王佳，周磊，祁晨，趙璠迪

(北京送變電公司，北京 102401)

0 引言

北京送變電公司施工的灤河電廠－周營子220 kV雙回線路工程G40鐵塔基礎(chǔ)位于電廠出口處。圖紙標(biāo)明地下3 m以上為沙土，3 m以下有水，實際施工現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果與設(shè)計圖紙相符。因該基礎(chǔ)位于電廠出口處，進(jìn)站線路較多，走廊十分擁擠。基礎(chǔ)旁有一條土路為進(jìn)出電廠的唯一道路，若采用傳統(tǒng)施工方法進(jìn)行排水，需要打出多口水井并占用大面積道路才能保障排水量，既阻礙交通，又浪費(fèi)土地資源，不僅花費(fèi)大量的人力、物力，而且耽誤工期。再者因?qū)嶋H地形限制，該基礎(chǔ)旁地勢無法保障打出多口水井，達(dá)不到排水量的要求，在工期如此緊迫的前提下，無法保證按時完工，經(jīng)實地調(diào)查后決定采用大口井排水法進(jìn)行施工。

1 傳統(tǒng)井點(diǎn)排水法

井點(diǎn)是指以降低地下水位為目的而打入地下的直徑為5.0～7.5 cm的集水管下端部的開孔部分。井點(diǎn)施工法是按1～2 m間隔將一系列井點(diǎn)埋設(shè)在地下水面以下，使用強(qiáng)力真空泵強(qiáng)制性地吸取地下水的施工方法。吸出的水從吸水管通過旋轉(zhuǎn)接頭集聚到井點(diǎn)總管進(jìn)行排水。井點(diǎn)施工適用于透水性稍低(透水系數(shù)10－4cm/s)的地層，抽水的可能深度一般控制在6～8 m。

降低水位的方法有輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井井點(diǎn)及深井井點(diǎn)等，其中以輕型井點(diǎn)排水應(yīng)用最為廣泛。

傳統(tǒng)井點(diǎn)排水法主要由井管(下端為濾管)、集水總管、水泵和動力設(shè)備等組成。實施前先將圖紙與實際施工情況進(jìn)行核對，核對無誤后方可進(jìn)行施工。施工前通過計算以確定井點(diǎn)位置及井點(diǎn)開挖深度。井眼打好后埋設(shè)井點(diǎn)管，然后用水泵將基坑中的水連續(xù)抽出，直至施工環(huán)境符合要求。

傳統(tǒng)井點(diǎn)排水法有操作簡單、實用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在水坑開挖中經(jīng)常被用到。但實際施工時需要在基坑周圍打出大量井眼，占地面積大，增加了青苗賠償，并且需要大量人力、物力，延緩了施工進(jìn)度。

2 選擇大口井排水法的理由

以灤河電廠－周營子220 kV線路工程G40鐵塔基礎(chǔ)為例，施工過程中受多重因素限制而無法采用井點(diǎn)排水法，最后決定采用大口井排水法進(jìn)行施工(如圖1所示)。與傳統(tǒng)井點(diǎn)排水法相比，在擁擠的地段使用大口井排水法既減少了不必要的占地，又縮短了施工周期，節(jié)省了開支，保證了后續(xù)施工的順利進(jìn)行。

圖1 G40鐵塔基礎(chǔ)施工平面圖

3 實施過程及相關(guān)計算

以該220 kV線路工程G40鐵塔基礎(chǔ)為例，坑深為4.4 m，底盤為 5.8 m ×5.8 m，基礎(chǔ)根開為 9.6 m，地下水位為3 m，3 m以上為含黏土細(xì)沙，以下為含黏土中沙及純細(xì)沙，地形為平地。經(jīng)實地調(diào)查，決定在線路小號側(cè)距中心樁8 m處打出一個大口井，基坑考慮1 m的排水裕度。大口井排水法平面布置如圖2、圖3所示，在圖2和圖3中:1，2為抽水設(shè)備;3為井點(diǎn)管;4為基坑;5為原地下水位;6為含水層有效帶;h0為地下水位深度;s為基坑中心降水深度;s'為原地下水位距濾管頂端的距離;h1為坑底距降低后水位面高度;h2為基坑深度;h3為降低后水位面距含水層有效帶的距離;i=1/10為地下水降落坡度;l1為濾管長度(取l1=2m);l為井點(diǎn)管距基坑中心距;h為井點(diǎn)管埋設(shè)深度。

3.1 井點(diǎn)系統(tǒng)布置及有關(guān)參數(shù)計算

因為地形條件限制，井點(diǎn)按圖2選取。

(1)井點(diǎn)管埋設(shè)深度計算。井管的埋設(shè)深度h應(yīng)根據(jù)降水深度及儲水層所在位置確定，但必須將濾水管埋入含水層內(nèi)，并且比基坑底深0.9～1.2m，可按下式計算:

h ≥h2+h1+il=4.4+1+(1/4 × 8)=7.4(m)，

式中:h為井點(diǎn)管的埋置深度，m;h2為井管埋設(shè)面至基坑底部的距離，該工程即為坑深;h1為降低后的地下水位至基坑底部的距離，一般為0.5～1.0m，該工程取1.0 m;i為地下水降落坡度，環(huán)狀井點(diǎn)為1/10，單排線狀井點(diǎn)為1/4;l在該工程中取8 m。

(2)地下水位至慮管頂部距離

s'=h － h0=7.4 － 3=4.4(m)，

式中:s'為地下水位至慮管頂部距離;h按7.4m取值。

(3)含水層有效深度h3一般取決于s'與(s'+l1)的比值，見表1。

l1為慮管長度，取2 m。根據(jù) s'/(s'+l1)=4.4/(4.4+2)=0.68 ，查表 1 并利用差值法得h3=1.79(s'+l1)=1.79 × (4.4+2)=11.46(m)。

(5)降水區(qū)范圍中心處水位降低值s=h2－h(huán)0+h1=4.4 － 3+1=2.3(m)。

(6)根據(jù)地質(zhì)報告選取，土壤滲透系數(shù)3m以上部分為含黏土細(xì)沙，以下部分為含黏土中沙及純細(xì)沙。查表2可知，k取值范圍為10～25 m/d，取k=20 m/d，k'=231.5 μm/s。

表2 不同土壤的滲透系數(shù)

(8)總涌水量計算。利用無壓完整井涌水量計算公式，此時式中的h換成含水層有效帶深度h0，無壓完整井涌水量

單根井管極限涌水量

式中:qV1，qV2為涌水量，m3/d;x為井管至基坑中心的距離，m;r0為排水管的半徑，m;k為滲透系數(shù)，m/d。

(9)校核地下水位降低效果

由以上計算可知，設(shè)計滿足要求。

3.2 施工細(xì)節(jié)及效果

采用該方法施工與傳統(tǒng)井點(diǎn)排水法類似，在埋設(shè)井點(diǎn)管前一般使用沖水管沖水，用急速水流沖刷土壤，逐漸在土壤中形成一個水洞，井孔成型后拔出沖孔管，立即把井點(diǎn)管插入孔內(nèi)并及時填灌井點(diǎn)管及孔壁之間空隙。認(rèn)真做好井點(diǎn)管埋設(shè)和沙濾層填灌，是保證大口井排水法順利降低地下水位的關(guān)鍵。井點(diǎn)管埋設(shè)完畢后，即可接通抽水系統(tǒng)進(jìn)行試抽水，檢查有無漏水、漏氣現(xiàn)象，以及出水是否正常。抽水應(yīng)保持連續(xù)不斷進(jìn)行，若時停時抽，容易阻塞井管，中途停抽會導(dǎo)致地下水回升，正常的抽水規(guī)律為“先大后小，先濁后清”。做好準(zhǔn)備工作后，檢查并確認(rèn)一切正常后方可進(jìn)行抽水作業(yè)。

4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

由以下數(shù)據(jù)不難看出，采用大口井排水法累計工期縮短了1/3以上，費(fèi)用節(jié)約超過一半，達(dá)到了預(yù)期效果。說明在地形擁擠地段進(jìn)行水坑基礎(chǔ)開挖，采用大口井排水法有很好的效果，而且使施工環(huán)境得到了根本改善。以G40鐵塔基礎(chǔ)為例，大口井排水法與傳統(tǒng)施工方法比較見表3。

表3 大口井排水法與傳統(tǒng)施工方法比較

5 結(jié)論

(1)與傳統(tǒng)施工方法相比，大口井排水法避免了不必要的占地，利于在擁擠的地段采用，并且減少了土地資源的浪費(fèi)，運(yùn)用盡量少的土地成功完成了預(yù)定排水計劃，使得施工正常進(jìn)行。

(2)采用大口井排水法減少了占地，從而減少了青苗賠償費(fèi)和外部協(xié)調(diào)時間，大大縮短了工期，為工程早日完工贏得了寶貴的時間。

(3)使用大口井排水法，減少了施工過程中的人力和物力，節(jié)約了施工成本，增加了經(jīng)濟(jì)效益。

(4)大口井排水法在G40鐵塔基礎(chǔ)施工中的成功應(yīng)用，為輸電線路水坑基礎(chǔ)開挖提供了新的思路和參考實例。

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