錢勇生
菜巢線樅陽引江樞紐(0+000~5+906)是引江濟淮工程兩大引江口門之一。其樞紐泵站基坑與外界(長江、菜子湖)水源連通、開挖較深(-7.53~-9.0m)、基坑底部距離細砂、砂壤土()層、局部夾粗砂、小礫石()層、粗砂夾礫石()層的承壓水透水層較近,部分位置承壓水透水層出露,存在基坑突涌問題。根據(jù)基坑的地質(zhì)特點及外界水源連通的實際情況,確定采用截斷外界水源的水泥土截滲墻(厚80cm)+坑內(nèi)疏干井、坑外降壓井的深井降水方案。
基坑外圍距離水泥土截滲墻8m 布置環(huán)形26 口降壓(水)井,為降低上下游引渠地下水位,在泵室上、下游各加密布置3 口深井,共32 口。其▽4.5m 地面作為深井施工操作平臺,基坑開挖過程逐步拆除井管,一直開挖至▽1.00m 左右,深井埋深21m,井底▽-20.00m。
根據(jù)施工現(xiàn)場情況和施工要求,降水深度取10.03m,則深井埋深值為21m;含水層厚度取19.63m,降水深度取10.03m,基坑等效半徑為91.42m,細砂滲透系數(shù)為0.133m/d,抽水影響半徑為32.1m,則承壓—潛水完整井的基坑涌水量為1331m3/d;單井出水量為51.7m3/d,深井間距為20.25m。
深井降水施工工藝流程:井點測量定位→挖井口→鉆機就位→鉆孔→吊放井管→回填井管與孔壁間的沙礫過濾層→洗井→井管內(nèi)下設(shè)水泵、安裝抽水控制電路→試抽水→降水井正常工作→降水完畢拔井管→封井。
1.鉆機就位
鉆機等設(shè)備的吊運與安裝由專人負責,持證上崗,按“三點一線”樁機就位,即鉆桿中心、轉(zhuǎn)盤中心、樁孔中心垂直同心一線,安裝偏差≤10mm,確保鉆孔的垂直度。安裝的鉆機底座穩(wěn)固,鉆進中平穩(wěn)無位移,成孔或灌注施工前先試運轉(zhuǎn),保證中途無機械故障。
2.鉆進成孔
(1)管井成孔直徑900mm,確保沖洗液正常循環(huán),要求循環(huán)池、沉淀池容量分別大于12m3、8m3,布置的循環(huán)槽的坡度1∶100左右。施工前先試成孔,開孔鉆進先輕壓、慢鉆,狀態(tài)正常后,逐漸加大轉(zhuǎn)速和鉆壓并控制泵量。
(2)鉆孔時采取減壓鉆進,在孔底承受的鉆壓不超出鉆錐和壓重塊的重力之和,扣除浮力后的80%情況下,鉆桿能豎直平穩(wěn)旋轉(zhuǎn),避免或減少斜孔、彎孔和擴孔現(xiàn)象,同時鉆孔連續(xù)作業(yè),停鉆時防止坍孔埋鉆(鉆頭提離孔底大于5m)。
(3)鉆孔達設(shè)計深度時清孔提鉆,輸入適合的比重泥漿循環(huán)清孔(鉆頭提離孔底15~20cm),使孔內(nèi)換輸?shù)男迈r泥漿含砂量逐漸穩(wěn)定至不沉淀為度。
3.下管、填濾料和洗井
(1)下管:利用鉆機動力頭下管和其預(yù)制混凝土底座,熱瀝青作為井管接頭處粘合劑,再圍2~3圈涂熱瀝青的麻布(寬20cm),豎向用鉛絲綁扎數(shù)道長竹片箍緊,濾管外包2 層80 目尼龍網(wǎng)布逐節(jié)組裝下沉。
(2)填濾料:在全部下沉的井管管壁與孔壁間填粗砂過濾料,半徑為5~10mm,從四周慢慢圍填并用鋼筋搗實至井管透水管上口高程,然后回填粘土封閉至地面。
(3)洗井:排污泵或清水泵洗井,以排出護壁泥漿,疏通水路。洗井時間大于4 小時,以井內(nèi)抽出的水清澈為標準,肉眼感官無混濁和可見顆粒。
(4)排水:基坑周邊鋪設(shè)坡度為5‰主干集水管,各井抽出的水集中排走,集水管管道需連結(jié)牢固不漏水,確保邊坡穩(wěn)定。
4.降水泵安裝
對于需抽降排水疏干的管井,按一井一泵下置潛水泵,水泵排水量應(yīng)大于單口井最大涌水量,其最小揚程不小于井深,先進行試抽運轉(zhuǎn)排水,檢查潛水泵、排水管路、電器安裝設(shè)備,試運行良好即可開始連續(xù)降水,并定期觀察記錄水位、流量變化,觀察周邊邊坡、建筑物等參照狀況,及時匯總并調(diào)整,掌握管井疏、降、排、滲降水全過程動態(tài)。
1.井管結(jié)構(gòu)
不透水管及沉淀管的內(nèi)徑為0.4m,壁厚50mm,混凝土強度C20。管徑與不透水管一致的無砂混凝土管作為透水過濾管,水泥與礫石比約為1 ∶5,礫石直徑為5~10mm,孔隙率為15%~20%,濾管外包2 層80 目尼龍網(wǎng)布,抗壓強度為不小于15MPa兩種管型,預(yù)制長度均為1.0m,而透水濾管兩端0.1m,需預(yù)制成不透水混凝土。
2.井管保護措施
(1)基坑施工各種機械交叉作業(yè),合理避開降水井設(shè)備及管線,坑內(nèi)每口井孔位定位、高程正確,標志醒目并避開設(shè)計的樁位,抽水管線增設(shè)護套、上鋪鋼板、深埋措施;降水井周邊土方開挖均勻?qū)ΨQ逐步開挖,周邊0.50m 范圍內(nèi)預(yù)留土人工開挖,防止機械碰撞降水井及開挖不均產(chǎn)生擠壓損壞井管現(xiàn)象。
(2)井管周邊滲水或承壓水涌出,可在井管周邊反壓回填,搗實管壁松動土體或換填混凝土,加大周邊降水井抽排力度,降低承壓水水頭。
1.降水跟蹤觀測?;娱_挖前應(yīng)提前20 天進行降水,確保基坑各分層開挖面無明水。鉆造深井的同時,在基坑內(nèi)外埋設(shè)測壓管。深井管理人員自深井啟用后跟蹤自控記錄,每日記載天氣情況,定期觀測河內(nèi)水位,掌握深井水位和相應(yīng)的測壓管水位,及時調(diào)整深井水位自動控制觸點高程,保證基坑承壓水位不超限,每旬定期檢測深井出水的含砂量及深井系統(tǒng)的總涌水量并做好記錄。
2.井內(nèi)水位控制?;觾?nèi)井點應(yīng)同時抽水,使水位差控制在要求范圍內(nèi),并防止排出的地下水回滲而流入基坑。利用降水井進行地下水位觀測,降水期間每天觀測1~2 次。每日觀測水位變化異常跡象,應(yīng)及時分析原因,查找滲漏點。
3.檢查維護。降水運營期間定期檢查和維護,管井口綁扎封閉杜絕雜物進入保證抽水效果,保證地面人員安全,按事先規(guī)定的觀測頻率和精度對地下水層進行監(jiān)測記錄,觀察出水量變化做好定期洗井安排,確保降水井的功效。
4.封井要點。降水完成后,須對降水井進行有效封閉,封閉原則為“以砂還砂,以土還土”。水泵提出投料前水位降至最低,先把上部三節(jié)井管提出,將濾料搗至井內(nèi),或用挖掘機將上部三節(jié)井管和濾料一并挖除,然后向井內(nèi)回填粘土,回填至孔口以下3m 左右時,靜置一天后,抽除積水,人工回填粘土并夯實,最后在孔口處澆筑2m 的C25 混凝土。所有降水井均應(yīng)根據(jù)基坑開挖和底板施工進度,逐步封井并做好預(yù)設(shè)降水井以防基坑突涌發(fā)生。
引江濟淮工程菜巢線樅陽引江樞紐泵站的深井降水方案比較成功,尤其對于緊鄰長江、菜子湖這樣的區(qū)域地下水得到控制,改善了施工條件,保證了工程質(zhì)量,為工程按時完工爭取了時間,取得了較好的經(jīng)濟效益■