輕型井點降水在燎原水庫泄洪閘施工中的應用

孫亞娟

(海倫市農業開發辦，黑龍江 海倫 152300)

1 工程概況

燎原水庫位于松嫩平原東北部，地勢呈東高西低，地貌形態為通肯河漫灘，其南部為崗阜高平原，北鄰通肯河，地面高程在190～193 m，通肯河河曲較發育，地表植被茂盛。隸屬于海倫市，距海北鎮西6 km，蓋家屯后。水庫始建于1956年，1958年大壩合攏并投入運行，水庫1976年全面續建。水庫主體工程現狀由土壩、泄洪閘和灌溉閘等3部分組成，工程等別為Ⅲ等，工程級別為3級，按20 a一遇洪水設計，100 a一遇洪水校核。

2009年除險加固，重建泄洪閘位于老泄洪閘處，為開敞式寬頂堰，堰頂高程191.50 m，為3孔，總凈寬21 m，閘室長10 m。平板鋼閘門控制，尺寸7 m×1.8 m。泄洪閘總長36 m，進口段長8 m，控制段長10 m;陡坡段長10 m，消力池長8 m;海漫長20 m。進口采用“八字型”翼墻，邊墻為懸臂式擋土墻。閘室與陡坡段采用“U型槽”結構，消能為擴散式底流消能，邊墻采用懸臂式擋土墻結構。最大泄量79.47 m3/s。

水閘閘址處河床內揭露地層皆為第四紀地層，其表層堆有較厚的填土，其下部為性質和狀態不同的粉質黏土、砂土及礫石，土層水平方向分布較規律、穩定，垂直方向性質有一定差異。土層分布為:①有機質土:黑色、濕，含植物根系。該層厚度為0.30 m，底面高程為190.86 m。②低液限粉土:灰色～灰綠色，稍濕～飽水，可塑狀，黏性中等。該層厚度為2.00～2.80 m，底面高程為188.06～188.14 m。③級配不良細砂:灰色、飽和、稍密狀，顆粒以細砂為主，中砂次之。厚度為0.80～0.90 m，層底面高程為186.68～187.34 m。④級配不良細礫:灰色、飽和、密實狀，顆粒以礫石為主，粗砂次之，含卵石，礫卵石磨圓好，厚度＞0.80～2.90 m。其下為基巖。

閘基處表層有2.00～2.80 m厚的微弱透水性黏土，其下為中等～強透水的砂性土(級配不良細砂、級配不良細礫)，底部為相對不透水的泥巖。由于砂性土屬中等～強透水層，且地下水埋藏較淺，水量較豐富，為保證主底板基礎混凝土干場作業，本工程采用了射流泵井點降低地下水。

2 輕型井點布置及設計

2.1 井點管長度計算

根據《地下工程勘察設計與施工技術實用手冊》(第三卷)輕型井點剖面設計得輕型井管長度計算公式為:

式中:H1為井點管埋設面至基坑底的距離，本工程平均為2 m;H為降低后的地下水位至基坑中心底距離，本工程取1 m;I為地下水降落坡度，環狀井點為1/10，單排井點為1/4～1/5，本工程雙排井點設計，取1/7;L為井點管至群井中心的水平距離，本工程渠道平均開口寬度為36 m，因此L=36/2=18 m。

經計算H埋≥5.57 m，本工程取H埋=5.7 m;H濾為水管長度，本工程取1.3 m;H露為井點管露出地面長度，本工程取0.5 m。經計算輕型井管長度H=7.5 m。

2.2 基坑涌水量計算

根據文獻[1]基坑涌水量按下式計算:

式中:k為土的滲透系數，本工程取2.3 m/d;S為抽水時基坑水下降值，為2.5 m;H為抽水前坑底以上水位高度，為1.5 m;R為抽水影響半徑，查表得R=50 m;r0為假想半徑，m;a、b為矩形基坑的長邊及短邊，本工程取50 m長為一個抽水單元，基坑短邊為渠道開口開挖寬度，最寬為38 m;η為系數，查表得1.16;m0為從坑底至下臥不透水層的距離，m，地質勘察未揭穿，取50 m。經計算50 m長基坑總涌水量為550.4 m3/d。

2.3 單根井點管出水量計算

根據公式:

式中:k為土的滲透系數，本工程取2.3 m/d;r為濾管半徑，本工程井點管直徑取50 mm，半徑為25 mm;l為濾管長度，為1.3 m。經計算單根井點管出水量q=16.17 m3/d。

2.4 確定井點管數量

根據公式:

式中:Q為總涌水量，m3/d;q為單井涌水量，m3/d。

經計算n=39，取40。

2.5 確定井點管間距

根據公式D=Ln及一般規定，井點管間距1.0～2.5 m取值2.5 m;式中L為總管長度，50 m。

井點管沿渠線兩側布置，每側布置20個，則D=2.5 m。

2.6 輕型井點平面布置

根據以上設計計算，本工程1個抽水單元布集水管2套，每套集水總管長50 m，共20節，每節2.5 m。兩側布置井點管，井點管距渠外緣邊線1.0 m;井點管間距2.5 m;每根井點管埋入土下7.0 m，露出地面以上0.5 m;為保證基坑兩端降水需求，基坑兩端需外沿布置一定寬度的井點管，按照要求外沿長度不小于基坑寬度，因此兩側外沿長度各取30 m。每1個抽水單元配1臺JS-45射流泵，功率7.5 W，每臺水泵處設100 m長塑膜防滲排渠，將水排至基坑外。

3 輕型井點施工

3.1 井點管制做及埋設

井點管每根長7.5 m，其中露出地面0.5 m，埋入土深7.0 m。井管為φ50 mm鋼管，下部1.3 m為濾管，濾管為在井點管壁上鉆φ15 mm的星棋狀排列濾孔，濾管外包兩層濾網，內層為細濾網，采用30～50孔/cm的生絲布，外層為粗濾網，采用8～10孔/cm的尼龍絲布。

井點管埋設前首先進行沖孔，沖孔直徑為φ250 mm，沖孔時先用1 t吊葫蘆配起重三角架將φ50 mm的沖管吊起，并插在井點埋設位置上，然后開動壓力為1.0 MPa的高壓水泵，將土沖松。沖孔時沖管垂直插入土中，并做上下左右擺動，邊沖邊沉，當沖孔達到設計深度時，須盡快減小水壓。井孔沖成后立即拔出沖管，插入井點管，并立即在井點管與孔壁之間人工回填黏性土料，表面搗實，以防漏氣，黏性土料用沿渠土料場的表層黏性土料。

3.2 連接與試軸

將井點管、集水總管與水泵連接起來，形成完整的井點系統，安裝完畢后進行試軸，檢查是否有漏氣現象。正常抽水情況下盡量避免時抽時止，應保證細水長流，出水澄清，避免出水混濁，引起水土流失導致建筑物失穩。

4 結論

由于輕型井點降水的成功實施，燎原水庫泄洪閘得以基礎開挖、主體工程混凝土澆築等均做到了干場作業，為工程的質量和工期提供了有力保證。實踐證明，對于細砂、粉細砂層的地層采用輕型井點降水是一種好方法。

[1] 水利水電工程施工手冊編委會.水利水電工程施工手冊:第2卷[S].北京:中國電力出版社，2002.

[2] 王玉勝.真空井點降水法在軟基處理中的應用[J].黑龍江水專學報，2010，37(3):53-55.

[3] 李同貴，王德文，劉鐵平，等.正交直線供水邊界完整(井)干擾井穩定流計算公式推導及應用[J].黑龍江水專學報，2009，36(2):60-63.

[4] 金東元，沙勝玉.基坑施工降水設計與施工技術[J].黑龍江水利科技，2010，38(2):124-125.

[5] 陳百鳴，鄒菊英，張麗榮.十里河交叉樞紐坡水及截流溝涵閘工程大面積深基坑降水施工[J].黑龍江水利科技，2010，38(6):88-89.