粉细砂基坑井点降水施工

【摘要】本文就粉细砂井点降水在辽宁省水利厅某输水工程PCCP管道安装中的实际应用，结合当地地下水位、地质条件等环境因素介绍粉细砂地质条件下的井点降水施工技术。

【关键词】井点降水；输水工程；粉细砂

一、工程概况

辽宁省水利厅某大型输水工程四段二标经由辽宁省阜新市彰武县，地质条件复杂。线路全长为27.323km，其中15.925km地质条件为粉细砂、7.940km地质条件为粉质粘土、3.458km地质条件为岩石。管道安装沟槽开挖深度在7～12m之间。钻孔揭露地下水深多在2～8m之间。

由于大部分区域地质条件为粉细砂且地下水位较高，基坑开挖时地下水大量渗出，造成基坑内积水、边坡坍塌，影响下一步PCCP管道安装的施工，需要进行降排水处理。

二、施工工艺

2.1、井点降水施工方案布置

井点降水试验选取长度100m，考虑基坑开挖深度在10m左右，宽度在50m以内，管道安装施工时基坑地下水位需降至开挖建基面以下0.5m。现场降水井沿管道方向两侧平行直线布置，每侧间隔10米布设一口井口直径300mm，井深20m的降水井。具体排列方式见下图：

2.2、井点降水各参数计算

2.2.1、单井出水量计算：

单井出水量取决于含水层的允许渗透速度、过滤器长度及直径等，其理论计算最大允许出水量为：，

式中：l—过滤器长度，取l=10m；

D—过滤器直径，本次取0.3m；

K—渗透系数，K=8m/d。

将上述各值带入上述公式，得出单井涌水量为720m3/d。

2.2.2、基坑涌水量计算：

在管道安装施工基坑降水过程中，厚度较大的粉细砂、中粗砂、砾砂、圆砾层采用管井井点降水。管道安装施工时基坑地下水位需降至开挖建基面以下0.5m，场地地下水属稳定潜水类型，采用无压非完整井涌水量解析法公式计算，即：

式中：Q—基坑日涌水量，m3/d；

K—渗透系数；

L—基坑长度；

H—含水层水头高度；

h—抽水前与抽水时含水层厚度平均值m；

R—抽水影响半径.

通过实验计算渗透系数k：

截面为A=0.2㎡，长度为L=0.3m的饱和试样，打开水阀，使水自上而下流经试样，并自出水口处排出。待水头差（△h=0.45m）和渗出流量（Q=2.4m/d）稳定后，量测经过一定时间 t 内流经试样的水量V，则

V = Q*t = ν*A*t

根据达西定律，v = k*i，则

V = k*（△h/L）*A*t

从而得出

k =Q*L /（ A*△h）=2.4*0.3/（0.2*0.45）=8m/d；

基坑长度，取L=100m；

含水层水头高度，取H=11m；

抽水前与抽水时含水层厚度平均值，取h=3m；

抽水影响半径计算：

根据经验计算公式：R=0.34

式中：

q—抽水时涌水量，取q=720m3/d

w—单位面积内的渗透量，取w=0.33

将上述各值带人公式，得出抽水影响半径q=15.8m；

将上述各值带入

可得出基坑日涌水量为5670m3/d。

单井涌水量为720m3/d，由于过滤器加工及成井工艺等人为影响，实际的单井出水量一般小于上式的计算值。基坑日涌水量为5670m3/d，经上述计算得出100m长基坑需布设井数为10口井。

综上所述，确定的最终井点降水方式如下：

（1）考虑综合因素，沿管道方向布设直径0.3m的降水井，用潜水泵抽水，以保证干槽施工的条件。管井井点沿基坑开挖边坡中心布置。

（2）布井方式：沿基坑两侧平行直线布置，井间距：10m，井深：20m。

（3）水泵配备：每个管井配备1台50QX15-18-1.5型潜水泵（Q=15m3/h，H=18m，功率1.5kw）。

（4）管井内采用φ50mm的塑料管将抽出的水直接排入附近截流沟，基坑外排水采用自流形式，抽出的水通过截流沟与水泵结合的方式排出基坑外，达到补给和节约地下水的目的。基坑内两侧挖设排水沟，沿程坡降控制在4‰以内，排水沟内集水流入周边集水井。集水井内集水通过水泵抽到基坑外。

三、结束语

本工程的井点降水施工顺利的实现了基坑降水，保证了基础施工，缩短了工期，达到了预期目标，为下一步管道安装施工打下了坚实的基础，取得了显著的经济效益和社会效益。

经济效益：本工程仅一个标段27KM管道安装施工完成后，节约费用1200万元。

①基坑節约土方开挖土方回填各20万方，节约约200万元。

②工期效益：节约设备租赁费、人工费、基础换填费，加快工期，实现效益约1000万元。合计节约费用1200万元。

参考文献：

[1]【SL313-2014】.《水利水电工程施工地质勘察规程》.水利部.2014.12.8.

[2]《建筑施工手册--第四版》.中国建筑工业出版社.3013.9.

作者简介：孙秋（1990），男，汉，辽宁 彰武，助理工程师，大学本科，单位：辽宁西北供水有限责任公司。