门台子一级站基坑施工降排水工艺及应用

张 飚

门台子一级站位于凤阳县临淮关镇姚湾村境内，属灌排结合站。2015年10月拆除重建，泵站设计总装机2760kW。基坑开挖设计标高8.00～8.50m，降水采用深水井—明沟、集水井相结合的施工方案。

一、水文气象

根据勘察资料分析，场区揭露2层含水层和1层隔水层，其含水层分别为：（1）赋存于第四系全新统②、③层轻粉质壤土夹粉土、粉砂层中的潜水，中等透水性。该含水层底板高程 3.70～9.82m ；（2）赋存于第四系上更新统⑤层中细砂夹壤土层中的承压水，中等透水性，该含水层顶高程为 -5.80～2.45m。

二、工程地质

该工程场区地层自上而下可划分为6层。现分层叙述如下：第①层：人工填土（Qr），以轻粉质壤土或砂壤土为主，其分布高程层顶15.80～23.08m，层底 12.90～19.92m。第②层：轻粉质壤土（Q4al）， 为 新近沉积的壤土。该层土层底高程为9.60～17.60m，层厚 1.60～6.25m。第③层：轻粉质壤土或砂壤土夹粉土、粉砂（Q4al），局部为轻粉质壤土与粉砂互层，土质极不均匀。该层层底分布高 程 3.70～9.82m， 层 厚 2.00～7.00m。第④层：重粉质壤土或粉质粘土（Q4al），灰、灰夹褐，该层层底分布高程为 -5.80～2.45m，层厚3.88～12.00m。第⑤层：中、细砂混中粉质壤土（Q3al）。该层土层底分布高程为-6.70～-1.65m，层厚1.00～3.00m。第⑥层：粘土夹砾石（Q3al），黄、腊黄、黄夹灰或绿色，硬至坚硬状态。

三、施工方法及降水施工技术措施要点

根据该工程现场的地质及水文条件及基坑开挖深度，依据水利工程相关规范的规定基坑采用分层开挖施工，结合有关基坑降水经验，基坑内降水采用深水井—明沟、集水井相结合的施工降排水方案。

深水井排水：在基坑四周边每隔20m设置Φ0.4m深水井，使基坑渗出的地下水汇聚于深水井内，然后用深井水泵将其排到排水明沟。明沟、集水井排水：是在基坑深水井外侧四周设置排水明沟，排水坡度为1‰～3‰。使深水井排出的地下水、雨水通过排水明沟汇聚于集水井内，然后用水泵将其排出基坑外。

四、基坑降排水

1.降、排水设计

该工程土体主要为粘质粉土，虽属弱透水性，但因地下水位较高，存在渗漏和渗透稳定问题，须做好坑内降水。拟用泥浆泵冲填、挖掘机配合开挖至设计高程，然后在基坑四周设置Φ0.4m深水井，深水井需根据地质勘探报告中土质分层情况进行现场确定埋设深度，基坑深水井外侧四周用30～40cm的排水明沟、集水井连接。

2.水泵选用

（1）排水机具的选用：基坑降水设计按暴雨日最大降雨量考虑，坑内积水考虑当天排完。选用水泵类型，取水泵的排水量为基坑涌水量的1.5～2倍。当基坑开挖后涌水量Q＜20m3/h，可用隔膜式泵(污水泵)或潜水电泵；当Q在20～60m3/h，离心式水泵或潜水电泵；当Q＞60m3/h，需用离心式水泵。如基坑涌水量很小，亦可采用污水泵或潜水电泵等将水排出。

（2）基坑排水材料准备：深水泵10只；潜水泵4台；污水泵2台；塑料水管500m。

3.降、排水的要求及基坑深水井布置

基坑降水关系重大，只有在深水井布置完成，深水井外侧沿基坑四周用30cm×40cm的排水沟连接，排水到设计要求时才能进行下道工序的施工。对打井的质量，成井后的抽水等必须严格按照要求执行。深水井内底部滤层材料采用瓜子片或粗砂（成井后灌入）。

4.降、排水施工工艺

准备工作→钻机进场→定位安装→开孔→下护口管→钻进→终孔后冲孔换浆→下井管→稀释泥浆→填灌瓜子片或粗砂→止水封孔→洗井→下泵试抽→合理安排排水井管路及电缆道路→实验→正式抽水→记录。

5.降水井施工工艺要求

（1）测放井位：按井位设计平面根据甲方移交的现场控制坐标，测放井位，若由于桩位、支撑或障碍物等因素造成井位不能到位时，可以适当移位，但最大移位控制在2m以内。

（2）钻机就位：平稳牢固，钩头、磨盘和孔位在一条直线上。

（3）钻孔：人造泥浆钻进、护壁完成后，穿进吹填砂层进入原土继续造浆、钻头直径400mm左右，成孔直径400mm左右。钻孔时泥浆比重一般控制在1.15左右，垂直度控制在1%以内，沉淀泥浆及时外排。

（4）清孔：钻孔达到设计深度后及时用比重小于1.1的稀泥浆进行清孔，使孔内泥浆换稀至比重1.02～1.10以内，才能下管。

（5）下井管：下井管前必须测孔深，深度达到要求才能下井管。管底用铁板封焊，管顶应外露至地面以上10～20cm。为了保证井管不靠在井壁上并保证填料厚度，在滤水管上下部各加一组扶正器，保证环料填状间隙厚度不大180mm，过滤器应刷洗干净，过滤器缝隙均匀。下管要准确到位，自然落下，稍转动落到位，不可强压下，以免损坏过滤结构。井管到位后下钻杆，泥浆比重稀释到1.05左右，在稀释泥浆时井管管口应密封，使泥浆从过滤器经井管与孔壁的环状间返回地面，稀释泥浆应逐步缓慢进行。

（6）填滤料：滤布封住管口，用清水软管放至井管底部，使泥浆井管底部向上排出，并采用动水投料，将滤料用在管井周均匀回填直到地面。滤料采用瓜子片或粗砂，填料层上部2m左右，用粘土填实。回填过程中，井内溢出的泥浆要及时排除。

（7）洗井：填料结束，立即洗井，接通清水软管，继续补充水源，可用活塞抽吸或用压力水反冲清洗，要求破坏孔壁泥皮，洗通井四周渗水通道。

（8）潜水泵和真空泵安装：潜水泵安装在井管底部。真空泵安装在基坑边。真空泵与深井连接要密封、牢固，施工完毕后不能随便移动，防止松动、漏气。

6.技术保证措施

（1）成孔直径控制：检查成孔直径是否达到400mm，确保下井管无阻碍。

（2）成孔深度控制：成孔后施工人员应现场测量成孔深度。

（3）井管质量控制：检查每孔是否用设计数量的光壁管和缠丝管焊接成井。管与管之间应焊接牢固，保证垂直度。

（4）井管结构及填砾：2.0m以上为光壁管，2.0m～5.0/10.0m为缠丝滤水管，井管均为Φ0.4m塑料波纹管，每根长5m。滤料均采用瓜子片。

（5）洗井：用活塞结合空压机洗井，洗至井管通畅、水清，含砂量小于1/20000，以保证降水质量。

（6）降水过程控制：结合井位地质情况，井位附近无细砂层的井先降水，井位处有细砂时，待井内水位下降至砂层下面后，再开始降水。控制出砂量，以保证降水不改变基础的持力层原状土结构。

（7）严格以上各个环节的过程控制，以满足施工用的降水深度，确保建筑物基础和地下室的顺利施工。

（8）如深水井水量较大，将在同一口井内放置一台2.2kW水泵（出水量为12t/h）或2台1.1kW的水泵（每台出水量为10t/h），保证地下水位降至基坑底面以下，基坑土方开挖顺利进行。

7.安全保证措施

（1）现场配备专职安全员，负责施工场地安全。

（2）严格按照安全规范用水、用电、机械操作。

（3）操作工、电焊工、电工等严格按照相关操作规程操作。

（4）所有施工人员及操作人员进场后，均必须进行安全及技术交底。

五、预防对周边环境造成影响的措施

开始降水时，视具体地层情况采用缓慢抽降法，以后再逐渐加大单井出水量至设计出水量，可使周边建筑物沉降变形平缓进行，避免出现过大变形。

整个降水过程须由专人或专业单位进行基坑及周边各建筑物的沉降观测工作，一旦出现不利于建筑物稳定的变形，及时采取补救措施，以免造成不良后果。

门台子一级站基坑施工降排水通过合理的设计，有效地预防了泵站基础工程施工过程中土方坍塌、基坑进水等质量安全事故的发生，从而保证了施工安全及施工质量