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        管井降水在唐河地下涵工程中的應(yīng)用

        2014-02-27 09:55:58王剛晴王五星
        治淮 2014年2期
        關(guān)鍵詞:唐河井管管井

        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

        為在基坑開挖過程中,保證基坑開挖安全和開挖效率,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,基坑開挖底寬86.60m,新汴河河底開挖寬度158m,屬于大面積深基坑。為保證土方開挖、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,隨基坑開挖逐節(jié)拆除至開挖面以上30cm,以保證土體地下水位低于基坑底最低開挖面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??讖桨丛O(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)量孔底高程無誤后,填寫記錄。底端先配置一節(jié)混凝土盲管,用硬木托盤用鋼絲繩攬吊,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),即開始正式抽水,并且通過觀測(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)

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