王剛晴 王五星

管井降水在唐河地下涵工程中的應(yīng)用

王剛晴 王五星

一、基本資料

1.工程概況

唐河地下涵工程位于唐河與新汴河交匯處，呈倒虹吸布置，共12孔，每孔寬5.0m，高度5.6m。地下涵涵身總長(zhǎng)304m，涵身寬度70.6m；新汴河主河槽以下洞身段底高程7.27～7.07m，每節(jié)長(zhǎng)度均為25m，共200m，進(jìn)出口斜坡段長(zhǎng)度各36m，每節(jié)18m。該工程混凝土約7萬(wàn)m3。

2.工程地質(zhì)

根據(jù)勘探孔揭露情況，將地層自上而下分述如下：

第①層（Qs4）：素填土，粉質(zhì)粘土，棕黃色，灰黃色，可塑，含砂礓，中等壓縮性。層厚3.60～4.10 m，層底高程20.45～20.80m。

第②層（Qal3）：粉質(zhì)粘土，棕黃色，灰黃色，可塑或硬塑，含砂礓，中等壓縮性。層厚3.00～6.20 m，層底高程14.25～17.80 m。

第③層（Qal3）：粉質(zhì)粘土、粘土、重粉質(zhì)壤土夾砂壤土、輕粉質(zhì)壤土、粉土，灰黃色，棕黃色，可塑或硬塑，含砂礓、鐵錳結(jié)核和螺殼，中等壓縮性。層厚8.00～13.70m，層底高程2.05～6.40m。

第④層（Qal3）：粘土、粉質(zhì)粘土，下部夾粉土，棕黃色，淺黃色，硬塑或堅(jiān)硬，含砂礓及鐵錳結(jié)核，中等壓縮性?？辈鞂雍?1.80～27.00 m，層底高程-20.60～-19.75 m。

涵洞洞身、上游控制閘、上下游翼墻等均位于第③層粉質(zhì)粘土夾重、輕粉質(zhì)壤土上，地基強(qiáng)度滿足對(duì)天然地基的要求，無(wú)可液化地層，工程地質(zhì)條件較好，但第③層中的輕粉質(zhì)壤土具中等透水性，應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)慕蹬潘胧?/p>

二、基坑降排水的總體布署

為在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，保證基坑開(kāi)挖安全和開(kāi)挖效率，確保地下涵施工基坑的穩(wěn)定，采用管井井點(diǎn)降水與匯水明溝和集水井排水相結(jié)合的方案。

1.管井布置及排水方案

唐河地下涵基坑底高程6.27m，包箍處高程5.57m，新汴河河底最大下挖深度11.93m，基坑開(kāi)挖底寬86.60m，新汴河河底開(kāi)挖寬度158m，屬于大面積深基坑。為保證土方開(kāi)挖、老涵拆除、新建涵洞施工均處于干地作業(yè)，其降水方案是成功的關(guān)鍵。根據(jù)上述地質(zhì)補(bǔ)鉆資料和生活用井鉆孔觀察情況，采用深水管井降水方案。深水管井為環(huán)形布置，分布在地下涵四周，管井中心距地下涵結(jié)構(gòu)物四周邊線4.5m，兩端進(jìn)出口涵洞端部外橫向各布置一排，井間距為20m，沿新建地下涵周圍形成一環(huán)形封閉降水群井，設(shè)置管井32眼，新汴河河底水平段兩側(cè)24眼井井底高程-5.00m，其余井底高程+0.00m。單井井口內(nèi)徑為400mm，井內(nèi)正常水位控制在井底高程以上3.00m以內(nèi)，井管分節(jié)安裝，隨基坑開(kāi)挖逐節(jié)拆除至開(kāi)挖面以上30cm，以保證土體地下水位低于基坑底最低開(kāi)挖面0.5m。各井水泵出水管順排井以河道中心線為界，分別引向新汴河兩岸灘地設(shè)置的集水井，通過(guò)設(shè)在灘地的磚砌排水溝排向新汴河上下游圍堰外河道內(nèi)。

2.管井驗(yàn)算

根據(jù)基坑平面計(jì)算假想半徑xo為：

采用無(wú)壓完整井計(jì)算總涌水量，影響半徑R為：

管井濾水管進(jìn)水部分每米井的單位進(jìn)水量q為：

布置管井32個(gè)，群井抽水單個(gè)深井過(guò)濾器浸入水中部分長(zhǎng)度h0為：

三、施工程序

井位放樣→做井口、安護(hù)筒→鉆機(jī)就位、鉆孔→回填井底砂墊層→吊放井管→回填管壁與孔壁間的過(guò)濾層→安裝抽水控制電路→試抽→降水井正常工作。

1.成孔

采用STT－1500型鉆探設(shè)備鉆探成孔。孔徑按設(shè)計(jì)要求選用直徑600mm三葉或四錐形鉆頭，一次成孔。配套水泵為BWT450/12泥漿泵，最大工作壓力不低于1.2MPa，輸漿量不低于5L/S，可鉆性控制在2.5～4m/h，在粘土層可自造漿，進(jìn)入

砂性土層采用泥漿池合格泥漿護(hù)壁。嚴(yán)格控制泥漿比重1.1～1.2，泥漿粘度18～20s，含砂量小于5.0%，一般自鉆孔流出的比重在1.2～1.3，經(jīng)高位池沉淀濾后入低位池，經(jīng)檢測(cè)合格方可泵送到鉆孔循環(huán)。

圖1 管井平面布置圖

2.管井系統(tǒng)設(shè)備

濾水管：采用無(wú)砂混凝土井管，井管內(nèi)徑φ400mm，管壁厚度50mm，其下部為1.0m的沉淀管，上部為無(wú)砂混凝土濾管。

水泵：每口管井內(nèi)配置1臺(tái)QY15-36-3C型管井潛水泵，揚(yáng)程36m，流量15m3/h，配套功率3kW，每臺(tái)水泵配置一個(gè)控制開(kāi)關(guān)箱。

3.吊放井管、濾料回填及粘土止水

為保持鉆孔與井管同心，井外壁綁扎導(dǎo)向木塊，鉆架不移動(dòng)，用原鉆架吊裝混凝土管，確認(rèn)復(fù)量孔底高程無(wú)誤后，填寫(xiě)記錄。底端先配置一節(jié)混凝土盲管，用硬木托盤(pán)用鋼絲繩攬吊，徐徐下落孔內(nèi)，直至預(yù)定深度。盲管上接濾管，對(duì)好企口，外壁包一層80目尼龍濾布，兩管接頭200mm，用無(wú)紡布包扎，其外再用3～4根毛竹片豎向固定，用10#鍍鋅鐵絲箍緊，管外用導(dǎo)管法回填中粗砂。

4.洗孔、抽水

井管安裝好后，應(yīng)立即進(jìn)行洗孔，不可拖延。洗井后，出水量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，即開(kāi)始正式抽水，并且通過(guò)觀測(cè)孔測(cè)記地下水位。邊成井、邊測(cè)量、邊分析、邊改進(jìn)、邊加井，直到基坑水位降到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)水位。

此外還定期監(jiān)測(cè)出水的渾濁度，常期出水不清，應(yīng)作預(yù)處理或報(bào)廢重設(shè)。

管井結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖2。

圖2 管井柱狀結(jié)構(gòu)圖

四、管井使用與管理

（1）配備2名工程技術(shù)人員，從管井施工開(kāi)始至投入運(yùn)行使用結(jié)束，全面負(fù)責(zé)掌握管理工作，并做好相關(guān)記錄，以備分析。

（2）成立抽水班，下設(shè)若干排水小組，專門(mén)負(fù)責(zé)排水工作。安排排水人員8～10人，以滿足施工進(jìn)度要求，確保工程施工需要。

（3）管井管理期間每日要記錄天氣和河水位變化情況，所布設(shè)的測(cè)壓管水位及相應(yīng)的沉降觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)值，管井排水的水中含砂量及管井系統(tǒng)的日總排水量。每日要將數(shù)值整理成圖表（如圖3），發(fā)現(xiàn)有異情要及時(shí)匯報(bào)。

（4）為使管井水位穩(wěn)定在與基坑承壓水位設(shè)計(jì)下降值相匹配的一個(gè)波動(dòng)范圍內(nèi)，各管井內(nèi)均需安裝上、下限水位控制觸點(diǎn)，并與控制井泵開(kāi)停的電子自動(dòng)控制系統(tǒng)相連，從而使水泵在管井水位達(dá)到設(shè)定上限時(shí)即啟動(dòng)，在達(dá)到設(shè)定下限即停機(jī)。管理人員隨時(shí)根據(jù)自控記錄，掌握管井水位和相應(yīng)的測(cè)壓管水位，及時(shí)調(diào)整管井水位自動(dòng)控制觸點(diǎn)高程，以隨時(shí)保證基坑地下水位不超限。

（5）降水管井使用結(jié)束，應(yīng)根據(jù)造井記錄地質(zhì)柱狀圖，提前制訂井孔分層回填封堵方案，書(shū)面呈報(bào)監(jiān)理工程師和建設(shè)單位批準(zhǔn)后實(shí)施。封堵材料和工藝必須保證基本恢復(fù)地基有關(guān)地質(zhì)地層造井前的水文地質(zhì)特性。

（6）封井。工程在施工完成以后，并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)，開(kāi)始有序地停抽封井，確保質(zhì)量，不留隱患。封井從靠近上游涵洞進(jìn)口向下游方向開(kāi)始逐個(gè)進(jìn)行，為了保證封堵安全，在封井前先用砂礫回填至高程16.5m，上部1.0m填粘土夯實(shí)再按要求護(hù)砌至高程17.5m河底平直段（進(jìn)出口段降水井封堵根據(jù)進(jìn)出口管井井口高程控制）。

五、結(jié)語(yǔ)

管井降水在唐河地下涵工程中實(shí)施較為成功，從基坑開(kāi)挖到結(jié)構(gòu)施工，到基坑土方回填，地下水位控制在建基面0.5m以下，創(chuàng)造出干地施工條件，在4個(gè)月時(shí)間內(nèi)澆筑了7萬(wàn)m3混凝土、制作安裝了5000t鋼筋，為整個(gè)工程安全度汛提供了強(qiáng)有力的保證■

（作者單位：安徽省宿州市水利水電建筑安裝公司 234000）