管井井點(diǎn)降水在海子灣水庫泄洪閘工程中的應(yīng)用

崔曉云

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

1 海子灣水庫工程概況

海子灣水庫位于右玉縣海子灣村下游2 km的蒼頭河上，控制流域面積2 022 km2，總庫容為980萬m3，工程等別為Ⅳ等，屬?。?）型水利工程。

樞紐工程由大壩和泄洪閘組成。大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程1 266.0 m，最大壩高10 m，壩頂長78 0 m，壩頂寬6 m；泄洪閘布置于主河槽段，共7孔，孔口尺寸6 m×6 m，設(shè)計(jì)最大泄量804 m3/s，泄洪閘總寬度為59 m，位于大壩軸線0+371.5～0+428.5之間，由進(jìn)口段、閘室段、陡坡及消力池段、海漫與防沖槽段組成，總長度為128 m。

2 泄洪閘工程地質(zhì)和地下水位情況

設(shè)計(jì)地質(zhì)資料分析：泄洪閘部位上部地層為低液限粉土、低液限黏土、含砂低液限黏土，厚度0.5～1.5 m之間；下部地層為中粗砂、礫砂、砂礫石層，滲透系數(shù)為20.7 m/d，厚度5～3 0m。

泄洪閘底板高程1 256.0 m，長21 m，厚1.5 m，上、下游各設(shè)一齒墻，深入底板以下1.0 m；陡坡段長5 m，縱坡1:6.25，底板厚1.5 m；消力池水平段長19 m，底板頂面高程1 255.2 m，池深0.8 m，底板厚度1.2 m；下游防沖槽段最低高程1 253.0 m。泄洪閘部位原地面高程1 256.5 m～1257.5 m之間。從地質(zhì)資料分析，整個(gè)泄洪閘段全部坐落在含礫的中粗砂層中。實(shí)際開挖觀測該處地下水位在高程1 256.0 m左右，施工最大降水深度約4 m，因此，泄洪閘底板的施工全部在地下水位以下進(jìn)行。為保證順利施工，必須考慮施工期降排水。

3 施工降水方法的選定

按照降水機(jī)理的不同，施工降水分為重力式降水和強(qiáng)制式降水兩種。重力式降水又叫排水溝及集水井降排水，是普遍常用的一種基坑降水方式，適用于基地為基巖或粒徑較粗、滲透系數(shù)較大的砂卵石覆蓋層。強(qiáng)制式降水又叫井點(diǎn)法降水，其適用于粉、細(xì)沙或地下水位較高、挖基較深、坑壁不易穩(wěn)定和用普通排水方法難以解決的基坑，強(qiáng)制式降水是通過對地下水施加作用力來促使地下水的排出，從而達(dá)到降低地下水位的目的。根據(jù)井點(diǎn)的布置方式、施加作用力的方式以及抽水設(shè)備的不同，井點(diǎn)降水一般有輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、射流泵井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井井點(diǎn)和深井井點(diǎn)等方法。依據(jù)參考資料各種井點(diǎn)法使用范圍如表1所示。

表1 各種井點(diǎn)法的使用范圍

本工程地層為含礫的中粗砂層，滲透系數(shù)為20.7 m/d，降水深度最大為4 m左右，管井井點(diǎn)降水法比較合適，同時(shí)請教有關(guān)專家最終確定采用管井井點(diǎn)降水方式。

4 管井井點(diǎn)的布置

根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)和參考資料對整個(gè)泄洪閘管井進(jìn)行詳細(xì)布置，管井在基坑開挖線外2 m布置，閘室和消力池段每個(gè)井間距12 m，海漫段間距放寬到18 m，每眼井深度12 m。由于閘室段、消力池以及海漫段分期進(jìn)行開挖施工，又在陡坡段和消力池下游海漫部位分別增加一排管井。整個(gè)泄洪閘四周共計(jì)布置管井40個(gè)。

5 管井井點(diǎn)施工

5.1 工藝流程

測放井位→埋設(shè)護(hù)口管→鉆孔→吊放井管→回填濾料→洗井→安泵試抽

5.2 施工程序

1）測放井位。根據(jù)降水點(diǎn)平面布置圖測放井位，當(dāng)布設(shè)的井受地面障礙或施工條件的影響時(shí)，現(xiàn)場可適當(dāng)調(diào)整。

2）埋設(shè)護(hù)口管。人工開挖井口1.2 m深，安放護(hù)口管，管外部用黏性土回填密實(shí)，防止鉆孔時(shí)管外返漿。護(hù)口管1.5 m長，外漏0.3 m。

3）鉆孔。采用沖擊鉆鉆孔，鉆頭直徑600 mm，泥漿護(hù)壁。鉆孔至設(shè)計(jì)深度后清除孔內(nèi)雜物。

4）吊放井管。井管采用內(nèi)徑300 mm的無砂混凝土管，采用鉆機(jī)緩緩下放，當(dāng)管口與井口相差20 cm時(shí)接上節(jié)管，接頭處用尼龍網(wǎng)包裹嚴(yán)實(shí)，以免擠入泥沙於塞井管，豎向用4條3 cm寬、長2～3 m的竹條固定井管。吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，為防止雨水泥沙或異物掉入井內(nèi)，井管高出地面不小于20 cm，并臨時(shí)用水泥袋包裹加以保護(hù)。

5）回填濾料。井管下入后立即回填濾料。濾料采用噴射混凝土使用的豆粒石，粒徑不大于10 mm。濾料人工沿井孔四周均勻連續(xù)填入，最終將泥漿擠出井孔。填料時(shí)，隨填隨測填入高度，當(dāng)填入量與理論計(jì)算量不一致時(shí)，及時(shí)查找原因。洗井后如濾料下沉過大，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)填。

6）洗井。采用下泵試抽洗井，用潛污泵反復(fù)進(jìn)行抽洗，直至水清沙凈。洗井在成井后盡快進(jìn)行，以免時(shí)間過長，護(hù)壁泥皮逐漸老化，影響滲水效果。洗井過程中觀測水位及出水量變化情況。

7）安泵試抽。洗井完，出水量正常且一直保持清水，提起潛污泵，下放潛水泵進(jìn)行正式排水。水泵選用2.2kW兩英寸潛水泵，揚(yáng)程20m，流量10m3/s。水泵安放在距離井底2m處，以防底部細(xì)粒淤積堵塞水泵。在排水過程中，派專人看護(hù)水泵和觀測每個(gè)井的水位變化情況。

6 管井井點(diǎn)降水效果

管井打成一眼后馬上安泵抽水，消力池段四周18眼井最先完成，開始全面降水，兩天后井內(nèi)水位已經(jīng)下降到基礎(chǔ)面以下，隨即進(jìn)行開挖。開挖后的基坑底部砂層雖然濕潤，但無明水出漏，開挖邊坡沒有滲水出現(xiàn)，且比較穩(wěn)定，其他部位的開挖按1:0.75放坡也沒有發(fā)生坍塌現(xiàn)象，比原先預(yù)定的邊坡1:1.5減少了一定的開挖量。說明管井井點(diǎn)降水效果非常理想，為后續(xù)的混凝土澆筑創(chuàng)造了良好的施工條件。隨后用同樣的方法，完成了泄洪閘其他部位的施工。

7 結(jié)語

海子灣水庫樞紐泄洪閘工程施工中，采用管井井點(diǎn)降水方法，效果顯著。從施工成本核算來看，打井40眼，每個(gè)井成本約需5 000元，共計(jì)多投入約20萬元，但減少的開挖工程量又節(jié)省了一定的施工成本；從施工現(xiàn)場管理來看，管井井點(diǎn)降水管理方便，人員設(shè)備投入相對較少，同時(shí)也方便下基坑施工道路的布置；再從基坑邊坡穩(wěn)定以及后續(xù)鋼筋混凝土施工能夠順利快速進(jìn)行等總體來考慮，采用管井井點(diǎn)降水方法為最佳方案，成功經(jīng)驗(yàn)值得類似工程借鑒。