松花江汊河大橋水中承臺輕型井點降水施工技術(shù)小議

□高德妤

松花江汊河大橋全長769.1m，共19孔，每孔40m。由于11#-14#墩位于水中，鉆孔樁施工采用的是筑島圍堰法。在14#左幅承臺基坑開挖時，基底不斷有流砂涌泥現(xiàn)象，施工方?jīng)Q定采用薄壁輕型沉井方法。而此時已進入雨季，從8月8日松花江水位開始不斷上漲，最高漲至116.466m。采用沉井施工，在下沉約4m時受洪水侵襲，由于迎水面受水流沖擊力較大，迫使沉井在下沉過程中重心偏移，在4天里整個沉井被江水吞蝕，施工陷入癱瘓狀態(tài)。針對現(xiàn)場實際情況，項目部立即組織全體技術(shù)人員研究水中承臺施工方案，通過計算土的滲透系數(shù)和實際地下水位高度，均符合井點降水施工要求，故對12#右幅承臺運用輕型井點施工方法。

一、井點法排水原理

(一)輕型井點抽吸系統(tǒng)

(二)輕型井點排水原理

開動抽吸設備后，地下水經(jīng)濾管、井管、集水管進入過濾箱到集水箱，在集水箱內(nèi)將吸上來的水與空氣分離，空氣進入真空泵被吸出，水進入離心泵后被排出。集水箱中設有浮筒，自動調(diào)節(jié)箱內(nèi)水與氣的平衡。在水量增加時，浮筒上升將通往真空泵的通路堵塞，避免水吸入真空泵內(nèi)。當空氣量增加，水量減少時，浮筒下落，打開通道真空泵繼續(xù)抽氣。在集水箱排氣管與真空泵間，設有氣水分離器，確保水不進入真空泵內(nèi)。真空泵的冷卻是用一臺小離心泵將熱水從真空泵中引出，進入冷卻箱再流入集水箱內(nèi)，經(jīng)蛇形管冷卻后，回到真空泵內(nèi)循環(huán)使用。

二、輕型井點施工布置

根據(jù)現(xiàn)場抽水試驗資料和其他已施工的類似工程的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，本工程井點采用雙側(cè)布置成環(huán)形(見圖3)，12#墩右幅承臺通過計算共設井點12個，其井點管間距1.6m，濾管頂端設置在基底以下1.5m處，井管長7m(包括2m濾水管)。為達到最佳降水效果，各井管、濾管、頂管設置在同一高程處，為充分利用泵的抽吸能力，集水總管標高控制在地下水位線處，且沿抽水水流方向設有0.3%的上仰坡度，保持水泵中心與總管齊平。在地下水下游方向，留出一段不予封閉。

三、輕型井點降水設備

根據(jù)井點法施工要求和現(xiàn)場實際情況，配備了表中所列降水設備，其中井點降水設備分管路分和抽水兩部分。

(一)管路部分

管路部分包括濾管、井管和集水總管。

1.濾管。采用了Φ50m m、長2m的無縫鋼管，濾管的濾孔直徑19m m，孔距30m m。對濾管外防濾設施具體采用的方法：用Φ3.2m m鐵絲纏繞成螺旋形，間距2c m，外包2層尼龍窗紗，用Φ1.6m m的鐵絲纏繞捆扎，間距2c m，再用2層棕皮包扎，用Φ3.2m m鐵絲捆扎，為防止抽水時泥砂吸入管內(nèi)，濾管頂端設置管帽。

井點降水主要設備表

2.井點管。直徑與濾管相同，材料也為無縫鋼管，井點管上接集水總管，下接濾管，兩者之間用螺絲套管連接。井點管的埋設深度H a(見圖4)可按以下公式計算：

式中：Ha-井點的水泵軸至井點濾管底的深度，m；h1-井點的水泵軸至未抽水前的地下水位的高度，m；h2-原地下水位至基坑底的高度，m；r-基坑底中心至井點管中心的距離，m；m-井點抽水后的水力坡降線的坡比；△h-抽水后地下水位距基坑底面的安全深度，一般為0.5～1m；L-濾管長度，m。

經(jīng)公式計算和現(xiàn)場抽水試驗資料及經(jīng)驗數(shù)據(jù)，確定12#右幅承臺井點管埋深Ha=7 m。

3.集水總管。集水總管用Φ110m m無縫鋼管制成，依據(jù)承臺基坑大小確定其長度，承臺尺寸為8.4×3.2×2 m，基坑按1：1放坡，開挖基坑周長為40m，故集水總管做成70 m，按井點管距離焊裝接頭短管，用膠管將井管與接頭管連接，用夾箍夾緊。

(二)抽水部分

抽水部分包括真空泵、集水箱、離心泵、氣水分離器及連接管等儀器。

四、輕型井點法的施工

12#墩右幅承臺設計底標高為108.725m，施工時地下水位標高為111.611m，需降水深度達3m，施工前對場地進行排水規(guī)劃，所有管道溝渠合理布局，保證不妨礙工地正常交通。井點降水工作一經(jīng)開始，就要不間斷地進行，否則井點濾管容易被堵塞，且一旦停止抽水，水面即刻恢復到原水位線上，已開挖完畢的基坑就會進水，嚴重時還會倒塌。因此，在施工過程中，為保證施工順利進行，施工現(xiàn)場所用機械、電源設備均保持完好，且真空泵、離心泵要留足備用，抽水工作直至混凝土澆筑完畢，拆模并回填土后才可停泵。

(一)鉆孔與埋設井管

本工程采用黃河鉆機進行鉆孔，孔深8m，比井管深1m，成孔后將井點管插入孔中，為防止孔四周坍塌，采用粗砂回填，在距地面1.5m內(nèi)，改用粘土封口，以防漏氣。

(二)連接井點管與集水管

將已經(jīng)插入土中的井點管上端用橡膠軟管與集水管的連接管頭聯(lián)接起來，用鐵夾箍緊，接頭處不得漏氣。

(三)連接抽水系統(tǒng)

將集水管的三通與已經(jīng)組裝完成的抽水系統(tǒng)連接在一起。在進行抽水工序前，詳細檢查各接頭，如發(fā)現(xiàn)漏氣，立即查明原因，或重新組裝直至整個抽吸系統(tǒng)嚴密不漏氣。

(四)開動抽水系統(tǒng)抽水

各部分管路及設備檢查合格后，方可開動真空泵。開動后，集水箱內(nèi)形成部分真空，當真空表指示400m m H g左右時，地下水開始從濾管吸入集水箱，開動離心泵，將水及時排出。排水時及時調(diào)節(jié)出水閥，使集水箱內(nèi)吸水的水量平衡。當真空表升至600 m m H g時，表示排水量與地下水涌入量達到平衡。

經(jīng)過約4個小時的降水過程，12#墩右幅承臺水位降到預期效果，一次降水成功，施工順利進行，各項技術(shù)指標均符合設計要求，11#～13#墩承臺均采用此施工方法。

(五)拔管

降水達到所要求水位線時，即可進行承臺基坑開挖，此時抽水工作繼續(xù)，承臺施工時應配備好人員、機械，現(xiàn)場設專人指揮總體部署，從立模、綁扎鋼筋、澆注混凝土、養(yǎng)生直到拆模，需現(xiàn)場監(jiān)理工程師檢驗認可。待土方回填后，方可連管。用P Y 16 T吊車將井管拔出，所留孔洞用砂或土填塞。各種施工機械設備均進行維修整理，濾管拆開清洗，重新組裝備用。

在復雜的地質(zhì)、水文條件下進行水中承臺施工，運用技術(shù)的可行性和經(jīng)濟的合理性是十分必要的。松花江汊河大橋水中承臺通過井點法施工，克服了流砂等不利條件，施工效果好、速度快，工期大大提高，為墩柱施工的順利開展提供了有利條件，此施工方法值得在同地質(zhì)條件下進行橋梁施工的同行們借鑒。