趙作鵬

（湖南省航務工程有限公司，湖南 長沙 410000）

引言

船閘建筑項目對建設技術要求較高，在建設規(guī)劃過程中，需首先考慮深井降水施工，隨后方可開展船閘基坑建設工作，但就實際而言，部分項目在深井降水技術應用方面存在一定問題，因此積極開展閘基坑深井降水施工研究對于后續(xù)順利開展船閘基坑建設工作具有重要的現(xiàn)實意義。

1 工程概況

某船閘工程的建設標準屬于四級指標，目標區(qū)域的高程為13.25～26.50 m，基坑建設作業(yè)的最低高程為7.54 m，設計作業(yè)深度為14.54 m，船閘基坑規(guī)劃形狀為矩形，整體工程根據(jù)對應地勘報告顯示作業(yè)區(qū)域的整體地段地質符合基本作業(yè)施工要求，規(guī)劃區(qū)域的地下10 m位置的主要土質為黏土，少數(shù)區(qū)域為粉質黏土，底部土壤環(huán)境為具有一定滲透性的重粉質砂壤土[1]。

2 降排水方案規(guī)劃

深井降水施工作業(yè)是船閘基坑項目的前置工序之一，是維持基坑建設順利開展的重要基礎項目。目前，由于作業(yè)區(qū)域的地下水系較為豐沛，基坑作業(yè)難度較高，且底部土壤環(huán)境為一層為滲透性比較強的沙壤土，在大面積開挖作業(yè)下可能出現(xiàn)流砂問題。結合本工程的地質報告數(shù)據(jù)，在進行詳細分析后發(fā)現(xiàn)，應采用波紋管深井降水法輔助作業(yè)。

該項目的原地面高程26.5 m，頂部為黏性土。下部高程13.25～26.5 m的中間區(qū)域為地下潛水層，夾層中的粉質黏土層厚7 m；高程0.5～12.5 m之間為粉砂，結構較軟，具有較高的滲透性，在常規(guī)開挖作業(yè)條件下可能導致管涌與流砂現(xiàn)象，主體結構持力層處于該區(qū)域范圍內。該土層中的粉質黏土在地下水系徑流作用下可能產(chǎn)生邊坡坍塌，因此在基坑建設階段需在周邊位置建設對應的降水設施。根據(jù)不同井點降水的作用范圍：管井降水對于底層水量較大、高滲透性土層具備較好的降水效果。降水深度可達到7 m左右。本工程船閘規(guī)劃建設的基坑底部樁頂高度為6.35 m，結合實際建設需求，基坑水位應降低至5.22 m以下，降水深度達6.23 m，根據(jù)地質勘查獲取的數(shù)據(jù)以及同類建設項目的相關施工經(jīng)驗，此類項目通常應分級管井降水，通過多級降水方案滿足規(guī)定的降水設計，從而確?；拥撞扛稍镄?。

1）降水井的設計布置。將下閘位置的基坑作為標準基坑進行降水量計算，根據(jù)設計圖紙規(guī)劃要求，沿基坑側向位置，每20 m布置3口降水井，共6口，且距離結構邊距離4 m，井深設計在24 m，直徑為0.3 m。

2）井點結構。結合設計方案以及實際區(qū)域情況，管井設計方案主要采用直立式，鉆孔直徑為0.4 cm，鉆孔中加入0.28 m透水管材，通過多級鏈接方式，單極長度為5 m。透水鐵管外表面增加多層鐵網(wǎng)，多級鐵管之間進行焊接，隨后在外表面添加粗砂濾料。單個降水井中布置一臺潛水泵，揚程為40 m。

3）井點后續(xù)作業(yè)施工：在規(guī)劃建設的船閘基坑位置中進行井點施工，預計規(guī)劃應用多臺鉆機交替施工，一周內即可落實井點施工。在施工過程中，首先應落實泥漿護壁，維持鉆孔區(qū)域的土壤結構正常，井管安裝高度達到規(guī)定設計標準后需進行洗孔。此操作過程逐漸借助境內的潛水泵進行，并將排水導入到預先設置的抽排管道內，從而將井內的地下水轉移至下游圍堰外。

4）井點封閉。結合規(guī)劃建設方案內容，在完成基本項目建設后，應進行基坑外圍的土壤回填，同時對周邊井點區(qū)域進行密閉處理，避免底部的地下水出現(xiàn)外溢問題；封堵方案主要采用粗砂混合C20混凝土進行封堵操作[2-3]。

3 深井降水施工技術

3.1 深井降水施工流程

規(guī)劃井點→深井工鉆孔作業(yè)→孔內清理→增加濾料→安裝波紋管→深井壁回填以及孔壁過濾安裝→加裝水泵抽水→試抽→移除設備及封井[4]。

3.2 操作重點

1）明確滲透系數(shù)。在作業(yè)準備階段中，技術人員應優(yōu)先進行地質資料核對以及分析，然后根據(jù)作業(yè)規(guī)劃方案，明確結合施工現(xiàn)場的地質情況，計算涌水量，隨后計算出預定規(guī)劃建設位置的深井間距、深度、管徑等數(shù)據(jù)內容。此外，井點布置方案應采取環(huán)形，同時做好封閉工作。在缺少目標區(qū)域的地質資料時，則應積極開展降水試驗，根據(jù)相關數(shù)據(jù)報告確定土壤的滲透系數(shù)。

2）成孔。在落實成孔建設前，應優(yōu)先開展井位測放，隨后結合平面圖進行孔位的合理布置，在實建過程中，應結合地形因素進行對應調整，隨后在目標區(qū)域土層中插入波紋管，并采用黏性土進行整體回填，為消除施工過程中出現(xiàn)的地下水回涌問題，護口管頂部應高于地面一定距離。在安裝鉆機過程中，應首先確保底座處于穩(wěn)定狀態(tài)，鉆機應與規(guī)劃孔位相互對接，確保轉盤、吊鉤、孔處于同一軸線位置。鉆孔時可根據(jù)需求采用不同類型的鉆機設備，并確保成孔直徑在0.6 m左右，在作業(yè)過程中，應合理控制泥漿的稠度，避免出現(xiàn)過稀或濃稠問題，同時對成孔進行徹底清理，避免出現(xiàn)井底淤積問題。

3）下井管。該項目規(guī)劃井的整退直徑為0.28 m的大直徑輕質波紋管，單節(jié)長度控制在5 m，在進行初步加工時，要確保整體管材質量符合建設規(guī)劃需求，在作業(yè)準備前應積極做好管材加工檢測以及測量工作，確?？咨顫M足建設需求后進行下放，下放過程中要和孔中心對準，以此使得濾水管進入到預定位置，井管中的管道應做好焊接，避免出現(xiàn)透水，隨后放入到規(guī)定深度后，進行井口封閉。在回填前需對井管進行高度測量，要確保填礫一次完成，濾料的投入量應與設計使用量相等[5]。

4）封閉井口。此布操作主要采用黏性土施工，為降低井口封閉過程中的架橋問題，圍填準備階段應首先進行黏土搗碎操作，圍填過程中確保黏土壓實，并做好井管外的封閉工作。

4 降水井運行

4.1 運行前準備

成井建設完成后，需鋪設電纜、排水管線等，同時做好兩類線路的規(guī)劃布置工作，同時確保排水管線以及集水池連通，做好防滲漏工作，隨后將導出的井水直接匯入到集水池中。在試抽準備階段需對電線管路進行多次復檢，確保電線管路通常后進行實際操作。此外，要根據(jù)排水需求，適當增加一定數(shù)量的發(fā)電機組，做好排水泵與發(fā)電機的連通工作，同時根據(jù)當?shù)丨h(huán)境條件，做好應急發(fā)電方案的制定工作，避免在意外停電時影響整體抽水作業(yè)；基坑底部位置應布設觀測井，同時基坑面積及數(shù)量應與設計方案相同，控制好降水情況。在抽水作業(yè)期間，應委派專人對抽水作業(yè)進行全時段監(jiān)控，當發(fā)現(xiàn)抽水工作異常時應積極做出對應處理方案。

4.2 運行階段

在施工完成一口井之后，建設人員應進行抽水以此觀測出水量，試抽水的準備階段應做好要地面標高和靜水位的檢測，確保抽排水系統(tǒng)的工作狀態(tài)符合預期。

在基坑建設準備作業(yè)中，工作人員應提前開展降水井試抽水，從而控制基坑作業(yè)過程中的地下水位。降水井運行期間，需制定輪流值班制度，對相關數(shù)據(jù)進行對應檢測。降水井試運行時需進行對應數(shù)據(jù)的分析與整理工作，科學規(guī)劃降水工作，加大降水井的應用效率。在降水井試運行階段時，技術人員需重視基坑的明渠排水效能，在遭遇雨天時需在基坑位置增加外部排水設備。降水井試運行時需定期檢查井下的潛水泵，若發(fā)現(xiàn)潛水泵出現(xiàn)工作異常，則應及時更換水泵。降水過程要確保電力系統(tǒng)維持不斷，增加對應數(shù)量的應急發(fā)電機，一旦出現(xiàn)意外停電時，可采用備用發(fā)電機及時供電，同時此過程須在盡可能短的時間內完成，以免出現(xiàn)降水回流問題。

降水監(jiān)測。在基坑水位檢測應采用信息化檢測手段，深井降水作業(yè)展開后，技術人員需針對井下水位進行每天四次的周期性觀測，當水位逐漸下降至船閘主體結構基坑底以下0.5 m后，可降低觀測頻率。另外，應維持水位觀測，記錄水位異常變化情況，同時做地下水防回流操作，制定應急準備方案，從而保證正常施工。

降水維護。降水井運作過程中，為維持地下水位，需對潛水泵進行周期性維護，以此確保抽水作業(yè)穩(wěn)定。潛水泵要制定維護工作方案，降水井作業(yè)應保持連續(xù)性，同時安裝對應的備用潛水泵。在降水作業(yè)中維持降水井外部密封，開掘作業(yè)時要避免破壞降水井外部結構，回填時應保證降水井周邊回填土方量均衡，避免出現(xiàn)單側壓力過大導致井管傾倒或變形。

5 基坑深井降水施工難點

在該項目作業(yè)期間，由于當?shù)亟邓看蟆Ｔ诤罄m(xù)作業(yè)過程中降雨次數(shù)將為頻繁，為避免出現(xiàn)雨水滲漏問題，減小雨水對基坑作業(yè)的影響，設計人員在規(guī)定區(qū)域位置另外增設了明排水溝，在下閘區(qū)域的兩側位置分別建設了一個l m×l m×2 m集水坑，并配備水泵抽水，另外在邊坡位置增設隔水網(wǎng)布，消除雨水對邊坡造成的影響。由于該地區(qū)土質情況復雜且夾層較多。結合相關地質勘察資料可知，該區(qū)域的地質主要受到周邊水系泥沙淤積形成的，存在較多的粉質粘土夾層，且整體分布不規(guī)則、各處位置厚度不盡相同。粉質粘土夾層可能影響地下水下通過鐵絲紗布滲進深水井，同時透過附近的粉質黏土層流入外部區(qū)域，進而導致周邊邊坡的出現(xiàn)結構軟化情況，因此，該區(qū)域的降水井數(shù)量與實際需求數(shù)量不相符合。結合地質勘察資料，確定該項目規(guī)劃地下水位的深度，并在開挖作業(yè)前進行抽水試驗，同時反復對單井土層滲透系數(shù)、涌水量進行多次校核計算，結合作業(yè)區(qū)域周邊水系對基坑邊坡結構穩(wěn)定造成的影響因素，要消除邊坡透水層出現(xiàn)的結構松動問題，則應對井間距做好加密處理，綜合考慮，下閘位置在規(guī)劃設計方案基礎上增加4口深井，且間距控制在5 m，共需打14口深管井。以實際效果來看，在后續(xù)試抽水中，基坑底部土壤較為干燥，整體降水效果良好。

6 基坑降水監(jiān)測

1）基坑作業(yè)前，需定期進行自然水位監(jiān)測，在初期抽水作業(yè)需采取每天四次的基坑水位監(jiān)測，待水位接近基坑設計水位后采取每天兩次的降水監(jiān)測。

2）落實觀測記錄工作。在水位監(jiān)測過程中，技術人員應結合各類設備的運行數(shù)據(jù)以及實際水位下降情況確定降水的整體速率，確定水位的實際變化情況，并計算后續(xù)降水操作時間，并對降水方案的實際效能進行分析，隨后結合相關數(shù)據(jù)對降水工作方案進行調整，消除各類異常抽水作業(yè)問題，確保整體抽水作業(yè)效率。

3）降水期內應維持作業(yè)連續(xù)，抽水作業(yè)時應將地下水導出待預設的集水池位置，避免出現(xiàn)回滲。另外，為進一步預防連續(xù)降雨天氣造成的雨水聚集以及回流問題，應在集水池位置增加抽水泵，做好地下水的外排工作，避免自然降水造成基坑積水，消除下滲問題。在布置水泵時，應根據(jù)實際需求安裝高功率排水水泵，以此保證整體排水效果。

4）根據(jù)基坑降水幅度，后期地面可能出現(xiàn)一定幅度的沉降，為進可能維護周圍建筑結構穩(wěn)定，該項目在作業(yè)方案規(guī)劃方面采用灌井作業(yè)法，盡可能實現(xiàn)排水實際作業(yè)與計劃祖業(yè)指標的相互對應。根據(jù)項目實際作業(yè)情況觀察，由于該項目所在地區(qū)屬于軟質土層，距離周圍的建筑尚有一定距離，因此基坑降水對周邊區(qū)域的建筑影響加下哦。為確保建筑物的結構穩(wěn)定，需在降排水的過程中，定期檢查周邊建筑物情況，當發(fā)現(xiàn)建筑結構出現(xiàn)位移情況時，則應中制排水作業(yè)，并委派專人開展作業(yè)方案優(yōu)化升級，建立應對方案，保證深降水作業(yè)順利完成。

7 結語

深基坑施工作業(yè)通常將對周邊地形環(huán)境造成一定影響，因此，相關作業(yè)單位應給予重視。在地下水降水處理過程中，可能出現(xiàn)管涌、流沙等問題，不利于后續(xù)基坑開挖作業(yè)，為了確?；咏ㄔO項目順利落實，施工班組應結合地質條件合理制定降水井的作業(yè)規(guī)劃方案，確保地下水位處在合理的范圍內，不能給周邊的建筑物造成任何的安全影響，同時提高施工的安全性。