李良超

摘 要：船閘基坑開挖是船閘主體工程施工的前提條件，而深井降水施工則為基坑的順利開挖提供了保障。截至目前，許多船閘施工時降水不能達到預(yù)期的效果，對船閘正常施工留下了隱患。本文以漢北河新溝二線船閘下閘首基坑開挖為例研究深井降水施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：基坑開挖；深井降水

中圖分類號：U641.5 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006—7973（2018）6-0066-02

1 工程概況

漢北河新溝船閘包括船閘主體和相關(guān)配套工程，其中下閘首長27m，寬40m，左側(cè)緊靠老船閘，右側(cè)緊臨漢北河，施工作業(yè)狹窄，開挖深度達20m，為一級基坑。由于船閘基坑土質(zhì)為粉質(zhì)黏土和粉砂層，土體透水性比較大，且地下水位較高，給基坑開挖增加了很大難度。在基坑開挖及后期結(jié)構(gòu)施工過程中，做好降水工作尤為重要，根據(jù)實際施工需要，地下水位應(yīng)始終控制在施工層0.5m以下，才能給基坑開挖和結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造一個良好的干施工條件。

2 船閘深基坑降水的方法

原地面高程28.5m，表層為粘性土。其下高程16.5m～28.4m之間則主要是地下潛水層，其中粉質(zhì)粘土層厚10-12m，滲透系數(shù)k=2.0×10-4cm/s；高程0.5m～16.5m之間為粉砂，灰色，松散，層厚在9.1m～16.0m之間，滲透系數(shù)k=3.07×10-4cm/s，可塑狀態(tài)，極易產(chǎn)生管涌與流砂現(xiàn)象，主體結(jié)構(gòu)持力層即坐落在該土層上。上述粉質(zhì)粘土在地下水滲流作用下極易產(chǎn)生流砂從而導(dǎo)致邊坡坍塌，所以在基坑開挖過程中必須采取行之有效的降水措施。參考各種井點降水的適用范圍：管井降水適用于地下水量較大、土體滲透系數(shù)大的土層。有效降水深度6m～8m。本工程船閘主體結(jié)構(gòu)基坑底的勁性體樁頂標(biāo)高為6.35m，按照現(xiàn)場施工需要，地下水位需降低到5.85m以下，降水深度達7.7m，土體滲透系數(shù)k=3.07×10-4cm/s，根據(jù)地質(zhì)勘探報告和以往類似工程的施工經(jīng)驗，宜采用分級管井降水，確保每級降水深度都在8m范圍內(nèi)，保證基坑底部干燥及邊坡穩(wěn)定。

降水井的平面布置：把下閘首開挖基坑作為一個整體進行基坑降水量計算，采用設(shè)計圖紙建議方案，沿長度27m的方向，每側(cè)布置3口降水井，共6口，降水井距結(jié)構(gòu)邊3m，深井深28m，井外徑30cm。井點結(jié)構(gòu)：根據(jù)現(xiàn)場實際，管井采用在原地面直接鉆孔，成孔直徑為40cm，內(nèi)設(shè)內(nèi)徑28cm透水鐵管（網(wǎng)狀眼）和無縫鐵管，每節(jié)長度為5m。透水鐵管外包一層鐵紗布和兩層紗布，節(jié)與節(jié)之間焊接，其外填粗砂濾料。每個降水井中配置一臺YQS200 18kw潛水泵，揚程為44米。井點的施工和運行：在船閘主體結(jié)構(gòu)基坑土方開挖前進行井點施工，井點施工采用2臺鉆機成孔，7天便可完成井點施工。在施工過程中，應(yīng)該做好泥漿護壁，防止鉆孔過程中產(chǎn)生坍孔，井管放置到設(shè)計標(biāo)高后應(yīng)立即洗孔。每口井內(nèi)用潛水泵抽排至井外側(cè)已連好的排水管道內(nèi)，從排水管道流排到下游圍堰外。井點的封閉：根據(jù)現(xiàn)場主體結(jié)構(gòu)施工完成情況，對墻后進行回填，若不在需要降水，要對井點進行封閉處理，以防止地下水從管井口繼續(xù)外溢，封閉方式為井內(nèi)填充中粗砂、上部填C20混凝土。

3 基坑深井降水施工過程

成井。成井施工設(shè)備：采用兩臺CZ-150型沖擊鉆。成井深度及孔徑：28m、ф300mm，成井工藝：從原地面人工開挖1.5m深埋設(shè)ф600mm鋼護筒，采用沖擊鉆進行沖擊成孔，沖擊成孔過程中采用制備的泥漿（通過試驗選擇合適的）護壁，當(dāng)每次沖擊深度約為2m時采用撈渣桶清理孔底於渣，反復(fù)進行上述方法，直至成井深度達到設(shè)計要求即成井成功。

井管安裝。井管分為過濾管和實管，過濾管網(wǎng)狀眼的加工，根據(jù)《供水管井技術(shù)規(guī)范》（GB50296-99）要求，網(wǎng)狀眼設(shè)計規(guī)格為：每個網(wǎng)狀眼縫直徑約16mm，各網(wǎng)狀眼中心距為45mm，孔隙率≥17%，采用正三角形布設(shè)，濾管外1層鐵絲紗布和2層尼龍網(wǎng)包纏。采用沖擊鉆自帶起吊設(shè)備分節(jié)安裝，安裝前第一節(jié)井管底部用5mm厚圓鋼板進行焊接封底（牢固且封閉較好），上下管之間用對焊連接，焊接時要確保兩節(jié)井管對齊且在同一軸線上，下沉井管時應(yīng)對準井孔中心，確保井管始終處于居中，井管安放到設(shè)計位置后進行焊接固定，然后在管井周圍填充直徑1.0mm中粗砂。

洗井。井管安裝完成以后，用空壓機清除井管孔內(nèi)泥漿，直到井內(nèi)完全流出清水為止，再用小型污水泵對井反復(fù)抽洗，抽洗次數(shù)不少于5次。成井完成4h時進行洗井，以免間隔時間過長，護壁泥皮逐漸硬化難以被洗出，影響管井周圍滲水效果。洗井完成后要進行試抽水，確定單井的出水量及水位下降的高度能否滿足施工要求。

水泵安裝。潛水泵用絕緣材料繩居中緩慢吊放。安裝完成后檢查電線有無破損情況，若完好則接通電源，每井附近預(yù)埋電纜線和安放電閘箱，應(yīng)做到每個電閘箱控制一口降水井，并安裝時間水位繼電自動抽水和漏電保護裝置，為以后檢修提供便利條件。

鋪設(shè)排水管網(wǎng)。地面排水管網(wǎng)根據(jù)現(xiàn)場實際用鋼管做排水主管路，排水管直徑為429mm，排水管線布置在降水井外側(cè)，沿施工便道走向鋪設(shè)至下游圍堰外側(cè)，每6m砌筑一個托臺，排水管放置在托臺的中心。井口設(shè)置保護砌臺并設(shè)置醒目的提醒標(biāo)志，排水管網(wǎng)水流方向的傾斜度為2‰，以便于排進管網(wǎng)水順利流出。

抽降聯(lián)網(wǎng)。深井降水開始后應(yīng)連續(xù)抽水，不應(yīng)中途有間歇，井管、水泵、電箱若需要檢修應(yīng)逐一進行。第一次開始抽水時，出水量會比較大，為防止排水管網(wǎng)排水能力有限，可間隔一段時間逐一啟動水泵（杜絕同時開啟較多的降水井）。抽水正常后，應(yīng)立即去做抽水試驗，檢驗單井出水量、含水層滲透系數(shù)及出砂量情況。如果出砂量較大，可將水泵稍微上提，若出砂量仍然較大時，應(yīng)重新洗井，洗井還不能解決就要停泵補井。

4 降水井運行

試抽水。施工完成一口井之后，要及時抽水來確保出水量，試抽水之前要測定地面標(biāo)高和靜水位，已檢查運行時抽水與排水系統(tǒng)是否滿足要求。

降水井運行?；娱_挖前應(yīng)提前七天啟動降水井進行抽水，從而降低基坑開挖時相應(yīng)區(qū)域的地下水位。降水井運行期間，安排專人24小時值班，認真做好相應(yīng)的運行記錄。降水井運行過程中對做好的記錄及時整理和分析，從而合理安排降水工作，提高降水井的使用效率。

降水井運行的注意事項。降水井運行同時，也要做好基坑的明排水工作，遇到降雨天應(yīng)及時把基坑內(nèi)的明水抽干。降水井運行過程中要經(jīng)常檢查潛水泵的工作情況，如果發(fā)現(xiàn)不能正常運行時要及時更換水泵。降水過程中要保證電力供應(yīng)，合理配置足夠的備用發(fā)電機，遇到網(wǎng)電停電時，應(yīng)及時采取措施，保證在20分鐘內(nèi)完成網(wǎng)電與發(fā)電機的切換，確保降水的效果。

降水監(jiān)測。水位監(jiān)測工作應(yīng)實施信息標(biāo)準化管理，深井降水開始后，在水位未達到設(shè)計降水深度前，應(yīng)每天觀測水位4次，當(dāng)水位趨于穩(wěn)定且地下水位降至船閘主體結(jié)構(gòu)基坑底以下0.5m后，可每天觀測2次。根據(jù)水量及水位統(tǒng)計記錄，分析產(chǎn)生不正常的原因，及時做好防范措施，以確保降水深度，從而保證正常施工。

降水維護。降水井運行期間應(yīng)經(jīng)常對潛水泵的運行狀態(tài)進行檢查，保證抽水能夠正常運行。潛水泵要定期進行保養(yǎng)，降水井運行期間不能隨意停抽，并準備好備用的潛水泵。在降水期間注意降水井的保護，挖土?xí)r施工機械不要碰撞降水井，填土?xí)r降水井四周應(yīng)對稱填土，防止單側(cè)壓力過大導(dǎo)致井管傾倒或變形。

5 基坑深井降水施工難點

當(dāng)?shù)亟邓看?。施工期間當(dāng)?shù)亟涤贻^為頻繁， 為防止雨水大量流入基坑，減小雨水對基坑降水的影響，在基坑降水過程中應(yīng)在基坑底部四周設(shè)明排水溝，在下閘首兩個對角位置分別設(shè)置一個lm×lm×2m集水坑，采用水泵抽水，同時在邊坡上鋪設(shè)不透水彩條布（特別注意搭接位置的防水），防止雨水對邊坡的沖刷。

土質(zhì)情況復(fù)雜夾層較多。根據(jù)地質(zhì)勘察資料可以看出，漢北河新溝船閘的地質(zhì)是由于漢北河淤積形成的，有較多的粉質(zhì)粘土夾層，且厚度分布不均勻、各處均不一樣，而粉質(zhì)粘土夾層會阻礙地下水下通過鐵絲紗布滲進深水井，地下水會從邊坡內(nèi)部的粉質(zhì)粘土夾層處向外流出，從而影響邊坡的穩(wěn)定和深井降水效果。

降水井?dāng)?shù)量不能滿足實際降水需要。根據(jù)地質(zhì)勘察資料，確定漢北河新溝船閘地下水位的深度，在現(xiàn)場進行了抽水試驗，對單井土層滲透系數(shù)、最大涌水量等相關(guān)參數(shù)進行計算確定，考慮到施工區(qū)域四周來水對基坑邊坡造成的水頭水土壓力，為了防止邊坡透水層發(fā)生涌水現(xiàn)象，需對原深井間距進行加密處理，綜合考慮，下閘首每側(cè)需要增加4口深井，深井間距取5m，共需打14口深管井。以實際效果來看，14口深井同時抽水，基坑開挖過程中土體比較干燥，從深管井里量取的水位在閘首墊層底以下1m左右，降水效果良好。

6 結(jié)論

降水井的數(shù)量及深度主要取決于土層滲透系數(shù)、最大涌水量、地下水位的深度，在大面積施工降水井之前，首先打一口試井，以此來確定降水影響范圍，合理選擇間距及布置形式，達到最理想的降水效果。

參考文獻：

[1] 高建楠.淺析如何保證船閘工程基坑降水成功率 [J].中國 水運（下半月），2011年6期.