水利工程施工降水方案淺析

李 碩

水利工程涉及的工程地質(zhì)情況復(fù)雜，工程建筑物常處于高地下水位處，為保證基坑開挖時的施工安全和施工質(zhì)量，基坑開挖時應(yīng)保證地下水位降低至最低開挖面0.5m以下。因此，在基坑開挖的過程中若遇到地下水較大，集水抽排無法滿足排水需求時，施工降水則成為施工中必不可少的一項措施。

1. 工程概況

本項目為：地下混凝土箱涵，全長6.53km，采用 2 孔 3.0×3.3m（寬×高）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，共436個管節(jié)。

標(biāo)段經(jīng)工程勘測得知地質(zhì)情況如下：地下表層土為0.8～0.9m厚的雜填土，其下為含黏土的粗砂土層。

采用管井降水的方式進(jìn)行施工降水工程施工。

2. 地質(zhì)和水文條件

2.1 地質(zhì)概況

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及勘察成果，勘探深度（45m）范圍內(nèi)，工程區(qū)的地層為第四系全新統(tǒng)地層，大部分為沖洪積成因，局部夾有湖沼積成因的地層。現(xiàn)將地層有老至新分述如下。

第四系全新統(tǒng)下段沖洪積（Q41 al+pl）地層：巖性主要有壤土、粘土，局部夾有砂壤土、細(xì)砂透鏡體。

第四系全新統(tǒng)中段沖洪積（Q42al+pl）地層：巖性主要有細(xì)砂、中砂、粗砂、壤土及砂壤土等。

第四系全新統(tǒng)中段湖沼積（Q42l+h）地層：巖性主要有粘土、壤土、砂壤土等，局部夾有粉砂、細(xì)砂。

第四系全新統(tǒng)上段沖洪積（Q43al+pl）地層：巖性主要包括壤土、砂壤土、細(xì)砂等，局部分布有黏土、粉土及粉砂薄層。

第四系全新統(tǒng)人工堆積 （Q4r）地層：巖性主要為素填土及雜填土，色雜，松散～中密，干渠的局部渠段分布。

2.2 水文條件

工程現(xiàn)場現(xiàn)狀屬季節(jié)性輸水灌溉渠道，兼有向城市供水任務(wù)后將變?yōu)槌Ｄ晷暂斔汕?。工程區(qū)地下水類型為第四系孔隙潛水，地下水埋深2.5-10m左右。

3. 分析計算過程

井點(diǎn)管長9m，直徑50cm；濾管長1.2m，直徑50cm；

3.1 井點(diǎn)系統(tǒng)的布置

根據(jù)箱涵一般段管身的尺寸，確定基坑下口尺寸：箱涵每邊預(yù)留1m的工作面，則每倉下口為15×9.3m2。

一是井點(diǎn)管平面布置

井點(diǎn)管距離基坑邊1.0m布置?；佣踢吘c(diǎn)管中心至基坑中心的水平距離為（基坑開挖按1∶1.25，深度按6.7米計算）

L=7.3/2+1+6.7/1.25+1=11.01m

二是井點(diǎn)管埋設(shè)深度布置

井點(diǎn)管上端外露地面0.2m。

H′≥H1+h+IL,所以 h≤H′-H1-IL

h=(9-0.2)-6.7-11.01×1/10=0.999m>0.5m

相關(guān)規(guī)范要求，基坑開挖時應(yīng)保證地下水位降低至最低開挖面0.5m以下。

此時經(jīng)坑中心處的水位降落值（滄州段地下水在2.5m以下，取值2.5m）：

S=6.7+0.999-2.5=5.199m

井點(diǎn)管水位降落值：

S′=（9-0.2）-2.5=6.3m

3.2 計算涌水量

由上計算值濾管下端在地面以下9-0.2+1.2=10m，需確定抽水有效影響深度 H0。

S′/（S′+l）=6.3/（6.3+1.2）=0.84

查表插入算得：

H0=1.86×（S′+l）=1.86×（6.3+1.2）=13.95m

抽水影響半徑：環(huán)形井點(diǎn)假想半徑：

其中

則每400米需井點(diǎn)管50根。

3.4抽水設(shè)備選用

水泵所需流量：Q1=1.1Q=1.1×3489.05/3=1279.32m3/d

水泵的吸水揚(yáng)程：

hs≥h+△h=（9.0-0.2）+1.2=10.0m

綜上所述：井點(diǎn)管長9m，直徑50cm；濾管長1.2m，直徑50cm；井點(diǎn)管距離基坑邊1.0m布置，降水每400為單位，間距取16m，需井點(diǎn)管50根；根以每米100米為降水單位工程：

4. 降水井施工簡介

4.1 施工工藝流程

設(shè)備、材料進(jìn)場——測量定井位、鉆機(jī)就位——成孔——下井管——填濾料——洗井——下放水泵——抽水

4.2 工藝要點(diǎn)

一是成孔，確?？讖匠叽?，深度大于設(shè)計深度，以考慮抽水期間沉淀物可能達(dá)到的沉積高度所產(chǎn)生的影響，并保證鉆孔圓正垂直。

二是下井管，井管采用水泥礫石濾水管，每節(jié)長2.0m，利用汽車吊分節(jié)吊放。井管接頭處用尼龍網(wǎng)包裹嚴(yán)密，下到設(shè)計深度，頂部高出地面20cm，并采取措施加以臨時保護(hù)。

三是填濾料，井管到達(dá)設(shè)計深度后，適當(dāng)稀釋井內(nèi)泥漿，然后立即在井管周圍灌填濾料。濾料采用人工沿井孔四周均勻連續(xù)填入，濾料填至井口下1m處，其上用粘土回填。濾料采用φ3～7mm干凈石屑。

四是洗井，完成濾料灌填后，按規(guī)定進(jìn)行洗井。在成井后8h內(nèi)，將污水泵放入井底反復(fù)抽洗，保證滲水效果，洗井過程中觀測水位及出水量變化情況。