淺談船閘基坑深井降水施工技術(shù)

1、    淺談船閘基坑深井降水施工技術(shù)    陳松華摘要：船閘基坑開挖是整個船閘主體工程的基礎(chǔ)工作，而降水施工則是基坑開挖的保障。目前，許多船閘施工時降水不能達到規(guī)范要求，對船閘正常運營留下了隱患。本文以某船閘基坑工程為例探討了深井降水施工技術(shù)。關(guān)鍵詞：船閘；基坑；深井降水一、工程概況某船閘工程包括主體工程和相關(guān)配套項目，主體工程包括閘首、閘室、靠船墩以及導(dǎo)航墻，相關(guān)配套項目包括遠調(diào)站錨地、交通橋、運河大橋、收費站及管理區(qū)等。場區(qū)地面標高在33.5m左右，地勢北部略高，南部略低。場地以北和以西兩個方向是微山湖水，場地內(nèi)魚塘水溝密布，基坑開挖降水難度較大。船

2、閘基礎(chǔ)施工開挖基坑規(guī)模為：南北長314m，東西寬64m，主體基坑開挖深度達16.25m，屬深基坑開挖，土體相對透水，地下水位較高，施工中應(yīng)做好降排水工作。設(shè)計要求，在閘首、閘室封閉施工寬縫前，地下水位應(yīng)控制在底板0.5m以下。二、深基坑降水方法的選擇與施工方案原地面高程30.90m31.75m，表層為粘性土。其下高程28.4m10.65m之間為主要潛水含水層，其中層粉質(zhì)粘土層厚0.9m8.0m，滲透系數(shù)k=2.0×10-4cm/s；其下層層為粉土-粉質(zhì)粘土互層，層厚9.1m16.0m，滲透系數(shù)k=3.01×10-4cm/s，可塑硬塑狀態(tài)，易產(chǎn)生流土與管涌，本工程閘基持力層即

3、坐落在該層土上。上述、層土層在地下水滲流作用下極易產(chǎn)生流土或踏坡，所以在基坑開挖過程中必須采取降水措施。參考各種井點降水的適用范圍：管井降水適用于土體滲透系數(shù)大、地下水量大的土層。有效降水深度6m8m。本工程基坑底高程15.5m，按照設(shè)計要求，地下水位需降低至14.5m以下，降水深度達13.9m，土體滲透系數(shù)k=3.01×10-4cm/s，根據(jù)土層性質(zhì)和以往類似工程經(jīng)驗，宜采用分級設(shè)置管井降水，確保每級降水深度在6m8m范圍內(nèi)，保證基底穩(wěn)定和干地施工。降水井的平面布置：把閘首、閘室、上下游導(dǎo)航墻作為一個整體進行基坑降水量計算，綜合考慮降水的實際效果，采用設(shè)計文件建議方案，取井距約為1

4、928.5m，井數(shù)為38眼，深井深25m，井內(nèi)徑34cm。井點結(jié)構(gòu)：管井采用在原地面鉆孔，成孔直徑為60cm，內(nèi)設(shè)內(nèi)徑34cm無砂混凝土透水管，無砂混凝土透水管每節(jié)長lm。水井管外包孔徑40目的玻璃絲布一層，節(jié)與節(jié)之間用竹片和鐵絲捆扎。其外填粗砂和碎石混合濾料，厚10cm。每個井中配置5.5kw潛水泵一臺，揚程為25米。井點的施工和運行：在基坑土方開挖同時實施井點施工，井點施工利用2臺鉆機成孔，30天可完成井點施工。在施工過程中做好泥漿護壁防止坍孔，井管埋設(shè)結(jié)束后應(yīng)立即洗孔。每口井內(nèi)用潛水泵抽排至井外側(cè)排水溝，從排水溝匯流排入場外河流。井點的封閉：井點抽水結(jié)束后，要對井點進行封閉處理。井點封閉

5、方法為在井內(nèi)填筑中砂、上部2米范圍內(nèi)填c15素混凝。三、船閘基坑深井降水施工技術(shù)（一）成井成井施工設(shè)備：采用兩臺cz-150型沖擊鉆。計劃成井深度及孔徑：40m、500mm成井工藝：井口埋設(shè)600mm護筒，采用cz-150型沖擊鉆沖擊成孔，沖擊成孔過程中擬采用泥漿護壁，當一個回次沖擊約2m時采用撈渣桶或泥漿泵清理孔底於渣，如此反復(fù)，直至成井深度達到設(shè)計要求。（二）井管安裝過濾管孔眼的加工，根據(jù)供水管井技術(shù)規(guī)范（gb50296-99）及場地的地質(zhì)條件，網(wǎng)眼設(shè)計規(guī)格可選為：單個孔眼縫直徑16-18mm，各孔眼中心距為40mm，孔隙率15%，梅花形布設(shè)。濾管外用80目的尼龍網(wǎng)包纏23層。采用起重設(shè)備

6、分節(jié)安裝，安裝前第一節(jié)井管底部用5mm厚圓鋼板（或混凝土塞）封底，兩節(jié)井管間用電焊焊接，焊接時要確保兩節(jié)井管對齊且在同一軸線上，下沉井管時用對中器定出井孔中心，確保井管居中，井管安放到設(shè)計位置后固定，進行填礫及管外封閉。（三）洗井成井后，借助空壓機清除孔內(nèi)泥漿，至井內(nèi)完全出清水止，再用污水泵反復(fù)進行恢復(fù)性抽洗，抽洗次數(shù)不得少于6次。洗井應(yīng)在成井4小時內(nèi)進行，以免時間過長，護壁泥皮逐漸老化難以破壞，影響滲水效果。洗井后可進行試驗性抽水，確定單井出水量及水位降低能否滿足設(shè)計要求。（四）水泵安裝潛水泵用絕緣材料繩吊放。安裝并接通電源，每井附近架立電線桿，鋪設(shè)電纜和電閘箱，做到單井單控電源，并安裝時間

7、水位繼電自動抽水裝置和漏電保護系統(tǒng)。（五）鋪設(shè)排水管網(wǎng)排水管網(wǎng)采用鋼管、硬塑料管做為排水主管路，排水管直徑150mm，必要時可采用多向排水。排水管線布置在降水井外側(cè)，每58m磚砌托臺，排水管居中放置。井口設(shè)置保護砌襯并加蓋。排水管網(wǎng)向水流方向的傾斜度以1為宜。（六）抽降聯(lián)網(wǎng)抽降后應(yīng)連續(xù)抽水，不應(yīng)中途間斷，水泵、井管維修應(yīng)逐一進行。開始抽水時，因出水量大，為防止排水管網(wǎng)排水能力不足，可有間隔的逐一起動水泵。抽水開始后，應(yīng)做抽水試驗，檢驗單井出水量、出砂量及含水層滲透系數(shù)。當出砂量過大，可將水泵上提，如出砂量仍然較大，應(yīng)重新洗井或停泵補井。四、船閘基坑深井降水施工難點（一）當?shù)亟邓看鬄榉乐褂晁?/p>

8、入基坑，減小雨水對基坑降水的影響，qc小組在審查基坑開挖方案時對雨水流向綜合考慮：首先在基坑頂部邊緣設(shè)置截水溝，截水溝全部用砂漿抹面，排水面積為300×300，坡度應(yīng)能保證雨水順利流進集水坑，并用波紋管暗埋排水管道直接排入大運河?；拥撞克闹茉O(shè)排水溝，在閘室東北角及西南角設(shè)lm×lm×1.5m集水坑，用水泵抽水；同時在邊坡上鋪設(shè)不透水土工布，防止邊坡上雨水的沖刷。（二）土質(zhì)情況復(fù)雜粘土夾層較多地質(zhì)資料顯示，三線船閘基坑處由于是長江淤積形成的陸地，從而有較多的粘土夾層，且厚度不均勻、各處位置不一致，而粘土夾層又阻礙了地下水下滲進入深井管，并從邊坡中的粘土夾層處流出，

9、影響邊坡的穩(wěn)定，從而影響降水效果。經(jīng)過qc小組的討論決定用2cm直徑的pvc管每隔l0cm開孔，外圍裹上濾布，每3m一根貫通粘土夾層進行抽水，將粘土阻隔的地下水抽出。（三）防滲帷幕不封閉由于原設(shè)計防滲帷幕為u型，閘塘西側(cè)不封閉，通過現(xiàn)場勘查，閘塘西側(cè)有居民樓房及工廠廠房等建筑物，距離閘塘中心線最近為50多米，基坑降排水勢必對其產(chǎn)生不利影響。在方案制定過程中我們積極咨詢相關(guān)專家，召開防滲帷幕及降排水專家會審，對初步方案進行了討論，結(jié)合專家意見，將原設(shè)計修改為封閉型防滲墻結(jié)構(gòu)。（四）降水井井深、井徑、數(shù)量不能滿足降水需要根據(jù)已確定的防滲帷幕深度及當?shù)氐叵滤簧疃?，地質(zhì)勘察資料，通過計算得出了基坑涌水量為：9，795.265（m3/d），在現(xiàn)場進行了抽水試驗，對單井最大涌水量、土層滲透系數(shù)等相關(guān)參數(shù)進行了確定，考慮到工作區(qū)四周外側(cè)來水對基坑邊坡形成的水頭水土壓力，防止邊坡可能存在的透水層引起涌水最增大以及上下閘首出土便道，對原深井間距進行加密處理，綜合考慮，船閘主體深井問距取20m，共需打設(shè)43口深管井，同時防止下閘首臨近河邊，地下水補給充足