梁棟 陳玉

摘 要：當(dāng)建筑物基礎(chǔ)在自然地下水位以下時(shí)，必須進(jìn)行人工降低地下水位，才能施工基坑。采用無(wú)砂砼管管井降低地下水位施工建筑物基坑，管井施工設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，極易推廣。

關(guān)鍵詞：深基坑；降低；地下水位

1 工程概況

棗莊礦業(yè)集團(tuán)新安煤礦選煤廠圓錐形濃縮池位于山東省微山縣留莊鎮(zhèn)新安煤礦院內(nèi)，西距微山湖600m，是選煤廠的主要建筑物。該工程直徑35m，±0.000相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高35.5m，池壁下基礎(chǔ)底標(biāo)高為-3m，池中心基底標(biāo)高為-6.0m。

2 降水井的選擇

本工程為選煤廠煤泥水濃縮系統(tǒng)，由于離微山湖較近，常年地下水位變化不大，為絕對(duì)標(biāo)高34m。本場(chǎng)地地下水一般由滲流補(bǔ)給，其次為大氣降水補(bǔ)給，屬孔隙潛水，略具承壓性。因此選擇有效的基坑降、排水系統(tǒng)，將地面、地下水疏干至基礎(chǔ)底面0.5m以下，并保持高效、穩(wěn)定運(yùn)行，確保工程在無(wú)水狀態(tài)下施工。

根據(jù)本工程的實(shí)際情況和在礦井建設(shè)的工程實(shí)踐，與輕型井點(diǎn)和管井降低地下水位方案比較，管井井點(diǎn)具有：（1）管井?dāng)?shù)量少，互不干擾；（2）抽水量大，排水效果好；（3）改善施工環(huán)境，操作簡(jiǎn)易，便于實(shí)施；（4）工程性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合上述優(yōu)勢(shì)，棗莊礦業(yè)集團(tuán)新安煤礦選煤廠在本工程中選用封閉式無(wú)砂砼管降壓水井降水。

3 降壓水井的設(shè)計(jì)

3.1 井點(diǎn)降水系統(tǒng)

無(wú)砂砼管降壓水井部署在圓形濃縮池基坑周圈，距坡度上邊緣1.5m 處。

3.2 降壓水井降水驗(yàn)算

根據(jù)地質(zhì)資料提供濃縮池工程地基土層為湖前沖擊含粘土的中砂層，約15m厚，地下水滲透系數(shù)K=20m/d。地下水含量較大，濃縮池底根據(jù)實(shí)際情況我們布置管井間距在5m～8m的區(qū)間范圍。

3.4 管井降水示意圖

管井降水示意圖

3.5 降壓水井井點(diǎn)結(jié)構(gòu)

井點(diǎn)所用井管選用管外徑45cm，內(nèi)徑40cm的混凝土管。管每節(jié)長(zhǎng)1米，為防止施工碰傷而造成的損壞，管上部2節(jié)選用普通砼管，中間選用無(wú)砂砼管，底部使用一節(jié)有底無(wú)孔濾管。

3.6 施工工藝流程

井位放樣→護(hù)筒埋設(shè)→鉆孔→清孔→下井管→四周回填濾料→清除井內(nèi)泥砂→安裝潛水泵、排水管道→試抽水。

3.7 管井的施工

3.7.1 管井的滲水井管的施工，鉆孔直徑700mm，采用泥漿護(hù)壁鉆孔法。即在鉆機(jī)鉆孔的同時(shí)向孔內(nèi)投放泥漿，用泥漿護(hù)住井壁，防止地下水滲出時(shí)造成塌孔。

3.7.2 鉆進(jìn)成孔時(shí)，采取快速鉆進(jìn)，避免長(zhǎng)時(shí)間鉆進(jìn)，鉆具造成對(duì)井壁擾動(dòng)和浸泡、沖洗而造成坍孔、縮頸、泥皮過(guò)厚等現(xiàn)象，影響成井降水質(zhì)量和效果[2]。根據(jù)地層不同合理選擇技術(shù)參數(shù)，調(diào)整泥漿粘度和密度，在保證孔壁穩(wěn)定的前提下，盡量降低泥漿的粘度和密度，防止因泥漿過(guò)濃而影響滲透能力。

3.7.3 井管外徑500mm，井管下沉前應(yīng)清孔并保持濾網(wǎng)通暢，各段井管依次連接緩慢下沉。上下節(jié)井管用三根30～40mm寬竹條沿井管周圍用10#鐵絲綁扎連接牢固。下井管時(shí)，嚴(yán)禁擺動(dòng)，造成井壁的損壞和坍垮。

3.7.4 井管下放到設(shè)計(jì)孔深位置后，稍微向上拉伸提直，固定在孔口中心，使井孔與孔壁之間的間隙均勻，便于填礫，提高單井出水率[2]。

3.7.5 沖洗井管將沖孔器下入距井管內(nèi)底端100～200mm，沖洗水通過(guò)沖孔器沖洗井管，并通過(guò)井管內(nèi)外側(cè)返回地面[2]。在井管與土壁之間用3～20mm礫石填充作為濾層，填礫石和送水同時(shí)，向井管外周圈間隙內(nèi)均勻投入混合礫石，礫石頂水而下，不易堵塞。隨礫石的不斷投入，沖孔器及時(shí)向上提升。礫石填至井口地表1.5m左右時(shí)，再用粘土分層填實(shí)至地表。

3.7.6 抽水洗井。投礫結(jié)束后，在井管內(nèi)及時(shí)下放潛水泵，潛水泵下放水位以下3～5m，起動(dòng)電源抽水，隨水位的下降，水泵也同時(shí)下放，調(diào)整水泵的排量與單井涌水量相適應(yīng)，反復(fù)進(jìn)行沖洗，直至抽出的水質(zhì)潔凈、不含泥砂為止。

3.7.7 井點(diǎn)布設(shè)完成同時(shí)設(shè)立水位觀察孔，井點(diǎn)開始降水后派專人值班，值班人員要按時(shí)觀測(cè)、記錄水位和出水情況及水泵的運(yùn)行情況，如發(fā)現(xiàn)異常情況，及時(shí)匯報(bào)，并分析原因及時(shí)采取措施，確保抽水不間斷。根據(jù)情況準(zhǔn)備部分備用水泵，不定期對(duì)水泵進(jìn)行保養(yǎng)。

3.7.8 降水停止后，即可封井。在井管下部填砂土或砂礫，上部拔出兩節(jié)混凝土管，然后用粘土分層夯實(shí)。

4 降壓水井施工效果

在濃縮池東面砌筑3m*3m*1.5m集水池，基坑周邊的集水管鋪設(shè)ф200鋼管，將各井抽出的水通過(guò)集水管匯入集水池。集水管路從基坑中間分開向兩側(cè)按5‰左右的坡度鋪設(shè)，進(jìn)入集水池。集水池接2根ф200鋼管將水排至圍墻外小河溝，由小河溝排至微山湖。每井安裝一臺(tái)QY25潛水泵，流量15m3/h，揚(yáng)程25m，吸水管用直徑為50mm的橡膠管，井上用50mm的鋼管和ф200的鋼管連接。ф200的集水管為管道連結(jié)牢固、嚴(yán)密，防止漏水，以免影響邊坡穩(wěn)定性。本工程僅用12天的時(shí)間，完成降水設(shè)施并投入使用。從實(shí)際情況看，在降排水初期，經(jīng)取樣測(cè)定井點(diǎn)出水含砂量，均小于十萬(wàn)分之一，在運(yùn)行過(guò)程中各井點(diǎn)未出現(xiàn)涌砂現(xiàn)象。而各水井出水量有差別，降水初期，各井的涌水量差別不大，中后期背向微山湖一面的降水井涌水量減小，臨近微山湖一面的降水井的涌水量始終始終很大。根據(jù)這一情況，我們調(diào)整水泵的流量，背向微山湖一面的降水井的水泵減少開泵時(shí)間，臨近微山湖一面水井的水泵不間斷運(yùn)行并加大流量?？偟慕邓Ч己?，基坑穩(wěn)定，挖至基坑最低處，基底干燥，保證了濃縮池基坑和基礎(chǔ)順利施工。主干集水管的坡度（坡向指定地點(diǎn)）為管道連結(jié)牢固、嚴(yán)密，防止漏水，以免影響邊坡穩(wěn)定性。

5 推廣及應(yīng)用

管井井點(diǎn)降水是人工強(qiáng)制性降水中針對(duì)豐富地下水的降排較為普及的施工方法。施工工藝簡(jiǎn)易，施工設(shè)備少，操作方便，就地取材，不僅改善了施工操作條件，提高工效，加快工程施工進(jìn)度，而且在同等人工降水方法中具有工程費(fèi)用較低等特點(diǎn)，我們隨后施工的幾個(gè)類似工程中，在臨微山湖一側(cè)管井布置相對(duì)密一些，降水效果非常好。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：梁棟（1966，3-），男，山東能源棗礦集團(tuán)開發(fā)建設(shè)部，高級(jí)工程師。