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        大型渠道基坑降排水設(shè)計優(yōu)化

        2015-08-21 07:37:02馮曉波南水北調(diào)工程建設(shè)監(jiān)管中心
        河南水利與南水北調(diào) 2015年7期
        關(guān)鍵詞:壤土黃土水泵

        □ 馮曉波(南水北調(diào)工程建設(shè)監(jiān)管中心)

        0 前言

        南水北調(diào)工程渠道大部分為挖方渠道,需進行基坑開挖。在基坑開挖施工過程中,因地下水作用而導致滲透破壞,為保證邊坡穩(wěn)定和減少對周圍環(huán)境的影響,需要選擇合適的降排水方法進行基坑降水與排水。目前常用的降排水方法有明溝排水、輕型井點、噴射井點、砂(礫)滲井、電滲井點、管井等,其中明溝排水多用于降深較小,一般<5m的情況,而管井多用于降深10m的地質(zhì)條件。鑒于施工場地的多樣性及地質(zhì)條件的復雜性,基坑開挖的降排水措施雖然有統(tǒng)一的設(shè)計標準,但需結(jié)合工程的實際情況進行分析,本文以南水北調(diào)中線工程進行降排水方案對比分析,選擇最適合的降排水方法,以滿足工程施工需求。

        1 工程概況

        南水北調(diào)某標段渠道為上粘性土、下軟弱膨脹泥巖雙層結(jié)構(gòu),以挖方為主,挖方深度一般為9.00~16.20m,最大挖深23.70m左右。渠底板主要位于黃土狀輕壤土中下部及其粉砂透鏡體中(alQ3),局部在砂質(zhì)粘土巖頂部,渠坡由黃土狀輕壤土和粉砂構(gòu)成。黃土狀輕壤土(alQ4)厚度4.50~7.00m,具輕微濕陷性,局部具中等濕陷性,并具地震液化潛勢,液化等級為輕微~中等;黃土狀輕壤土及粉砂透鏡體具弱~中等透水性,砂質(zhì)粘土巖具弱膨脹潛勢。黃土狀輕壤土(alQ4)濕陷和地震液化問題一般在表層3~5m內(nèi),可采取換填或壓實處理措施;砂質(zhì)粘土巖開挖后僅局部暴露,可采取換填處理。地下水位多臨近渠道設(shè)計水位,施工中應注意流砂、管涌等不良地質(zhì)問題。

        場區(qū)地下水主要為第四系松散層孔隙水,主要賦存于黃土狀輕壤土、砂壤土和細砂中,滲透系數(shù)分別為K=1.60×10-5~3.70×10-4cm/s、K=5.60×10-5~1.10×10-4cm/s、K=2.60×10-4~4.00×10-3cm/s,屬弱~中等透水性,除砂層富水性較好外,其他各層富水性較差。勘察期間地下水位埋深一般為3.20~10.60m,局部地勢低洼處埋深<3m,地下水具動態(tài)變化特征。地下水主要接受大氣降水入滲及側(cè)向逕流補給,主要以人工開采及側(cè)向逕流排泄。

        表1 各土層滲透系數(shù)建議值表

        2 降排水方案

        2.1 方案一

        渠段長約6000m,勘測期間地下水位埋深淺,地下水位在渠道設(shè)計水位附近或高于渠道設(shè)計水位,地下水位遠遠高于開挖基面,計劃在渠道開挖至一級馬道高程時,沿兩側(cè)馬道內(nèi)側(cè)1m外布置深井,深井內(nèi)徑400mm,間距30m,井深20~30m,兩側(cè)梅花形布置,共布置320眼。

        根據(jù)單井出水量和抽水揚程,選擇200JQ40-39/3型水泵,出水量40m3/h,揚程35~45m,功率7.50kW。

        2.2 方案二

        渠道降排水井布置在渠道兩側(cè)一級馬道上,井排距:渠道85m、廟后唐倒虹吸45m,梅河倒虹吸40m,降水井井口高程125m,降水開始時的地下水位高程為120~121m,相對于井口而言地下水埋深4~5m,渠底建基面高程為115m、建筑物水位降至高程109.50m,水位降深S渠基為121-115=6m以上、建筑物為121-109=12m,渠道及建筑物依據(jù)干地施工的原則,渠道地下水位需降至114m、建筑物地下水位需降至108.50m方能滿足干地施工要求。因現(xiàn)場實際地質(zhì)情況可能發(fā)生變化,渠道井深確定為28~36m考慮、建筑物井深按32~41m。

        當確定了各施工單元基坑涌水量、各施工單元單井實際出水量(見表2)及各施工單元降水井數(shù)量(見表2),則井間距D為:D=L/n,詳情見表(見表2)。

        3 抽水費用對比分析

        表2 基坑施工單元降水單井數(shù)量級井間距成果表

        本工程水泵運行期平均約10個月,約合304.10d,另根據(jù)降排水方案二知,175QJ(R)15-39/3水泵共236臺,175QJ(R)10-40/2.2水泵共184臺。方案一配備200JQ40-39/3水泵320臺。

        根據(jù)《水利工程施工機械臺時費定額》,采用內(nèi)插法計算出水泵臺時費見表3。

        表3 水泵臺時費用表

        根據(jù)河南省《建筑工程預算定額》2006年版和表3,管井降水套天費用分別為:配備2.20kW潛水泵降水井抽水費為68.55元/套天,配備3kW潛水泵降水井抽水費為283.54元/套天,配備7.50kW潛水泵降水井抽水費為366.83元/套天。

        故方案一比方案二多投入的降排水費用為:

        △M=(366.83元 /套天×320-268.55元 /套天×184-283.54元/套天×236)×10×30.41天=321422元。

        4 結(jié)語

        根據(jù)實際工程進行渠道降排水方案設(shè)計,并分析其降排水費用,結(jié)果表明采用滿足施工要求的小型號水泵較大型號水泵更能節(jié)省降排水費用。

        [1]陽玲.地鐵車站降排水施工技術(shù)[J].市政技術(shù)2005,23(2):102-103.

        [2]唐健.淺析深基坑工程支護及降水施工技術(shù)[J].城市建設(shè),2010,(27):244-245.

        [3]雷振華.深基坑工程降水技術(shù)淺析[J].隧道建設(shè).2006,26(4):10-12.

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