某排灌站深基坑深井降水淺析

閆如玉

某排灌站為淮河干流花園湖行洪區(qū)調(diào)整和建設工程一拆除重建工程，泵站布置總長90m,泵室共3 孔，主體結構長10m，寬12m。施工場地地面高程約17.2m。建基面高程7.6m，局部齒槽底高程7.1m，基坑開挖深度10m，屬深基坑。地下水位高程13.3m，為保證干地施工，需采取降排水措施。

一、地質條件

工程區(qū)地震動峰值加速度為0.15g，相應地震基本烈度為Ⅶ度，地層分布見表1。該排灌站建基面高程為7.6m，建筑物基礎均位于⑧層輕粉質壤土中，允許承載力170kPa，滲透性中等，下伏⑨層粉質粘土，厚10.0m，承載力200～240kPa，工程地質條件較好?；炷僚c⑧層土摩擦系數(shù)采用0.33。

表1 地層分布表

二、基坑深井降水

根據(jù)此工程工況，輕型井點降水及管井降水均不滿足，故采用深井降水，以滿足工程干地施工需要。

（一）深井規(guī)劃

1.深井涌水量估算

（1）降水基坑形式確定

降水井共布置兩排，沿基坑長向兩側布置。

需降水基坑長B 為100m，降水基坑寬C 為24m，B ∶C=4.17<10，基坑涌水量計算按非窄長式基坑形式、四周來水量進行設計計算。

（2）四周來水總量計算

要求降水深度：s=13.3-6.1=7.1m

含水層主要為第⑧層，厚度：H=4m

式中：

K—滲透系數(shù)，計算時取1×10-3cm/s，即K=0.86m/d；

A—來水斷面面積為含水層的厚度與基坑周長的積。

2.確定井管埋設深度

H=h1+h2+△h+IL1+L

式中：

h1—地下水位至基坑底面的距離13.3-7.1=6.2m；

h2—井管埋設面至基坑面的距離15.3-13.3=2.20m；

△h—降水地下水位至基坑底面的安全距離，為保險起見取1.0m；

I—降水曲線坡度，一般取1/10；

L1—井管中心至基坑中心的水平距離13m；

L—濾管長度，取7.0m。

代入上式，計算可得H=6.2+2.0+1.0+13×0.1+7=17.5m

考慮沉砂管1.0m 及井座0.5m，實際井深為7.5+1.0+0.5=19.0m,取19m 深。

3.確定井管數(shù)量、間距及抽水設備

（1）單根井管抽水量

式中：K—滲透系數(shù)0.86÷24=0.036m3/h；

H—含水層厚度4m；

S—降水深度6.2m；

R0—影響半徑12.6m；

rm—濾管半徑0.2m。

代入上式計算可得

q=1.5m3/h

（2）確定井管數(shù)量n

n=1.1×270/24/1.5=8.25

按兩側布置，為了便于布置和更有效降水，井管數(shù)量取10 口。

（3）確定井管之間距離D

D=90/4=22.5m

（二）降水井施工

1.降水深井施工

施工進場后做施工準備。場地地面高程在17.3m 左右，地下水位在13.3m，確定鉆井平臺高程15.3m，高出地下水位2m。進場后先進行土方開挖至鉆井平臺高程。然后測量定位、確定高程，挖埋鉆孔護筒，制配合格泥漿，鉆機就位，報請批準開鉆，鉆成孔，安裝井筒，回填粘土及砂礫，洗井，抽水及監(jiān)控。降水井成孔80cm，成井內(nèi)徑40cm。

2.鉆探成孔

采用XY-600 型鉆探設備鉆探成孔?？讖桨丛O計要求選用直徑800mm 三葉或四錐形鉆頭，一次成孔。配套水泵為BWT450/12 泥漿泵，最大工作壓力不低于1.2MPa，輸漿量不低于5L/S，可鉆性控制在2.5～4m/h。嚴格控制泥漿比重1.1～1.2，泥漿粘度18～20s，含砂量小于5.0%，一般自鉆孔流出的比重在1.2～1.3，經(jīng)高位池沉淀過濾后入低位池，經(jīng)檢測合格方可送到鉆孔循環(huán)。

3.安裝井筒

為保持鉆孔與井管同心，井外壁綁扎導向木塊，鉆架不移動，用原鉆架吊裝混凝土管，在復量孔底高程無誤后，填寫記錄。底端先配置一節(jié)混凝土盲管，用硬木托盤及鋼絲繩攬吊，徐徐下落孔內(nèi)，直至預定深度。盲管上接濾管，對好企口，外壁包一層80目尼龍濾布，兩管接頭200mm，用無紡布包扎，其外再用3～4 根毛竹片豎向固定，用10#鍍鋅鐵絲箍緊。10m 高程以上用盲管。

設計80 目濾布的網(wǎng)，孔徑為（25.4-17.66）/80=0.09mm，與含水層細砂平均粒徑比約為1 ∶1.3。

4.濾料回填及粘土止水

混凝土管與鉆孔之間原有約10～13cm 的環(huán)形空間，先用備好的砂礫回填，形成過濾器，填到含水層頂板高程▽10.0m 后，改填硬可塑的粘土球，分層搗實，直到上端管頂。濾料規(guī)格為粗砂，細度模數(shù)為3.5 左右，經(jīng)篩分測算回填砂礫及粘土球計量復核，嚴防斷空。

5.洗孔、抽水

井管安裝回填后立即進行洗孔，不可拖延。為此，在打井前做好排水管槽，以潛水泵大幅度降水抽水為主，效果不明顯時改用活塞拉抽局部真空法洗井，必要時可用焦磷酸鈉破漿。

洗井后，出水量達到設計標準，即開始正式抽水，并且通過觀測孔測記地下水位。第一口井布置在泵室主體側，作為試驗井，分析驗證滲透系數(shù)和抽水影響半徑。邊成井邊測量邊分析邊改進邊加井，直到基坑水位降到設計標準。

6.降水井運行維護

降水井一經(jīng)運行，不得停止，直到主體結構施工到規(guī)定高程，滿足停止抽水方可。抽水泵按井數(shù)量1.5 倍配置，配備柴油發(fā)動機作為應急預案。運行人員按三班配置，落實責任，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

三、基坑降水效果

該工程基坑降水根據(jù)開挖深度、水文地質條件，采用深井降水方案，施工中檢測數(shù)據(jù)與設計計算吻合，確保了工程順利施工，保證了工程質量及工期，工程降水效果良好■