深井工程降水在施工中的實踐應(yīng)用

吳淑萍

一、工程概況

姚郢排澇站位于安徽省蚌埠市懷遠縣，工程區(qū)位于懷洪新河右岸原姚郢排澇涵東北側(cè)50m。新建泵站采用閘站結(jié)合形式，主要功能為自排和抽排，排澇標(biāo)準10年一遇，排澇總面積約39km2，設(shè)計抽排流量22m3/s，設(shè)計自排流量22m3/s。

泵站工程等別為Ⅲ等，主要建筑物按3級水工建筑物設(shè)計，穿堤涵閘與堤防級別一致為2級。泵室內(nèi)安裝4臺1400ZLB立式軸流泵，配套電機YL630-16，單機400kW，總裝機容量1600kW。

二、場地水文地質(zhì)條件

1.地層巖性

地層自上而下為：

素填土（Q4ml）：成分以輕粉質(zhì)壤土、砂壤土為主，灰黃色，結(jié)構(gòu)松散。層厚0.60～5.00m。

1層（Q4al）：中粉質(zhì)壤土，灰黃色，軟可塑，濕。高壓縮性土。層厚0.70～1.50m，層底高程18.38～16.76m。普遍分布，局部被挖除。

2層（Q4al）：砂壤土、輕粉質(zhì)壤土，局部夾中粉質(zhì)壤土，黃色，松散～稍密/軟塑，濕。高壓縮性土。層厚0.50～2.70m，層底高程16.98～16.03m。普遍分布。

3層（Q3al）：重、中粉質(zhì)壤土，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，灰、灰黃色，硬可塑，上部約1.0m厚為軟可塑，濕。中等壓縮性土。層厚2.35～4.70m，層底高程13.86～12.13m。普遍分布。

4層（Q3al）：極細砂，層頂一般為砂壤土，黃色，稍密～中密，飽和。低壓縮性土。該層僅少數(shù)鉆孔揭穿，可見層厚10.40～11.80m，層底高程 3.24～0.52m。

5層（Q3al）：重粉質(zhì)壤土，褐黃色，軟可～硬可塑，濕。中等壓縮性土。該層僅少數(shù)鉆孔揭穿，可見層厚3.70～2.20m，層底高程-0.34～-1.69m。

6層（Q3al）：輕粉質(zhì)壤土與細砂互層，灰黃色，密實，飽和。低壓縮性土。該層未揭穿，最大揭露厚度5.50m，相應(yīng)底高程-7.18m。

2.水文地質(zhì)條件

工程區(qū)地表多為第四系松散沉積物，地下水主要是其中的孔隙水，根據(jù)地下水賦存和埋藏條件，將區(qū)內(nèi)地下水劃分為第四系孔隙潛水和孔隙承壓水。

孔隙承壓水主要賦存于粘性土隔水層以下的4層極細砂及6層輕粉質(zhì)壤土與細砂互層中，為區(qū)內(nèi)主要含水層，承壓水頭隨季節(jié)變化明顯，懷洪新河為區(qū)內(nèi)最低排泄基準面?？菟陂g地下水向懷洪新河排泄，汛期河流地表水補給地下水。

勘察期間測得地下水位埋深2.40～7.30m，高程16.83～16.34m，同期懷洪新河水位17.58m，河水位高于地下水位。

三、降水施工的方案選用

深井降水施工較為簡單，在施工現(xiàn)場也比較好控制，目前在淮河流域應(yīng)用較廣。結(jié)合該工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件及基坑開挖深度，選用深井降水方法進行施工。

1.降水井井身參數(shù)

降水井深度：15～16m；降水井井徑：Ф500mm；濾水管管徑：Ф400mm（無砂管）；濾料：Ф2～4 mm（細礫石）；降水井間距：10～15m。

2.降水井布置

降水井的布置是保證降水效果的一個重要環(huán)節(jié)。此次降水工程井點的布置一般間距為10～15m，基于基坑形狀呈長方形，西側(cè)緊鄰懷洪新河，堤防兩側(cè)補給源大小不一，因此對補給源較大的基坑（西側(cè)）降水井間距進行加密布置，降水井間距為10m，其余各側(cè)降水井間距均為15m；降水井距基坑周邊距離為1.0m。

3.施工技術(shù)措施

由于基坑上部含水層屬中粉質(zhì)壤土，地下水位較高變化較大，地下水主要接受大氣降水和地下管線滲漏補給，其含水介質(zhì)滲透性差，因此，含水層進行降水具有一定的難度，為了確?；咏邓Ч诓季褪┕ぶ胁捎萌缦聨讉€方面的技術(shù)措施：

（1）加深降水井深度

從水文地質(zhì)資料分析，含水介質(zhì)為粉土夾粉砂、粉砂，滲透性強，涌水量大，因此加大降水井深度，增大滲流梯度，確保降水效果。

（2）合理布井

依據(jù)基坑平面形態(tài)，基坑內(nèi)側(cè)地下水的補給源較小，外側(cè)補給源相對較大，因此布置降水井時，外側(cè)加密布井，內(nèi)側(cè)可增大降水井間距。

（3）完善成井工藝，確保成井質(zhì)量

由于降水涉及到的含水層屬粉砂含水層，且各含水層滲透性較差，含水層賦存層位變化較大，因此只有完善成井工藝才能確保成井質(zhì)量。在降水井施工過程中，采用多次反復(fù)、內(nèi)部循環(huán)洗井法成井。

（4）加設(shè)引排設(shè)施

依據(jù)該工程水文地質(zhì)條件，含水層含水介質(zhì)均為粉土夾粉砂、粉砂土，持水度大，均勻性差。基于上述特征，在施工中如出現(xiàn)坑壁、坑底滲水現(xiàn)象，采用加設(shè)引排設(shè)施，以確?；蛹盎A(chǔ)施工的正常進行。

四、降水井施工

1.工藝流程

圖1 井管封井示意圖

井點測量定位→挖井、安放護筒→鉆機安裝、就位→鉆孔→安裝井管→回填井管與孔壁間濾料（粗砂或礫石）→洗井→井管內(nèi)下水泵、安裝抽水控制電路→試抽水→井點正常工作→降水完成拔泵→封井。

2.主要施工方法及技術(shù)要求

（1）成孔：采用直徑Φ500mm反循環(huán)鉆機成孔，泥漿比重＜1.05。下管前保證井底沉渣厚度不大于20cm，方可下放濾管。

（2）井管安裝：井管安放嚴格按現(xiàn)場技術(shù)交底進行，用4根竹片和10號雙鐵絲捆綁；管口內(nèi)壁不錯位，選擇透水性良好的濾管安裝于含水層對應(yīng)部位。

（3）填礫：填礫前井管必須居中，使填礫厚度均勻，濾料應(yīng)從井管兩側(cè)慢慢對稱填入，以防濾料中途卡塞及井管錯位，填至井口1～2m時用粘土填實。

（4）洗井：洗井為關(guān)鍵性工藝，在濾料充填完之后，要立即進行洗井，洗井采用井管外注清水循環(huán)法工藝，抽、停交替，直至水清砂凈為止。洗井結(jié)束前測量井深，清理井底，使井底沉淀小于0.3～0.5m。

（5）下泵：下泵深度距井底1.0～2.0m。

（6）井點保護：降水井施工完成后，降水井井管應(yīng)高于自然地坪20cm，并加井蓋予以保護，對深井管周圍進行硬化處理。

（7）觀測記錄：應(yīng)及時、準確地記錄觀測井水位，以檢驗施工方案的正確性。必要時對方案作適當(dāng)調(diào)整，以確?；咏邓Ч?/p>

3.降水井施工監(jiān)測：

（1）在洗井過程中監(jiān)測井深、地下水位變化，并實時進行試驗抽水，確定各單井涌水量，為選擇降水泵型提供參數(shù)。

（2）降水工作開始后每天早、中、晚對降水井水各測一次，以便及時掌握降水效果。

（3）地下水位達到穩(wěn)定后，確保每天觀測一次水位，依據(jù)地下水位變化歷時曲線，調(diào)整水泵投入量，達到降低能耗、保護地下水資源目的。

（4）每兩天測量一次降水井深度，掌握降水井沉砂量，以便發(fā)現(xiàn)失效的降水井，做到及時處理，延長降水井壽命。

4.降水運行控制

（1）試運行。首先準確測定各井口和地面標(biāo)高、靜止水位，然后開始試運行，以檢查抽水設(shè)備、抽水與排水系統(tǒng)能否滿足降水要求。

在降水井的成井施工階段要邊施工邊抽水，即完成一口投入運行一口，力爭在基坑開挖前，將基坑內(nèi)地下水降到基坑底開挖面以下1～2m深。水位降到設(shè)計深度后，即暫停抽水，觀測井內(nèi)的水位恢復(fù)情況。

（2）降水運行中的水位和出水量的控制。

降水井在基坑開挖前20d進行，以便提前疏干地層滯水，降低地下水位，提高土層自穩(wěn)能力，順利進行無水作業(yè)。

降水井抽水時，潛水泵的抽水間隔時間自短至長，降水井內(nèi)每次抽水后，應(yīng)立即停泵，對于出水量較大的井每天開泵抽水的次數(shù)應(yīng)適當(dāng)增多。

降水運行期間，現(xiàn)場實行24h值班制，降水運行過程中做好記錄，及時分析整理，以合理指導(dǎo)降水工作，提高降水運行的效果。

5.封井方案

因為該工程降水井布置在基坑外，且地下水為弱承壓層，以后對泵站結(jié)構(gòu)的危害較小，故采用一般封井方法。降水結(jié)束以后提出抽水水泵，向井內(nèi)填充黏土，距地面2m范圍內(nèi)灌入C15素混凝土并用振動棒振搗密實。具體見圖1。

五、結(jié)語

通過施工中的監(jiān)測，對降水作業(yè)進行動態(tài)分析，證明在該工程中選用深井降水技術(shù)是符合工程實際的，實施成效顯著，在施工期間取得了最佳的施工質(zhì)量和社會經(jīng)濟效益，具有一定推廣價值