降水井在滑坡体治理工程中的施工应用

程林刚，唐 静，刘加朴

(中国水电基础局有限公司，天津301700)

1 工程概况

1.1 项目概述

梨园水电站位于迪庆州香格里拉县(左岸)与丽江地区玉龙县(右岸)交界河段，是金沙江中游河段规划的第三个梯级，是以发电为主，兼有库区航运和旅游等综合效益的大型水电水利工程。

念生垦沟堆积体分布于坝址上游右岸，分布高程从江边1 500～1 700 m，临江部位堆积物沿河宽度约460 m，靠后沿宽度约200 m，横河方向长度约1 000 m，面积约0.6 m2，总体上堆积体两侧及后缘薄，中间部分相对较厚，厚度一般30～60 m，估计总土方量约2 700万m3。2008年8月，导流明渠进行开挖作业，9—10月份的雨季中，由于受综合因素影响，该堆积体开始出现滑动，最大日滑动距离约为40～50 cm，变形范围1 200万 m3。

为保证导流明渠施工安全，堆积体必须进行抗滑止滑处理。在采取其它永久止滑措施前，首要任务是如何使处于滑动变形的堆积体逐步降低滑动速率，为永久止滑措施的实施提供必要的条件，而采取降水井降低堆积体内的地下水位是一个有效的措施。

1.2 地质情况

该堆积体成因复杂，大致可分为冲洪积、坡积、残积、崩塌堆积、坍滑堆积及冰碛6种类型:①冲洪积:主要分布于沟“喇叭”口前端古河床分布部位，与河流冲洪积一致，其它沟段，主要是坡面冲刷带来的物质，堆积在特定历史时期的冲沟中。②坡积:现地面10多厘米～几十厘米分厚，特定历史时期的某些坡面上。③残积:堆积体底部一些易风化的岩性分布地段。④崩塌堆积:沟口下游测，以及山坡陡峻的坡脚地段。⑤坍滑堆积:沟口上游测岩层流层面与坡面基本一致，沿层间挤压面在冲沟切脚后，岩体沿流层面坍滑至沟底。⑥冰碛:冰水堆积物在该区域普遍发育，在某特定历史时期，地形低凹地段堆积有冰碛物。

因物质混杂堆积，且堆积体本身为冲沟地形，所以，分布具不均匀性、无成层性的特点。

1.3 水文地质条件

金沙江为本区地表水及地下水最低排泄基准面，堆积体范围内仅在1#冲沟高程约1 565 m处出露一泉水点，枯期流量约3 L/s。区内含水层主要为基岩裂隙含水层和第四系松散堆积物含水层。

根据勘探成果，地下水埋深一般15～43 m，地下水平均水力坡降与地形坡度基本一致，水力坡度约11°。局部地段存在上层滞水，钻进过程中，ZK409、ZK410两孔出现2层水位。

1.4 降水井结构及参数

降水井孔径:钻孔孔径800 mm。

降水井深度:钻孔进入基岩或富含水层，后期待排水洞完成后，打穿排水洞洞顶与排水洞贯通。

井管规格:井管采用直径500 mm钢管。

过滤料:5～20 mm人工碎石填充作为过滤层。

降水井井距:井距为10 m，出水量大的部位井距适当缩小。

滤管长度:4～6 m。

2 降水井施工

2.1 工艺流程

降水井采用冲击钻机钻孔，下设钢井管，其工艺流程为:井位布置→护筒埋设→钻机就位→钻孔施工→初步洗井→井管下设→滤料下设→进一步洗井→水泵下设抽水。

2.2 井位布置

管井主要布置在EL1690高程工作平台上，因堆积体处于滑动变形阶段，井位无准确坐标，井位选择时，主要考虑5个因素:①参照勘探钻孔坐标;②有水流渗出点;③植被茂盛的部位;④冲沟、低洼部位;⑤主滑动方向部位。

2.3 钻孔施工

由于堆积体中含有较大的孤块石，钻孔设备确定为对地层适应性好的冲击钻机。

井位确定后，埋设钢护筒，护筒周围用黏土碾压密实，然后由吊车将钻机摆放到位。

冲击钻机施工时，需要质量较好的护壁泥浆，防止钻孔坍塌，而降水井钻孔应尽量避免泥浆阻塞渗流通道，以免造成不出水或出水量很小。因此采用黏土泥浆护壁，除非万不得已不得采用膨润土泥浆。在钻孔过程中，往孔内添加黏土自造浆，为提高固壁及悬浮钻渣能力，可适当添加碱面。

钻孔已到达基岩为终孔标准。由于部分井位于富含水层的部位，在流动的地下水的稀释作用下，泥浆不能达到护壁作用，导致钻孔不能向下继续，这些孔以不能继续钻孔为终孔标准。

为保证井管的顺利下设，钻孔孔斜率不宜过大，孔斜率一般控制在0.4%以内。

2.4 井管加工与下设

井管采用加工厂定做，井管采用5 mm钢板卷制而成，直径小于钻孔直径300 mm。井管每根长度为6 m，运至施工现场后根据钻孔深度在孔口对接，对接采用绑条焊接连接。

每个管井的“花管”为4～6 m，在卷制好的井管上用气割法割出孔洞，外面再缠包孔径＜5 mm的钢丝网。

井管下设完成后，井口应高出地面30～50 cm，防止地面杂物进入井内。

井管下设采用16 t汽车吊。

2.5 滤料充填

井管下设完后，在井管外围投入5～20 mm的连续级配碎石混合料，作为滤水隔砂之用。管外砾料应均匀下入，为避免出现架空现象，采用在井周均匀由人工下入。投入的砾料要求级配连续，干净，不含泥块、土料等杂质，孔口3 m范围内采用黏土回填密实，防止地表水进入孔内。

2.6 洗井

钻进成孔后，利用钻机起落采用活塞洗井器以清水反复冲洗花管部位，将孔内泥将及井壁泥皮洗净排出并达到水清砂净为止，最后下水取粉管钻具捞净孔内沉砂。

2.7 抽水与保护

降水井下部的排水洞施工完成前需要采用水泵吸抽排地下水，每口井设置深井潜水泵1台，地面设置自动控制箱进行抽水，做到有水即抽、无水即停的无人值守工作方式。

下水泵时，所有泵管连接应紧固，水泵不可下置井深底，防止被泥砂淤埋;水泵下好后设完成，井口进行防护，以防异物掉进孔内，保证每口井正常抽水，并作好抽水记录。抽出的水通过排水沟流入金沙江。

降水井下部的排水洞形成后，采用XY-2型地质钻机将井管底部封口及排水洞顶岩石钻通，使井内地下直接进入排水洞。

3 施工成果

在EL1690高程工作平台上共施工管井10口，其中出水较大的7口，主要集中在堆积体沟谷，植被较茂盛，地表有出水点的部位，管井完成后，通过连续不断的抽排水，井内地下水位有大幅度的下降，最高降幅达8 m以上，对减缓堆积体滑移量起到了直接效果，尤其是管井平台高程以上部位，位移量逐渐减小，较管井平台以下高程的位移量有了巨大的变化，这对于总体止滑抗滑方案的实施提供了先决条件。

［1］中国建筑科学研究院.JGJ94—2008建筑桩基技术规范［S］.北京:中国建筑工业出版社，2008.