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        粉細(xì)砂基坑井點(diǎn)降水施工

        2017-10-19 11:45:41孫秋
        水能經(jīng)濟(jì) 2017年9期
        關(guān)鍵詞:粉細(xì)砂

        【摘要】本文就粉細(xì)砂井點(diǎn)降水在遼寧省水利廳某輸水工程PCCP管道安裝中的實(shí)際應(yīng)用,結(jié)合當(dāng)?shù)氐叵滤弧⒌刭|(zhì)條件等環(huán)境因素介紹粉細(xì)砂地質(zhì)條件下的井點(diǎn)降水施工技術(shù)。

        【關(guān)鍵詞】井點(diǎn)降水;輸水工程;粉細(xì)砂

        一、工程概況

        遼寧省水利廳某大型輸水工程四段二標(biāo)經(jīng)由遼寧省阜新市彰武縣,地質(zhì)條件復(fù)雜。線路全長(zhǎng)為27.323km,其中15.925km地質(zhì)條件為粉細(xì)砂、7.940km地質(zhì)條件為粉質(zhì)粘土、3.458km地質(zhì)條件為巖石。管道安裝溝槽開挖深度在7~12m之間。鉆孔揭露地下水深多在2~8m之間。

        由于大部分區(qū)域地質(zhì)條件為粉細(xì)砂且地下水位較高,基坑開挖時(shí)地下水大量滲出,造成基坑內(nèi)積水、邊坡坍塌,影響下一步PCCP管道安裝的施工,需要進(jìn)行降排水處理。

        二、施工工藝

        2.1、井點(diǎn)降水施工方案布置

        井點(diǎn)降水試驗(yàn)選取長(zhǎng)度100m,考慮基坑開挖深度在10m左右,寬度在50m以內(nèi),管道安裝施工時(shí)基坑地下水位需降至開挖建基面以下0.5m?,F(xiàn)場(chǎng)降水井沿管道方向兩側(cè)平行直線布置,每側(cè)間隔10米布設(shè)一口井口直徑300mm,井深20m的降水井。具體排列方式見下圖:

        2.2、井點(diǎn)降水各參數(shù)計(jì)算

        2.2.1、單井出水量計(jì)算:

        單井出水量取決于含水層的允許滲透速度、過濾器長(zhǎng)度及直徑等,其理論計(jì)算最大允許出水量為:,

        式中:l—過濾器長(zhǎng)度,取l=10m;

        D—過濾器直徑,本次取0.3m;

        K—滲透系數(shù),K=8m/d。

        將上述各值帶入上述公式,得出單井涌水量為720m3/d。

        2.2.2、基坑涌水量計(jì)算:

        在管道安裝施工基坑降水過程中,厚度較大的粉細(xì)砂、中粗砂、礫砂、圓礫層采用管井井點(diǎn)降水。管道安裝施工時(shí)基坑地下水位需降至開挖建基面以下0.5m,場(chǎng)地地下水屬穩(wěn)定潛水類型,采用無(wú)壓非完整井涌水量解析法公式計(jì)算,即:

        式中:Q—基坑日涌水量,m3/d;

        K—滲透系數(shù);

        L—基坑長(zhǎng)度;

        H—含水層水頭高度;

        h—抽水前與抽水時(shí)含水層厚度平均值m;

        R—抽水影響半徑.

        通過實(shí)驗(yàn)計(jì)算滲透系數(shù)k:

        截面為A=0.2㎡,長(zhǎng)度為L(zhǎng)=0.3m的飽和試樣,打開水閥,使水自上而下流經(jīng)試樣,并自出水口處排出。待水頭差(△h=0.45m)和滲出流量(Q=2.4m/d)穩(wěn)定后,量測(cè)經(jīng)過一定時(shí)間 t 內(nèi)流經(jīng)試樣的水量V,則

        V = Q*t = ν*A*t

        根據(jù)達(dá)西定律,v = k*i,則

        V = k*(△h/L)*A*t

        從而得出

        k =Q*L /( A*△h)=2.4*0.3/(0.2*0.45)=8m/d;

        基坑長(zhǎng)度,取L=100m;

        含水層水頭高度,取H=11m;

        抽水前與抽水時(shí)含水層厚度平均值,取h=3m;

        抽水影響半徑計(jì)算:

        根據(jù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式:R=0.34

        式中:

        q—抽水時(shí)涌水量,取q=720m3/d

        w—單位面積內(nèi)的滲透量,取w=0.33

        將上述各值帶人公式,得出抽水影響半徑q=15.8m;

        將上述各值帶入

        可得出基坑日涌水量為5670m3/d。

        單井涌水量為720m3/d,由于過濾器加工及成井工藝等人為影響,實(shí)際的單井出水量一般小于上式的計(jì)算值?;尤沼克繛?670m3/d,經(jīng)上述計(jì)算得出100m長(zhǎng)基坑需布設(shè)井?dāng)?shù)為10口井。

        綜上所述,確定的最終井點(diǎn)降水方式如下:

        (1)考慮綜合因素,沿管道方向布設(shè)直徑0.3m的降水井,用潛水泵抽水,以保證干槽施工的條件。管井井點(diǎn)沿基坑開挖邊坡中心布置。

        (2)布井方式:沿基坑兩側(cè)平行直線布置,井間距:10m,井深:20m。

        (3)水泵配備:每個(gè)管井配備1臺(tái)50QX15-18-1.5型潛水泵(Q=15m3/h,H=18m,功率1.5kw)。

        (4)管井內(nèi)采用φ50mm的塑料管將抽出的水直接排入附近截流溝,基坑外排水采用自流形式,抽出的水通過截流溝與水泵結(jié)合的方式排出基坑外,達(dá)到補(bǔ)給和節(jié)約地下水的目的。基坑內(nèi)兩側(cè)挖設(shè)排水溝,沿程坡降控制在4‰以內(nèi),排水溝內(nèi)集水流入周邊集水井。集水井內(nèi)集水通過水泵抽到基坑外。

        三、結(jié)束語(yǔ)

        本工程的井點(diǎn)降水施工順利的實(shí)現(xiàn)了基坑降水,保證了基礎(chǔ)施工,縮短了工期,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo),為下一步管道安裝施工打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

        經(jīng)濟(jì)效益:本工程僅一個(gè)標(biāo)段27KM管道安裝施工完成后,節(jié)約費(fèi)用1200萬(wàn)元。

        ①基坑節(jié)約土方開挖土方回填各20萬(wàn)方,節(jié)約約200萬(wàn)元。

        ②工期效益:節(jié)約設(shè)備租賃費(fèi)、人工費(fèi)、基礎(chǔ)換填費(fèi),加快工期,實(shí)現(xiàn)效益約1000萬(wàn)元。合計(jì)節(jié)約費(fèi)用1200萬(wàn)元。

        參考文獻(xiàn):

        [1]【SL313-2014】.《水利水電工程施工地質(zhì)勘察規(guī)程》.水利部.2014.12.8.

        [2]《建筑施工手冊(cè)--第四版》.中國(guó)建筑工業(yè)出版社.3013.9.

        作者簡(jiǎn)介:孫秋(1990),男,漢,遼寧 彰武,助理工程師,大學(xué)本科,單位:遼寧西北供水有限責(zé)任公司。

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