重的局面，優(yōu)化山東半島地區(qū)水資源配置，保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，山東實(shí)施黃水東調(diào)工程，從東營(yíng)向?yàn)H坊平原水庫(kù)引黃調(diào)水，年年供水量3.15億m3。工程需改造麻灣干渠47.71km，設(shè)計(jì)輸水流量為60～20m3/s。在麻灣干渠施工過(guò)程中，由于地下水位高水量大，采取了輕型井點(diǎn)降水等措施。

1 工程概況

麻灣干渠總長(zhǎng)47.71km，屬于黃水東調(diào)輸水干渠的一部分，從麻灣引黃閘至廣南水庫(kù)1號(hào)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(shè)計(jì)樁號(hào)（46+232）處，為開(kāi)敞式水閘；閘室主體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)共1孔，單孔凈寬4m；箱涵為單孔，凈寬4.0m，凈高2.5m，長(zhǎng)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(shè)計(jì)底高程低于廣蒲河河水水位，給施工帶來(lái)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(zhì)量、進(jìn)度、安全及工程效益。根據(jù)地勘資料，本場(chǎng)地范圍內(nèi)，從上到下的地層及其他特征依次為：（1）圓礫：黃褐色，圓形、亞圓形，磨圓度較好，一般粒徑為0.2～3cm。由硬質(zhì)巖組成，充填較多量的中砂，局部夾有較大粒徑卵石，卵石粒徑約10～30cm，卵石與圓礫層局部出現(xiàn)互層狀態(tài)。飽水狀態(tài)，中密～密實(shí)。場(chǎng)地內(nèi)均存在，厚度為6.50～10.20m左右；（2）中砂：黃褐色，主要礦物成分為石英、長(zhǎng)石及云母等，飽水，密實(shí)狀態(tài)，含有較多圓礫及少量卵石，卵石粒徑約10～20cm，局部出現(xiàn)圓礫與中砂互層現(xiàn)象，輕微膠結(jié)，揭露厚度為6.40m。

2 降水方式選取和優(yōu)點(diǎn)

綜合沿黃地區(qū)地類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，常用的降水方式主要為：明溝排水、管井井點(diǎn)降水、輕型井點(diǎn)降水、噴射井點(diǎn)降水、電滲井點(diǎn)降水等方式。麻灣四干泄水閘基坑面積140.6m2，基坑開(kāi)挖深度4.3m，地下水位-1.5m。含水層土質(zhì)主要是砂壤土、粉砂，受場(chǎng)地和基礎(chǔ)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(chǎng)地平順適合布設(shè)排水管，通過(guò)水文地質(zhì)分析確定選用輕型井點(diǎn)降水方式進(jìn)行泄水閘基坑降水。采取輕型井點(diǎn)降水的優(yōu)勢(shì)有：井點(diǎn)降水管材選用種類多，可以選用PVC管、PPR管、無(wú)縫鐵管等，本工程經(jīng)選比采用PPR管；井點(diǎn)管及總管安拆方便，布置使用靈活；管材管件可重復(fù)利用降水費(fèi)用較低；降水效果好，占用周邊場(chǎng)地少，影響范圍小，開(kāi)挖量相對(duì)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。

3 井點(diǎn)降水施工工藝

3.1 放線定位

根據(jù)計(jì)算后的井點(diǎn)管間距，在距基坑外邊緣1m處撒白灰線進(jìn)行井點(diǎn)管位置定位，間距為2.57m，如遇管道、樹(shù)根、大石塊等可適當(dāng)調(diào)整井點(diǎn)位置。

3.2 管井井點(diǎn)布置

采用管井點(diǎn)降水方法進(jìn)行降水，降水深度為基礎(chǔ)面以下1.00m，沿基礎(chǔ)周圍在保證不影響土建施工位置鉆井，預(yù)留出安全距離。實(shí)際施工中，消力池末端要求水位最低，布置7眼降水井，距離消力坎最遠(yuǎn)8.00m，最近4.00m，間距8.50m；上部陡坡段布置3眼降水井，距下部陡坡段6.00m，間距15.00m；左右翼墻外側(cè)各布置1眼降水井，距離翼墻底板2.00m，距離上下游兩排降水井30.00m。降水井井深均為18.00m，井徑600㎜，下入400㎜鋼筋籠，總計(jì)布降水井12眼。排水管線通過(guò)翼墻底板外側(cè)向下游進(jìn)行排水，防止水流倒灌進(jìn)基坑在下游修建一條圍堰。

3.3 沖孔

由于本工程含水層土質(zhì)基本是砂壤層、粉砂層，土質(zhì)疏松適用高壓水沖擊成孔，成孔深度7.5m，井點(diǎn)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(yù)留20cm。23根井點(diǎn)管全部下完后，在基坑周圍布設(shè)110mmPVC總管，總管在每處井點(diǎn)位置安裝三通，通過(guò)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(diǎn)管及總管，連接處用鐵絲綁扎牢固防止漏氣[1]。

3.4 抽氣排水

真空泵與總管連通后，接通電源，即可進(jìn)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(guò)程中應(yīng)檢查井點(diǎn)管與總管連接處有無(wú)漏氣、淤塞情況，出水是否正常，如有異常情況，應(yīng)立即檢修。隨時(shí)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(guò)程中應(yīng)保持連續(xù)不斷抽水，現(xiàn)場(chǎng)配備放電機(jī)以防斷電堵管，并對(duì)基坑周圍進(jìn)行沉降觀測(cè)，如發(fā)現(xiàn)基坑邊坡發(fā)生沉陷位移時(shí)及時(shí)采取防護(hù)措施。

4 井點(diǎn)降水排水再利用

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)動(dòng)車進(jìn)入了城市普通居民家庭。據(jù)鄭州市公安交通管理信息統(tǒng)計(jì)，截止2010年1月底鄭州市區(qū)機(jī)動(dòng)車保有量在58萬(wàn)輛左右。按市區(qū)的機(jī)動(dòng)車平均每周清洗1次，參考成都市關(guān)于洗車用水定額的規(guī)定，轎車、微型客車、微型貨車洗車用水定額從180L/輛·次，1年有效周設(shè)為50周，1年洗車用水量為 58×104×1×180×50=5.22×106m3/a。按鄭州市特種行業(yè)用水10.1元/m3計(jì)，每年洗車用水成本為5272.2萬(wàn)元。如將該工程所排水用于洗車行業(yè)，整個(gè)降水工程周期內(nèi)共排水50×5400=27×105m3，可洗車150萬(wàn)輛，節(jié)約自來(lái)水費(fèi)用272.7萬(wàn)元，取得的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是非常可觀的。井點(diǎn)降水除用于上述各領(lǐng)域之外，還可根據(jù)水質(zhì)狀況用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、景觀河道用水、市政雜用、居民區(qū)雜用等，在此不再詳細(xì)敘述。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)黃水東調(diào)麻灣四干泄水閘設(shè)計(jì)圖及施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，通過(guò)精確計(jì)算合理布置降水井點(diǎn)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(chǔ)施工創(chuàng)造了開(kāi)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(diǎn)降水施工簡(jiǎn)便、降水效果良好、工程造價(jià)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(yīng)用價(jià)值。