□张鹏成(郑州雁鸣湖生态风景区管委会)
□韩瑞瑞(河南省郑州水文水资源勘测局)
井点降水在地下水位较浅、渗水量一般的情况下,经常在施工中被采用。这主要是井点降水可以以最短的时间、最小的投资,且占地面积小的优势,达到较好的降水效果。同时,井点降水施工方法相对简单,因此,常常被广大的施工单位在施工组织设计及施工方案的制定中将此方案推为首选。
虽然单排井点降水有上述的诸多优点,但在实际工程施工中也存在很多的缺点,致使降水失败而不能按时达到施工降水的预期效果,导致工期一拖再拖,施工周期无限延长,从而给施工单位及建设单位带来巨大的建设周期及经济损失。
单排井点降水失败的情况大多存在于地下水位较浅、渗水量大,且透水层间夹杂有粘土的水文地质环境。如果遇到这种水文地质环境,常规的单排井点降水就容易失败。常规单排井点降水,点管之间的间距在1.0~2.0m左右。由于该种情况下,降水效果虽然有,但不能将大部分的地下水排出,达到可以施工的环境,致使降水失败,从而影响工程的下一步进展。
这种降水效果失败的情况笔者已遇到过3次,第一次是1996年在黄河迎宾馆污水泵站的施工中,泵站开挖深度在±0.0以下9.0m,由于基坑开挖时期在3、4月份,正是枯水期,地下水位深且渗水量小,直到6月份进入汛期后,连续降雨致使地下水渗透量大增,单排井点降水已不能满足降水要求,致使原来已开挖好的基坑变成了一个大水坑。经过明排及井点降水持续了一个多月时间,效果仍旧不行,从而明排与单排井点降水失败。第二次是在2008年郑州市雁鸣湖景观大道一期工程南段郑开大道北侧,约400m的污水管道埋设的施工中,由于地下水位较浅,施工方先采用了常规的单排井点降水,经过七天的降水,进行了全面开挖后,降水效果不行,基坑出现了大面积的塌方,地下水出渗量较大,不能进行正常的施工,为此被迫停止施工。第三次是在2011年郑州市雁鸣湖景观大道北延工程的雨水工程施工中这种情况同样出现。这三次均为单排井点降水,由于地下水渗水量大而致使降水失败。
单排井点降水在遇到上述情况后,就显得无能为力。为打破这种被动局面,切实将施工段的水位下降,达到降水的目的,为施工创造好的环境,我们经过仔细的研究与分析,认为单排井点降水出现降水失败的原因主要在于单排井点的出水量小于地下水的渗出量,同时,夹层中含有粘土,由于其含水量大,且透水性差,内部水份不易排出,形成了一个薄弱层,若采用大开挖的办法,容易出现基坑塌方。为此,只有加大井点降水的出水量,阻止地下水向基坑侧渗,才能起到预期的效果。在此思想的指导下,笔者在2006年黄河迎宾馆污水泵站的施工中,大胆地将单排井点降水改为双排井点降水。
双排井点降水的主要做法是,在同一个布置井点的平面上,安排两排干管,干管之下安装点管,两排干管间的点管与点管间采用梅花的布置方式。前排布置的点管与后排布置的点管要错开位置,不能前后布置。具体的施工技术措施分为以下几个方面:
一是降水的形式。干管间采用双排干管的降水形式,干管与干管间的间距一般安排为1.0~1.5m,点管与点管的间距在布置为1.0~1.5m,点管间的间距最小还可缩小至0.8m,降水的深度可达6m。
二是水泵的选取。抽水泵的选取可采用YB180M-ZW型水泵,水泵吸水管的直径可采用108m m。具体的干管长度可根据现场的情况具体确定,在干管的末端,用钢板做成的盲板进行封堵,干管与点管间采用橡胶管连接即可。
三是点管的制作。点管一般采用Φ48的钢管制作而成,长度为6m,点管下部要做成锥形封闭的形状,在最下部的1.5m内设置虑管口与滤网。虑管口的间距可为3cm,孔位可为10~12m m,滤网采用尼龙网或粽片,用铁丝绑扎好即可。
四是点管的安装。点管安装时应采用水冲的方法进行埋设,用57m m的钢管制成长8~10m,末端制成尖端的形状,另一端与高压水泵相连接,在点管位置缓慢冲刷成型。冲孔时将制成的冲孔管用起重设备吊起来,插在计划安装点管的位置上,开启高压水枪,用急速的射流冲刷点管处的土壤,在冲刷的同时将冲孔管不停的上下左右来回转动,一边冲一边下沉,渐渐的在土中形成水冲孔洞,孔洞形成后,尽快拔出正在工作的冲孔管,立即将点管插入已成的孔洞中,并尽快地在点管和孔壁之间注入灌砂滤料,防止在点管与孔壁间坍塌土方。
五是做好砂滤层的填灌。做好孔壁与点管间砂滤层的填灌是确保井点顺利抽水和降低地下水的关键所在,在填灌砂滤层前应注意,在冲孔的过程中,要保证孔洞必须垂直性,不能出现偏差,冲孔的孔径一般为30m m左右,冲孔的深度要比滤管低0.6m左右,以便防止在冲孔结束拔出冲孔管时部分土壤回填到冲孔内,从而触及滤管底部。砂滤层要尽量选用粗砂,避免出现滤料过细堵塞滤管网眼,滤料填筑时要填至滤管顶上1.0~1.4m。全部滤料填灌好后,距地面以下0.5~0.8m的深度内要用粘土进行封口,以免出现漏气。
六是组装井点。所有点管安装完毕后,即可组装。将点管与干管用橡胶管连接好,并将干管与干管、干管与集水箱等全部连接好后即可调试。全部的井点部件安装完毕好后,要进行抽水试验,检查有无漏气现象的发生。
七是试运行。调试结束后,即可进入正常运行状态,经过试运行,如果没有问题,即可进行正常的使用。
将单排井点降水改为双排井点降水后,降水效果明显得到改善,而蓄在基坑里的明水需要通过水泵等排水设施将明水排出。在双排降水实施2~3d后,降水效果明显得到改善,实施一周后,降水效果基本上达到了预期效果,施工即可进行。通过三次的实践,笔者认为,在地下水位较浅、渗水量较大的地段采用双排井点降水可以极大地解决降水难、单排井点降水效果差的难题,从而为施工创造较好的条件,达到工程建设的工期、投资、进度等方面的要求。