（1.許昌職業(yè)技術學院，河南 許昌 461000；2.許昌水利建筑工程有限公司，河南 許昌 461000）

1 工程概況

許昌市北汝河大陳攔河閘除險加固工程位于河南省襄城縣境內(nèi)，重建閘軸線布置在北汝河樁號141+460 處（與原閘基本一致），是北汝河上一座大型節(jié)制閘，控制流域面積5690km2，屬Ⅱ等大（2）型水閘工程。過閘流量：20年一遇設計行洪流量3700m3/s，50年一遇校核行洪流量4960m3/s。

新建大陳攔河閘共12 孔，單孔凈寬10m，采用鋼筋混凝土開敞式結(jié)構(gòu)，閘室順水流方向長23m，閘孔總寬143.5m；整體式底板，厚2m；中墩厚1.5m，邊墩及縫墩厚均為1.2m；岸墻采用鋼筋混凝土空箱結(jié)構(gòu)，其上游側(cè)設橋頭堡；閘室頂部布置有公路橋、檢修橋、啟閉機房。工程沿水流方向主要由上游拋石防沖槽、鋼筋混凝土護底、鋼筋混凝土鋪蓋、閘室、上下游翼墻、下游消力池、鋼筋混凝土海漫、鋼筋混凝土灌注樁防沖墻及拋石防沖槽組成。

本次施工降水分別為基坑內(nèi)積水抽排和井點降水。積水抽排主要在施工前期對基坑內(nèi)明水的抽排。井點降水主要布置在左右岸翼墻、岸墻開挖邊坡高程73.00m 平臺處及上游鋪蓋段、下游消力池1 段、海漫1 段。

2 自然條件

2.1 工程地質(zhì)

根據(jù)設計圖紙?zhí)峁┑墓こ痰刭|(zhì)條件得知，閘址區(qū)在鉆孔控制深度內(nèi)主要地層自上而下可分為七層：第一層人工填土、第二層輕粉質(zhì)壤土、第三層中粉質(zhì)壤土、第五層重粉質(zhì)壤土及中粉質(zhì)壤土、第六層為砂壤土、第七層細砂、第八層砂礫石。

2.2 地下水位置

地下水位位于輕粉質(zhì)壤土與人工填土之間，左岸地下水位高程分別為71.74m、71.33m、71.42m、72.14m、71.79m，右岸地下水位高程分別為72.61m、76.8m、71.98m、71.72m、71.43m、71.63m。海漫段地下水位高程分別為70.03m、70.20m、69.87m、70.49m。

2.3 設計基礎高程

岸墻基礎高程為68.00m，閘底板齒槽基礎高程為68.5m，消力池基礎高程為67.2m，翼墻從上游至下游基礎高程分別為76.65m、74.00m、68.00m、67.8m、68.00m。

3 施工計劃

依據(jù)許昌市北汝河大陳攔河閘除險加固工程施工招標及合同文件、施工圖紙（地質(zhì)鉆孔平面布置圖、工程地質(zhì)剖面圖、基礎開挖面高程）、《水利工程建設安全生產(chǎn)管理規(guī)定》、《河南省生產(chǎn)安全事故應急預案》等國家及行業(yè)現(xiàn)行的有關技術規(guī)范、規(guī)程、標準和本公司按ISO9001 質(zhì)量體系編制的質(zhì)量控制文件進行編制。

3.1 施工進度計劃

老閘底部結(jié)構(gòu)拆除前上游鋪蓋段、下游消力池段及海漫段降水井施工完成，翼墻拆除前土方開挖降水井施工完成。

3.2 施工機械設備計劃

表1 施工機械設備計劃表

4 基坑降水施工方案

4.1 積水抽排

圍堰修筑完成后開始抽排基坑內(nèi)積水，抽排基坑內(nèi)積水采用QY65-16-4潛水泵。為了加快基坑內(nèi)排水進度，在上下游圍堰處分別設置4 臺QY65-16-4潛水泵進行抽排。當基坑內(nèi)積水抽排到最低水位后，開挖圍堰截滲溝，利用截滲溝把基坑內(nèi)積水全部抽排干凈。

基坑內(nèi)積水抽排干凈后，開挖上下游防沖槽，利用防沖槽深度較大的優(yōu)勢，把施工區(qū)內(nèi)積水進一步排除，達到作業(yè)面基本干燥，土方機械進入場地進行土方開挖的要求。

在上下游防沖槽坡腳處開挖寬1.0m 深0.8m 的排水溝，把防沖槽內(nèi)滲水集中排到防沖槽左右岸積水坑內(nèi)，防沖槽滲水利用設置在左右岸的QY65-16-4 潛水泵進行抽排至上下游河道。

4.2 井點降水布置及深度計算

4.2.1 降水井井距計算

元青花中最原始、常見的纏枝紋，便是一種以藤蔓、卷草為基礎提煉而成的傳統(tǒng)吉祥紋飾，含有“生生不息”、“萬代綿長”的美好愿望，這更證明瓷器紋飾對人類思想情感的表達是與生俱來。

施工區(qū)建基面高程為68.0m，地下水位為70.49m-71.6m，地下水位于輕粉質(zhì)壤土段，水力坡度約為0.2。結(jié)合現(xiàn)場實際情況，考慮換填施工，地下水位需降至建基面2.0m 以下，即高程為66.0m。

井距 L=2*2/0.2=20m

為保證降水到位，井距定為18m。

4.2.2 降水井深度計算

護坡井深L=H+h+ir0+Z+Y+T

式中：L 為井點管埋設深度；

H 為基坑深度為14.5m；

h 為降水后水面距基坑底的深度，取2m;

r0為降水井等效半徑，為10m；

Z 為降水期內(nèi)地下水位變化幅度，取1.0m ;

Y 為過濾器工作部分長度，取1m；

T 為沉砂管長度，取0.5m。

L=14.5+2+0.2×10+1+1+0.5=21m，為保證降水到位降水井深度定為30m。

由于河道內(nèi)常年蓄水，且水位基本與灘地相平，兩岸土壤基本達到飽和狀態(tài)，當基坑積水排出后兩岸土壤內(nèi)積水會向基坑內(nèi)滲流，為了保證施工區(qū)作業(yè)面干燥，在兩岸工程區(qū)內(nèi)設置降水井，考慮水泥土換填施工需要壓路機碾壓，地下水位需降至建基面下2m 位置。降水井直徑φ400mm，降水井間距18m，底部高程57.05m，每個降水井配置1 臺QY25-40-5.5 潛水泵,降水井抽排的滲水通過水泵管道排到上游工程區(qū)之外。兩岸降水井在河道庫存水排泄完成后施工，然后開始降水，降水井工作到閘門安裝完成，水下分部工程驗收合格后停止降水。

由于上游防沖槽底部高于閘底板和消力池底板基礎開挖面，不能阻止上游滲水到達閘底板和消力池基礎開挖面，為了保證閘底板和消力池基礎開挖面干地施工，在距閘底板上游5.0m 處設置橫向降水井一排，降水井間距18m，底部高程57.05m，每個降水井配置1 臺QY25-40-5.5 潛水泵,抽排滲水到上游波紋管，通過DN500 波紋管排至上游河道內(nèi)。在消力池斜坡段下游9.0m處設置橫向降水井一排，降水井間距15m，底部高程57.05m，每個降水井配置1 臺QY25-40-5.5 潛水泵,抽排滲水到下游波紋管，通過DN500 波紋管排至下游河道內(nèi)。在距消力池2 段下游3m 處，設置橫向降水井一排，降水井間距15m，底部高程57.05m，每個降水井配置1 臺QY25-40-5.5 潛水泵,抽排滲水到下游波紋管，通過DN500 波紋管排至下游河道內(nèi)。

4.3 井點降水施工方案

4.3.1 測量定位、埋設井口護筒

修建臨時施工道路以及鉆井平臺和泥漿沉淀池，通過測量，定位出降水井所在位置，檢查排除問題之后將井口鋼護筒埋設進去。護筒的直徑為1m，高1.5～2.0m，筒體由厚度為3mm 的鋼板加工所制，將其深入地下1～1.5m，采用粘土將護筒外填實的方法防止出現(xiàn)井口坍塌[6-8]。

4.3.2 鉆機安裝就位

確保鉆機的良好狀態(tài)之后方可進行鉆機安裝。首先對鉆機狀況進行全面檢查和維護保養(yǎng)，檢查務必保證其全面性，不只是對鉆機動力系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、鉆塔各部件進行重點檢查，相關的輔助設備與工具也要一應俱全。鉆機的電力系統(tǒng)、供水系統(tǒng)需經(jīng)過合理規(guī)劃布置，安裝鉆機塔身過程中采取相應的安全措施確保人身安全，不可在鉆塔起落范圍內(nèi)出現(xiàn)人員逗留。鉆機起落保證操作的準確性與平穩(wěn)性。鉆機卷揚機或絞車應低速運行，以保持鉆機塔架平穩(wěn)升降，為防止鉆機傾倒、傷人等突發(fā)性時間的發(fā)生，鉆機卷揚機或絞車在使用過程中務必保證低速運行，保證鉆機塔架升降的平穩(wěn)性[6-8]。

4.3.3 鉆井成孔

鉆井孔徑為600mm，使用SPJ-300 型鉆機鉆進。操作人員結(jié)合實際的地質(zhì)特征及孔內(nèi)實際情況，在鉆井時把控好鉆井速度與泥漿濃度。鉆孔的垂直度是保證混凝土透水管能否順利下入井內(nèi)的關鍵，所以在鉆孔過程中要嚴格控制鉆孔的垂直度。鉆孔時采用直徑600mm 三葉或四錐形鉆頭，正循環(huán)鉆進方式，一次成孔。使用BWT450/12 泥漿泵作配套水泵，最大工作壓力大于等于1.2MPa，輸漿量大于等于5L/S。排出的泥漿進入泥漿沉淀池，經(jīng)沉淀后的水經(jīng)水溝自流入井孔。鉆井整個過程中做好原始記錄[6-8]。

4.3.4 混凝土管安裝

成井后首先通過減小孔內(nèi)泥漿比重，把泥漿比重控制在1.01～1.04g/cm3之間的方法置換掉孔內(nèi)的濃泥漿。然后根據(jù)設計要求把各種管節(jié)依次下直徑為500mm（內(nèi)徑400mm）無砂混凝土管?？椎着溆?m 高混凝土盲管，使用硬木托盤與鋼絲繩攬吊，緩慢下落直至孔內(nèi)預定深度，將混凝土透水管與盲管對接，管口要對齊，使管中心重合成井中心，采用12#鍍鋅鐵絲及薄膜箍緊接頭。采用在管壁每隔2m 設一組導向木的方法預防井管安裝偏移[6-8]。

4.3.5 濾料回填

濾料在混凝土透水管下入孔內(nèi)后開始回填，過濾層在管壁與孔壁之間為15cm 厚，采用碎石回填。為防止外部雨水等流入井內(nèi)，在濾料填至基坑底部高程后使用粘土填筑的方法進行封口，保證孔口頂部高出周邊地面10～20cm[6-8]。

4.3.6 洗井

將濾料回填之后，為保證良好的降水效果，應馬上進行洗井。即使用潛水泵進行大降深抽水，采用此方法把殘留在濾料內(nèi)的泥漿隨著水流帶出來，增加濾料的透水性能。一般抽4～5 小時出現(xiàn)清水為止[6-8]。

4.3.7 排水、供電系統(tǒng)安裝

井底1m 處安裝水泵，采用鋼絲繩懸掉高壓軟管水管，手搖轱轆提升，將積水排入河道。供電系統(tǒng)安裝時，降水供電的線路是獨立的，除此之外的施工電源不得接線入內(nèi)。應敷設兩條線路，該兩條線路以井為間隔進行供電，且每一口井旁邊設一電源控制開關獨立控制，避免一條線路出現(xiàn)意外損壞后地下水位上升浸泡基坑。采用兩條線路可在其中一條不能工作時，保證另一條線路繼續(xù)抽水工作。因工程降水工作必須連續(xù)，所以使用切換控制設備連接備用發(fā)電機、備用電源與系統(tǒng)電源，可確保系統(tǒng)電源停電后的10 分鐘內(nèi)啟動備用電源并供電，來確保施工的正常進行[6-8]。

5 結(jié)論

在基礎施工過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)因基坑失穩(wěn)或基坑壁坍塌等引起的工程事故，使得基坑周圍的地下管線和建筑物遭受不同程度的損壞。因此，基坑施工過程中采用不同的施工工藝降低地下水位，進而保證基坑施工的有利條件尤為關鍵。本文主要結(jié)合許昌市北汝河大陳攔河閘除險加固工程項目，分別從工程概況、自然條件兩方面分析了該項目的實際施工條件，通過施工進度計劃、施工機械設備計劃和人員計劃三方面安排了實際施工的人、設備和工期的安排，基坑降水施工方案則詳細說明了采用基坑內(nèi)積水抽排和井點降水的方法。本工程基坑降水方案實施前進行了專家論證和審查，得到專家組的一致通過，實施過程中未未出現(xiàn)任何安全問題。該方案可以為類似基坑降水施工提供借鑒。