鄧承德

（中鐵二十三局集團(tuán)第三工程有限公司，四川 成都611130）

1 工程簡(jiǎn)介

錫二鐵路線，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟境內(nèi)，東起錫林浩特北站，途經(jīng)阿巴嘎旗、蘇尼特左旗，西至集二線西里站，新建正線全長(zhǎng)375.805km，國(guó)鐵Ⅰ級(jí)，單線，設(shè)計(jì)行車(chē)速度120km/h。本線東端通過(guò)錫林浩特地區(qū)連通錫烏線進(jìn)入東北地區(qū)，通過(guò)錫林浩特～桑根達(dá)來(lái)～正藍(lán)旗～曹妃甸線直達(dá)環(huán)渤海港口；西端與規(guī)劃的二連浩特至西小召鐵路貫通，通過(guò)集二線聯(lián)通二連浩特國(guó)際口岸，構(gòu)筑成內(nèi)蒙古自治區(qū)東西鐵路大通道北部輔助通道，構(gòu)建二連口岸新的后方運(yùn)輸通路，形成錫盟煤炭外運(yùn)通路，促進(jìn)錫盟資源開(kāi)發(fā)。

錫林河特大橋全長(zhǎng)1324.6m（40-32m），設(shè)計(jì)樁基213根，墩臺(tái)41個(gè)，墩身高度6～10米。位于錫林浩特市下游13km，在既有錫林河水庫(kù)下，橋墩位于沼澤地和河床中，地下水豐富。承臺(tái)基坑范圍內(nèi)覆土層依次為：①?zèng)_淤積淤泥質(zhì)粉土(Q4al+h)：灰黑色，軟塑，局部夾薄層粉土；②沖洪積粉砂(Q4al+pl)：潮濕～飽和，稍密，局部夾有植物根系及粉質(zhì)黏土；③沖洪積細(xì)沙(Q4al+pl)：飽和，局部潮濕，松散，局部夾有薄層粉土，淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土及少量細(xì)粗圓礫，0～2.8m；④沖洪積細(xì)沙(Q4al+pl)：飽和，稍密，局部夾有薄層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土及少量粉質(zhì)黏土,0～1.6m；⑤沖洪積細(xì)沙(Q4al+pl)：飽和，中密，局部夾有薄層粉土、中砂及少量粉質(zhì)黏土，后2～13m；承臺(tái)開(kāi)挖基底深度約為-5m，主要位于③和④沖洪積細(xì)沙(Q4al+pl)層中。

2 施工情況及方案比選

因錫林浩特特大橋位于嚴(yán)寒地區(qū)。土壤最大凍結(jié)深度為2.75m。根據(jù)指導(dǎo)性施組工期安排，于枯水期12月份，在樁基施工之前采取填土及山皮石施做施工平臺(tái)。因氣溫過(guò)低，年前樁基及承臺(tái)施工無(wú)法進(jìn)行，至次年3月后組織施工。樁基施工完畢后進(jìn)行承臺(tái)基坑開(kāi)挖。

經(jīng)開(kāi)挖揭示：0～2m為凍土，2～3.5m為流沙，地下水豐富，坍塌嚴(yán)重，無(wú)法開(kāi)挖至基底，邊坡凍土層懸空，隨時(shí)都有坍塌的危險(xiǎn)，常規(guī)支護(hù)無(wú)法滿(mǎn)足施工要求。經(jīng)研究，同時(shí)采用9m鋼板樁和井點(diǎn)降水施工，比較兩種方案的可行性，終選其一，確保施工順利進(jìn)行。

鋼板樁進(jìn)場(chǎng)設(shè)備為改裝小松350-6打拔樁機(jī)，9米鋼板2套 （一個(gè)承臺(tái)一套，基坑周長(zhǎng)28m），配備15kW水泵2臺(tái)。承臺(tái)施工基本工序?yàn)椋簻y(cè)量放線—破冰平場(chǎng)地—打鋼板樁—開(kāi)挖—抽水—開(kāi)挖—抽水—封底—破除樁頭—承臺(tái)混凝土施工—拔樁—承臺(tái)回填。

施工情況：鋼板樁打樁范圍為6×8m,周長(zhǎng)28m。在凍土層時(shí)，施工困難，穿過(guò)2m凍土層后，較為容易，每個(gè)承臺(tái)打鋼板樁時(shí)間約為1.5天，支撐加固約0.5天，后經(jīng)調(diào)整為預(yù)先采用挖機(jī)破除凍土層，打鋼板樁和支撐加固共1天，開(kāi)挖約2天（因地下水豐富，一次不能開(kāi)挖至基底，需分兩次開(kāi)挖），2臺(tái)15kW 水泵，抽水2天，但開(kāi)挖后，地下水從基坑底部細(xì)沙層透水，且鋼板樁背后有部分掏空，基底仍然有少量水，需采用混凝土封底。

輕型井點(diǎn)降水進(jìn)場(chǎng)設(shè)備為15kW真空水泵20臺(tái)，5kW真空水泵20臺(tái)，直徑70mm的沖水管一套，PVC管及 100mm主管（鋼管）5套（5個(gè)承臺(tái)）。

承臺(tái)施工基本工序?yàn)椋簻y(cè)量放線—破冰開(kāi)挖—插管接管—抽水—開(kāi)挖—破除樁頭—承臺(tái)混凝土施工—拔管—承臺(tái)回填。

施工情況：因凍土層約2m，承臺(tái)尺寸為5×7m，基坑深度約為5米，井點(diǎn)按承臺(tái)輪廓線加寬至7×9m環(huán)形布置，優(yōu)先采用一級(jí)降水，備選二級(jí)降水。提前采用挖機(jī)破凍土層，插管及安裝水泵1天，4～5組（15+5）kW水泵抽水2天，達(dá)到開(kāi)挖條件。開(kāi)挖到承臺(tái)基底后，效果較好，達(dá)到預(yù)期的干燥作業(yè)，邊坡干燥，很穩(wěn)定。

比較鋼板樁和輕型井點(diǎn)降水的效果，最終選擇了輕型井點(diǎn)降水施工。

3 輕型井點(diǎn)降水施工方法

3.1 施工流程

測(cè)量放線→鋪設(shè)總管→沖孔→安裝井點(diǎn)管→用彎聯(lián)管將井點(diǎn)管與總管接通→安裝集水箱和排水管→先試抽水，再正常運(yùn)轉(zhuǎn)水泵抽水→觀測(cè)基井（點(diǎn)）水位變化。

3.2 材料及設(shè)備

（1）井點(diǎn)管：用直徑55mm鋼管，下端為長(zhǎng)1～2m鉆有Φ5mm梅花形孔外包尼龍窗紗二層，纏透明塑料膠帶。或直徑55mm的PVC管，下端長(zhǎng)1～2m鉆有Φ5mm梅花形孔，外包尼龍窗紗二層，纏透明塑料膠帶。

（2）連接管：用鋼絲塑料透明管、膠皮管，直徑55mm。（3）集水總管：用直徑100mm鋼管帶接頭。（4）主要機(jī)具設(shè)備：采用真空泵輕型井點(diǎn)。

3.3 輕型井點(diǎn)降水施工方法

（1）井點(diǎn)管的埋設(shè)

①采用直徑70mm的沖水管進(jìn)行沖孔，沖水管壓力采用離心泵循環(huán)抽送。沖孔進(jìn)沖管應(yīng)垂直插入土中，并作上下左右擺動(dòng)，加劇的砂土的松動(dòng)，并且在孔旁挖一個(gè)排泥漿水溝。沖管深度應(yīng)比濾管深度深0.5m，以便流泥，井點(diǎn)管與孔壁間及時(shí)用粗砂填實(shí)。井點(diǎn)管要位于砂濾水層中間，并且井點(diǎn)管在地面-0.5m深度內(nèi)用粘土填實(shí)，以防止漏氣。

②井點(diǎn)管埋設(shè)完畢，應(yīng)接通總管與抽水設(shè)備進(jìn)行試抽水。檢查有無(wú)漏水，漏氣現(xiàn)象，出水是否正常，有無(wú)淤塞現(xiàn)象，如有異常情況應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修理。

（2）井點(diǎn)管的使用

井點(diǎn)管工作后，應(yīng)保證連續(xù)不斷的排水，正常出水規(guī)律是“先大后小，先混后清”。如不上水，或水一直較混或出現(xiàn)清后水混等情況，應(yīng)立即檢查糾正。

（3）井點(diǎn)管的拆除

待承臺(tái)竣工后，拆除井點(diǎn)系統(tǒng)，所留孔洞用砂土填塞。

3.4 施工要點(diǎn)

本方案采用沿承臺(tái)環(huán)狀布置井點(diǎn)。因坑壁為凍土凍結(jié)，井點(diǎn)管布置距坑壁的距離為0.5～1m，井點(diǎn)管的間距為0.6～1.0m。為了充分利用泵的抽空能力,集水總管標(biāo)高盡量接近地下水位線，并沿抽水水流方向有1%的上仰坡度，水泵軸心與總管齊平，井點(diǎn)管埋置深度比基坑深度至少深1m。

降水設(shè)施完畢后開(kāi)始降水，在承臺(tái)基底采用挖機(jī)挖觀測(cè)點(diǎn)5個(gè)（深0.5m），觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置于承臺(tái)四角及中間無(wú)樁基位置，降水過(guò)程中隨時(shí)觀測(cè)水位，發(fā)現(xiàn)水位異常隨時(shí)匯報(bào)。降水過(guò)程中水泵設(shè)備設(shè)專(zhuān)職人員晝夜進(jìn)行值班，觀測(cè)各井點(diǎn)降水情況和各泵運(yùn)行情況，如下滲水量不滿(mǎn)足水泵運(yùn)行時(shí)，及時(shí)更換水泵。井點(diǎn)使用時(shí)，應(yīng)保持連續(xù)不斷抽水，并配用發(fā)電機(jī)或雙電源以防斷電。水位降至設(shè)計(jì)基底以下0.5m，并處于基本穩(wěn)定狀態(tài)后，進(jìn)行承臺(tái)基坑開(kāi)挖清底，破除樁頭，安裝鋼筋，立模板澆筑混凝土等工序施工。

4 效果分析

經(jīng)鋼板樁與輕型井點(diǎn)降水的施工對(duì)比，輕型井點(diǎn)降水有如下優(yōu)勢(shì)：

（1）操作性方面，機(jī)具簡(jiǎn)單，便于施工。輕型井點(diǎn)降水僅需要PVC管，15kW、5kW水泵、小型水箱，100mm主管鋼管，均為小型設(shè)備機(jī)具，人工操作，極其簡(jiǎn)單，便于施工；鋼板樁需要打拔設(shè)備一臺(tái)，為重型設(shè)備，且一個(gè)承臺(tái)鋼板樁需要約40噸，十分笨重。

（2）經(jīng)濟(jì)方面，省成本。輕型井點(diǎn)降水進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)用每三套設(shè)備約為2萬(wàn)元，每個(gè)承臺(tái)施工成本約為3萬(wàn)元；鋼板樁進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)用每套設(shè)備約為2萬(wàn)元；，每個(gè)承臺(tái)鋼板樁施工成本為5～6萬(wàn)元；而且承臺(tái)采用鋼板樁施工需要封底，輕型井點(diǎn)降水無(wú)需封底，每個(gè)承臺(tái)節(jié)約混凝土約14m3。

（3）安全方面，安全可靠。輕型井點(diǎn)降水為主動(dòng)降水，細(xì)沙失去水分，無(wú)流動(dòng)動(dòng)力，能自然穩(wěn)定，邊坡放坡開(kāi)挖即可；且降水后能達(dá)到干燥作業(yè)，極其方便施工。采用鋼板樁施工，為被動(dòng)降水，背后掏空，側(cè)壓力大，基底易發(fā)生流沙和管涌，導(dǎo)致鋼板樁失穩(wěn)，存在安全隱患。

（4）工期方面，周期短，節(jié)省循環(huán)時(shí)間。輕型井點(diǎn)降水達(dá)到承臺(tái)基坑下步作業(yè)的時(shí)間為3天，而鋼板樁施工時(shí)間為4天（因地下水豐富分兩次開(kāi)挖和抽水），輕型井點(diǎn)降水方案較為節(jié)約時(shí)間，尤其在該工程工期非常緊迫的情況下，顯得極為重要。

5 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)場(chǎng)施工證明，輕型井點(diǎn)降水方案，適用于地下水位較高、水量較大、沖淤積淤泥質(zhì)粉土、沖洪積粉砂、沖洪積細(xì)沙層，克服了基坑開(kāi)挖時(shí)出現(xiàn)的流砂、管涌，效果較好。在錫二鐵路錫林河特大橋承臺(tái)基礎(chǔ)基坑施工中應(yīng)用非常成功，既節(jié)省了施工成本，又保證了施工安全，且便于操作，效果突顯。

［1］李明哲.淺談?shì)p型井點(diǎn)降水施工工藝[J].科技信息·科學(xué)教研,2007.

［2］易津湘.輕型井點(diǎn)降水技術(shù)的應(yīng)用研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2009.