管井(群井)降水在進水閘基礎施工中的應用

武 威，王曉巖

( 黑龍江省水利工程建設局，哈爾濱150081)

在水利工程中，基礎開挖是非常關鍵的施工過程，它對工程的質量、工程工期有直接影響，基礎開挖處理中最重要的是對地下水的控制和處理，如果控制不好，基坑在地下水滲透作用下，很容易產生邊坡脫滑或坑底隆起等事故，給開挖工作帶來困難，造成工期拖后，增加經濟損失等不良后果，采用管井降水完全可以避免上述缺點，使基坑開挖保持在干地條件進行，我公司在望奎縣衛星灌區進水閘施工中成功地應用了該方法，現將該方法的應用介紹如下:

1 查閱搜集資料

根據設計圖紙及地質、水文等資料，確定地下水位線，滲透系數，需要降低的地下水位深度。

2 計算總滲流量

總滲流量計算見圖1。計算公式為:

式中:Q 為基坑總滲流量，m3/d; H 為穩定水位至設基坑的深度，m，當基底以下為深厚透水層時，H 可增加3 ～4 m;D 為基坑距河邊的距離;ro為引用基坑半徑，矩形基坑查表1.16，不規則基坑時;為基坑面積

本工程H=6.5 +4 =10.5 m，K =m/S，D =35 m，基坑長L=18 m，寬B=10 m，根據B/L 查表u=1.16，則ro=1.16 ×= 8.12 m，則 總 滲 流 量 Q = 320.56 m3/d ≈0.0037 m3/s。

圖1 基坑滲流示意圖

3 計算單井集水量

單井集水量計算公式為:

式中:k 為滲透系數，m/s; r 為管井井點半徑，m; L 為濾管長度，m。

本工程采用直徑為40 cm預制混凝土井管，外填砂礫料，故r=25 cm混凝土管采用無砂透水管2 節，則L =2 ×0.8 =1.6 m，K=2m/d=0.000023 m/d，則qmax=2 ×3.14 ×0.25 ×

4 井點布置與所需管井數量

考慮到安全系數及基坑形狀的對稱性，選取6 眼井。平面布置見圖2。

圖2 基坑井點布置圖

5 驗證6個管井同時抽水總量于基坑總滲量是否相符

根據公式:

式中:S 為降水深度，為3.5 m; H 為透水層厚度11 m; 假想半徑Xo=R0=8.12 m;Ro 為引用半徑。

6 布置井孔

6.1 井距確定

井點間距d 可根據排水系統周線長度L 決定d=L/nd≈9 m。

6.2 根據實際布置的井孔位置重新驗證排水量，是否滿足總涌水量的要求

計算公式為:

布置計算的Q 與前式計算的總涌水量相符合，所以總涌水量，管井井點數和布置距離可以滿足工程降水要求。

7 確定抽水設備

根據單井涌水量q 及水泵抽水量工作水頭等條件，選擇滿足需要抽水量的水泵，本工程選用50 mm離心潛水泵8 臺，其中有兩臺備用。

8 實施方案時的體會

1) 管井降水適用于滲流量較大的基礎，對滲流量較小工程可采用輕型井點和集水井降水等其它方法。

2) 基坑開挖前設置水位觀測點，觀察水位下降深度，當達到設計基底高程時再進行開挖。

3) 滲透系數最好通過現場試驗確定，設計值和資料上的數值只做參考用。

4) 設置井點位置，以不防礙機械開挖、運輸為前提。

5) 為使井的側面進水量不至過份減少，井的間距不宜過小，若過大，則地下水位降低時間太長。

6) 在基坑四角和靠近地下水流方向一側，井距應適當縮短。

7) 抽水設備要考慮有備用。

9 結 論

在望奎縣衛星灌區進水閘施工中，應用管井( 群井) 降水法，使用水位控制在基坑底下0.6 m處，使工程在干地條件下施工，保證了施工工期和工程質量，實踐證明，該方法對水利工程基礎施工具有重要的指導作用。

［1］張世儒，夏維城. 水閘［M］. 北京:水利電力出版社，1988.

［2］《建筑施工手冊》編寫組. 建筑施工手冊［S］. 北京: 中國建筑工業出版社，1993.

［3］唐業清. 簡明地基基礎設計施工手冊［S］. 北京: 中國建筑工業出版社，2003.

［4］鄭喜才，閆利青，于德斌，等. 輕型井點降水系統使用中存在問題及改進方法［J］. 黑龍江水利科技，2003，31(01) :38－40.