提高水閘基坑井點(diǎn)降水效果的措施研究

洪 飛 洪 潮 李京輝

(中交水利水電建設(shè)有限公司，浙江 寧波 315200)

對(duì)于大多數(shù)水利工程而言，為了保證工程施工安全，需要在工程外圍筑造圍堰保持干地施工。而若要保持干地施工常常需要進(jìn)行基坑地下水的抽排工作，施工中根據(jù)工程的具體特點(diǎn)，常采用明溝排水、井點(diǎn)降水、管井降水等降水工藝。對(duì)于水閘工程施工，一般基坑開挖的深度不深，井點(diǎn)降水被廣泛采用，然而因?yàn)槊總€(gè)工程的獨(dú)特性，實(shí)際施工中，很難一次性保證降水的效果，往往降水持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，影響到了工程的整體進(jìn)度及效益。本文以橫沙東灘(八期)5號(hào)水閘基坑降水為例，分析了影響井點(diǎn)降水效果的原因，并針對(duì)主要原因，采取了相應(yīng)措施，成功且較快速地降低了基坑的地下水位，保證了基坑開挖的進(jìn)度，縮短了降水時(shí)間，提高了工程效益。

1 工程概況

橫沙東灘(八期)5號(hào)水閘工程，位于上海市崇明區(qū)橫沙島東邊長(zhǎng)江入海口處，主要由閘室、空箱、內(nèi)外河消力池、內(nèi)外河翼墻以及內(nèi)外河海漫段等組成，工程主體結(jié)構(gòu)基坑開挖采用放坡開挖的明挖法，基坑最大開挖深度達(dá)到2.80m。

工程北臨長(zhǎng)江口，地下水位高，且受潮汐影響變化較大，圍堰內(nèi)現(xiàn)狀地面標(biāo)高約為0.00m，地下水位約為-0.50m，地基土壤以淤泥粉砂狀土為主，滲透系數(shù)較大。為保證干地施工，確?；娱_挖的安全，在基坑開挖前，必須對(duì)基坑采取降水措施。

項(xiàng)目部綜合考慮，編制了專項(xiàng)施工方案，方案采用以輕型井點(diǎn)降水為主、管井降水為輔的方式，以降低基坑地下水位，基坑初步設(shè)計(jì)的井點(diǎn)位置布置見圖1。

圖1 井點(diǎn)位置布置

2 問(wèn)題產(chǎn)生

按照專項(xiàng)方案，布置井點(diǎn)進(jìn)行試抽水作業(yè)后，通過(guò)對(duì)管井降水量及觀測(cè)井地下水位高程的觀察，發(fā)現(xiàn)降水效果不明顯，坑底降水緩慢，降水的速度不能滿足工程進(jìn)度的要求。

工程地處島嶼，交通不便，且不具備外接電條件，故配備了一臺(tái)250kW的柴油發(fā)電機(jī)供降水作業(yè)。因基坑降水需不間斷24小時(shí)連續(xù)進(jìn)行，每天的井點(diǎn)降水發(fā)電成本高，若不能保證較快速地降低基坑地下水位，將導(dǎo)致降水時(shí)間延長(zhǎng)，僅自發(fā)電這部分就將產(chǎn)生較大成本費(fèi)用，嚴(yán)重影響工程施工效益。

3 現(xiàn)狀調(diào)查

在井點(diǎn)降水施工作業(yè)完畢，并對(duì)降水管路進(jìn)行組網(wǎng)調(diào)試完畢后，項(xiàng)目部決定對(duì)井點(diǎn)降水進(jìn)行5天試抽水作業(yè)，并對(duì)若干個(gè)井點(diǎn)的出水量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，另外通過(guò)觀察井對(duì)地下水位的變化情況進(jìn)行觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，見圖2。

圖2 井點(diǎn)出水量及觀察井水位變化統(tǒng)計(jì)

從圖2可以發(fā)現(xiàn)，雖然井點(diǎn)每天的排水量較大，但從觀察井的水位變化來(lái)看，觀察井的水位變化較小，地下水仍保持在較高水位，不能滿足基坑開挖的需要。

4 原因分析

為保證井點(diǎn)降水效果、基坑開挖的安全和施工進(jìn)度，結(jié)合本工程的施工特點(diǎn)，對(duì)影響井點(diǎn)降水效果的原因進(jìn)行了深入的探討和分析，分析得出了影響降水效果的各種影響因素，并繪制了魚刺因果圖，見圖3。

圖3 魚刺因果

針對(duì)魚刺因果分析圖中列出的13個(gè)末端原因(見表1)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、試驗(yàn)和調(diào)查分析等方式以及對(duì)問(wèn)題癥結(jié)影響程度進(jìn)行判斷，確認(rèn)出3個(gè)要因，即施工人員責(zé)任心差、回填砂含泥量及砂粒徑不滿足要求、潮汐影響。

表1 要 因 確 認(rèn)

5 對(duì)策制定與實(shí)施

根據(jù)確認(rèn)的3條主要因素，通過(guò)對(duì)周邊工程實(shí)地考察，進(jìn)行了認(rèn)真的梳理和研究，并邀請(qǐng)相關(guān)方面專家尋求指導(dǎo)意見。結(jié)合本工程特點(diǎn)，針對(duì)主要的影響降水效果的因素，制定了相應(yīng)的對(duì)策，見表2。

表2 對(duì) 應(yīng) 對(duì) 策

5.1 針對(duì)責(zé)任心差

針對(duì)責(zé)任心差，為了加強(qiáng)管理，針對(duì)產(chǎn)生的原因，研討了相應(yīng)措施方法，制定了獎(jiǎng)罰制度、考勤制度等相關(guān)針對(duì)制度，通過(guò)簽訂質(zhì)量責(zé)任書、簽發(fā)施工技術(shù)交底、組織施工技術(shù)交流會(huì)等措施，強(qiáng)化管理人員責(zé)任心，提高工程建設(shè)質(zhì)量。

5.2 針對(duì)回填砂含泥量及粒徑不合格

針對(duì)回填砂含泥量及粒徑不合格問(wèn)題，采用以下四項(xiàng)措施予以解決：?通過(guò)查漏補(bǔ)缺，對(duì)于缺少的制度，進(jìn)行訂立補(bǔ)全，建立健全材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收制度；?對(duì)于私自進(jìn)場(chǎng)材料或進(jìn)場(chǎng)材料未檢即用的，加大處罰力度；?嚴(yán)格落實(shí)人員檢驗(yàn)，做到檢驗(yàn)有記錄、臺(tái)賬有統(tǒng)計(jì)；?加大人員旁站監(jiān)督力度，增派技術(shù)人員力量，做到有施工就有旁站監(jiān)督人員。

5.3 針對(duì)潮汐影響

針對(duì)工程地處長(zhǎng)江入海口、土壤滲透系數(shù)較大、地下水位受潮汐影響變化大等因素，通過(guò)采取以下三項(xiàng)措施減小潮汐對(duì)于地下水位的影響，保證降水效果：?統(tǒng)計(jì)地下水位受潮汐影響的規(guī)律，研判影響的程度；?重新復(fù)核方案井點(diǎn)布置的降水效果，考慮跟隨開挖進(jìn)度，采取分級(jí)降水的方法；?對(duì)于開挖過(guò)程中存在的出水量較大位置，加大井點(diǎn)的密度，并適時(shí)增打管井降水。

6 實(shí)施后基坑降水效果

采取上述系列措施后，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)于管井井點(diǎn)的出水量和觀察井水位進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，見圖4，基坑降水后開挖完成的情況見圖5。

圖4 井點(diǎn)出水量及觀察井水位變化統(tǒng)計(jì)

圖5 基坑降水后開挖完成情況

從圖4可知，管井出水量明顯較措施實(shí)施前有了較大增大，且水位降幅明顯。采取措施后第8天項(xiàng)目部進(jìn)行了基坑的試挖，沒(méi)有出現(xiàn)積水及滲水情況，項(xiàng)目部按計(jì)劃繼續(xù)抽水7天后正式進(jìn)行了基坑的大范圍開挖，開挖過(guò)程順利，從圖5明顯可看到基坑未出現(xiàn)積水及漏水情況，按照進(jìn)度計(jì)劃完成了基坑的開挖工作，對(duì)于保證后續(xù)工序的按期實(shí)施，起到了重要保證作用。

7 結(jié) 語(yǔ)

橫沙東灘(八期)5號(hào)水閘工程施工，采用井點(diǎn)降水施工工藝進(jìn)行基坑排水，然而實(shí)際施工中，降水效果較差，影響了工程的整體進(jìn)度及效益。本文分析了影響井點(diǎn)降水效果的原因，并針對(duì)主要原因，采取了對(duì)應(yīng)措施，成功且較快速地降低了基坑的地下水位，保證了基坑開挖的進(jìn)度，縮短了降水周期，提高了工程效益。