樊世軍

（新疆維吾爾自治區(qū)塔里木河流域工程建設(shè)處 新疆 庫爾勒 841000）

1 工程概況

塔里木河干流下游庫爾干生態(tài)閘位于塔里木河下游河道尾閭，距離臺特瑪湖18km，距離巴州若羌縣85km。生態(tài)閘基礎(chǔ)選址處于臨塔河岸邊位置，地下水基本與河面水位平齊，生態(tài)閘閘前鋪蓋、閘室、消力池基礎(chǔ)處于低于原河床0.5m～1.0m的水坑內(nèi)，基坑底部平面尺寸34.5m×16m,開挖換填砂礫石深度為2m～2.7m,施工前基坑內(nèi)有1.8m左右的積水。

生態(tài)閘基礎(chǔ)地層為第四系上更新的沖洪積物，巖性以細砂、粉細砂為主，呈灰色或土黃色，松散，稍密，地下水位1.2m。根據(jù)試驗結(jié)果：粉細砂層顆粒組成為粒徑大于0.5mm的顆粒含量占15%，粒徑0.26mm～0.5mm的顆粒含量占4%，粒徑0.075mm～0.25mm的顆粒含量占64%，粒徑小于0.075mm的顆粒含量占17%，天然密度 1.55 g/cm3～1.68g/cm3，天然含水率11.0%～18.4%，干密度1.40 g/cm3～1.42g/cm3，比重 2.69，孔隙比 0.896～0.926，相對密度0.28～0.34，自然休止角水上28°、水下26°，滲透系數(shù)4.2×10-3cm/s，粉細砂滲透變型的允許比降水平段為0.08，垂直段0.15。

由于透水系數(shù)小，深井排水布置的井口數(shù)少排水效果不好，深井排水布置的太多費用昂貴，不經(jīng)濟。若采用挖溝明排方式，由于地下水位高，土質(zhì)松散，容易坍塌，施工工作面較難控制。綜合考慮，借鑒以前在塔河下游阿拉干節(jié)制閘的施工經(jīng)驗，該工程采用環(huán)狀輕型井點降水的方法施工。

2 降水施工方案

2.1 降水原理及思路

輕型井點降水系統(tǒng)由集水總管、主管、井點管、過濾管、閥門等組成管路系統(tǒng)，抽水設(shè)備啟動后，在井點系統(tǒng)中形成真空，在真空作用下，使工作水流具備極高的流速，在噴咀附近造成負壓，將地下水經(jīng)濾管吸入，吸入的地下水在泵體內(nèi)混合，然后再把水排出，排水設(shè)置在地面以上，排出的水可以通過排水溝排走，周而復(fù)始，循環(huán)工作，從而達到降低地下水位的目的。

2.2 降水理論計算

為保證不浪費資源又可滿足降水要求，更好的節(jié)約施工成本，在排水設(shè)備材料投入前，需對基坑井點管的埋置深度、井點數(shù)量及井點間距進行初步驗算。

2.2.1 井點管的埋置深度計算

井點管的埋置深度：H≥H0+iL+l

式中，H——井點管的埋置深度；

H0——井點管埋設(shè)面至基坑底面的距離；

i——降水曲線坡度，本工程取0.1；

L——井點管中心至基坑中心短邊距離；

l——濾水管長度，該工程取1.2m。

經(jīng)計算本工程H≥8.39m，該工程井點管選用6m管無法滿足降水要求，需采用二級井點降水。

該工程中一級井點管埋置深度h1取5.5m，小于濾水管長度6m，滿足要求；則相應(yīng)的二級井點管埋置深度H2=H-h1=2.89m；

H2——二級井點管的埋置深度；

H——井點管埋置深度；

h1——一級井點管埋置深度。

2.2.2 井點數(shù)量及間距驗算

（1）基坑總涌水量計算

式中，Q——群井涌水量；

K——滲透系數(shù)；

H——含水層厚度；

R——抽水影響半徑；

S——水位降低值；

X0——基坑的假想半徑。

本工程滲透系數(shù)K取0.42m/s，含水層厚度取8.6m，計算得本工程基坑總涌水量Q為708.08m3/d；

（2）單井出水量

式中，q——單井出水量；

Π——取3.14，

d——濾管直徑，本工程取0.032m；

l——濾水管長度，該工程取1.2m。

（3）井點數(shù)量及間距

井點數(shù)量：n=1.1Q/q=135(根)；

井點間距：d=2（B+C）/n=1.18m;

式中，d——井點間距；

B——基坑寬度，本工程取20m；

C——基坑長度，本工程取60m；

采用二級降水D=2d=2.36m，本工程井點管間距擬設(shè)為2m，滿足要求。

2.2.3 確定的井點布置形式

工程位置距離塔里木河較近，地下水源較豐富，經(jīng)計算決定采用“□”形的二級環(huán)狀井點，降水井井點管間距為2.0m，距基坑邊線0.80m按環(huán)形布置，井點管直徑為32mm，管長6.0m，底下1.2m設(shè)過濾管，總管直徑為D110，環(huán)形布置，井點管與總管之間采用橡膠管連接，總管一端設(shè)閥門，另一端設(shè)井點泵系統(tǒng)，基坑降水布置形式如圖1、2所示。

2.3 施工工藝

輕型井點降水的施工順序為：定位—敷設(shè)集水管—沖孔—沉放井管—填濾料—彎管與總管連接—安裝抽水設(shè)備—進行試抽。

2.4 投入的主要設(shè)備及參數(shù)

降水設(shè)備采用JSJ-60型真空泵機4組，離心泵功率7.5kW×6臺，最大抽水量為15m3/h，最大提升高度為8m，最大抽吸深度為9.6m，真空壓力必須達到6kg～8kg，3BL-9導(dǎo)桿水沖槍一套，主管直徑為φ110×6m，井點管直徑φ32×6m。

2.5 降水費用計算

輕型井點降水工程量計算應(yīng)該包括打拔井點及管道、設(shè)備的攤銷按不同井點深度以個為單位計算，井管深度、井管的安裝、拆除應(yīng)以根為單位計算，設(shè)備使用按套、天計算。輕型井點50根為一套；井管間距按施工組織設(shè)計確定2.0m。使用天數(shù)應(yīng)以每晝夜24小時為一天，使用天數(shù)應(yīng)按施工組織設(shè)計確定的降水天數(shù)計算，最后再將確定的各參數(shù)套入輕型井點降水定額進行費用計算。

圖1 輕型井點降水平面布置示意圖

3 施工進度計劃保證措施

為了能滿足施工的需要，保持基坑工作面的干燥，要求降水深度在自然地面以下3.5m，降水天數(shù)預(yù)計30天。因若羌縣庫爾干地區(qū)春秋季節(jié)多風(fēng)沙天氣，根據(jù)以往的施工經(jīng)驗，該地區(qū)4、5月份，平均三天刮一次風(fēng)，每月由風(fēng)沙造成的停工天數(shù)約8天左右，但輕型井點降水必須一天24小時連續(xù)運轉(zhuǎn)，中間不能間斷，才能達到預(yù)期的降水效果，要想在最短的時間內(nèi)經(jīng)濟有效的完成閘基礎(chǔ)施工，在施工降水方案確定后，需制定本工程詳細的施工進度計劃，做好井點降水和水閘基礎(chǔ)其它各單元工程施工的銜接工作。

本工程計劃在二級井點降水制作完成后，全部井管同時運轉(zhuǎn)，運轉(zhuǎn)2天～3天后，預(yù)計基坑表面干燥后，挖掘機配合鏟車開始開挖基礎(chǔ)，挖掘機連續(xù)作業(yè)，機械手輪流倒班休息。開挖達到設(shè)計高程后，對基坑進行砂礫石回填，回填按每30cm一層進行碾壓夯實，基坑砂礫石換填完成后，基坑高程平均約提高2m。工作面已經(jīng)到達了布置的二級降水深度以上，為節(jié)約降水成本，此時布置的二級降水井管可進行封井拆除，只保留外圍上層的一級降水。一級降水時須完成的閘基礎(chǔ)的施工部位包括閘底板、閘前鋪蓋、閘后消力池的砼施工。砼施工時，鋼筋工班組、模板工班組、砼澆筑班組在閘底板、鋪蓋、消力池三個工作面上進行輪流平行施工，可有效縮短降水施工時間，節(jié)約成本，砼施工完成后，施工作業(yè)面已經(jīng)達到涌出的水位以上，布置的一級降水井管可封井拆除，施工降水工作全面結(jié)束。

圖2 井點降水剖面示意圖

本工程的一、二級輕型井點排水系統(tǒng)在施工時達到了預(yù)期的效果，從排水效果來看，對于井點管埋置深度較大的工程，不需要設(shè)置太長的井點管，對井點管進行分級布置，按基礎(chǔ)施工的標高，分階段采用分級井點排水系統(tǒng)更經(jīng)濟合理，可有效降低施工成本，但同時也要求管理人員提前做好進度計劃，合理調(diào)配現(xiàn)場的機械和施工人員，統(tǒng)籌安排好基礎(chǔ)各單元工程的施工天數(shù)，做到基礎(chǔ)工程施工的節(jié)點工期和分級排水的節(jié)點工期相吻合，才能使施工成本降到最低。

4 施工質(zhì)量保證措施

（1）井孔沖孔時，沖孔孔徑不得大于300mm，沖孔深度按降水方案比濾管低0.5m，且垂直于水平管，沖孔沖到底標高后，再將沖水管上提1.0m，再沖一遍后成孔。井孔沖成后，應(yīng)立即拔出沖管，插入井點管，并在井點管與孔壁之間填粗砂濾層，以防孔壁坍塌堵塞。

（2）井點降水設(shè)備進場之后，在井點管埋設(shè)之前，必須逐根檢查井點管及集水總管，保證濾網(wǎng)完整無缺，發(fā)現(xiàn)損壞，應(yīng)立即更換。井點管埋設(shè)之前，用布頭或麻絲塞住管口，防止埋設(shè)時雜物掉入管內(nèi)。在布設(shè)完每根井點管后，應(yīng)及時檢驗滲水性能。井點管與孔壁之間填砂濾料時，管口應(yīng)有泥漿水冒出，或向管內(nèi)灌水時，能很快下滲方為合格。在布設(shè)集水總管之前，先要對集水總管進行清洗，然后對其它部件進行檢查清洗。集水總管與井點管與之間用橡膠軟管連接，確保其密閉性。

（3）安裝完井點系統(tǒng)后，必須及時試抽，全面檢查管路接頭質(zhì)量、井點出水狀況和抽水機械運轉(zhuǎn)情況等，如發(fā)現(xiàn)漏氣和死井，應(yīng)立即處理。每套機組所能帶動的集水管總長度必須嚴格按機組功率及試抽后確定。試抽合格后，井點孔口到地面下1.0m的深度范圍內(nèi)，用粘性土填塞嚴密，以防漏氣。

（4）開始抽水后一般不應(yīng)停抽，時抽時止，濾網(wǎng)易堵塞，也易抽出土粒，并引起附近岸坡由于土粒流失而沉降開裂。正常排水應(yīng)是細水長流，出水澄清。

（5）井點降水施工隊應(yīng)派員24小時值班，定時觀測流量及水位降低情況并做好《輕型井點降水記錄》，同時施工人員在井點施工時，應(yīng)做好施工記錄及影像資料。

5 結(jié)語

該工程降水施工方案布置完成三天后，保證了開挖工作面的干燥，理論計算的降水深度與實際連續(xù)施工時觀察測得的降水深度基本吻合，該方法排水效果好，可以防止流沙；無超挖工作面，便于施工，基礎(chǔ)施工按預(yù)定計劃進行施工，提前5天完成了施工任務(wù)，保證了施工工期和施工質(zhì)量。采用分級降水的方法有效降低了施工成本，輕型井點降水可廣泛應(yīng)用于沙漠地區(qū)的水利工程基礎(chǔ)施工中。陜西水利

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