井點降水在軟土地基中的應用

趙勇 萬臣

摘 要：結合多布水電站的工程實際，介紹利用井點降水解決該電站軟土地基深厚砂層基坑排水問題，取得了良好效果，可為同類工程地基處理和降水方案的選擇提供參考。

關鍵詞：軟土地基；井點降水；砂層；流沙

工程概況

多布水電站是西藏自治區“十二五”能源發展規劃重點項目，是尼洋河綜合治理與保護控制性工程，電站位于西藏自治區林芝縣境內。電站采用閘壩式開發方案，工程樞紐主要由河床砂礫石復合壩、左岸泄洪閘、左岸引水發電系統等建筑物組成。工程采用分期導流，一期左岸泄洪閘、引水發電系統設施建設，面臨大面積深基坑開挖和抽排水等難題。

2 工程、水文地質特點

2.1 工程特點

電站水工建筑物基坑位于縱向圍堰左側，包括左副壩、廠房和泄洪閘。上、下游方向長度約260m，左、右長度約280m，基坑最低點高程3025.40。目前最低點開挖至3035高程，但由于滲水點多，滲水量很大，且滲水點多集中在廠房基坑靠山體側，流沙、管涌、邊坡垮塌現象嚴重，大量泥沙淤塞集水坑，導致水位無法下降，基坑內防滲墻及灌注樁無法施工。

2.2 工程地質特性

覆蓋層剝離至3061高程，進入“古河床”沖積砂層，砂層呈連續分布，細沙居多，厚度達百米以上，期間偶含6～8cm碎石和礫石層。砂層土質無黏性，遇水成流沙，同時具有砂的水密性。

2.3 水文地質特性

壩址區地下水有孔隙性潛水和基巖裂隙水，孔隙性潛水接受大氣降水、冰雪融水及基巖裂隙水的補給，水量豐富，水位也較高。

3 井點降水方案設計

3.1 井點降水方案的適宜性及工程難點

水工建筑物混凝土澆筑要求在干地進行，因而基坑地下水位應降至基坑設計開挖最低點高程（3025.40）以下。由于基坑地層主要為細砂層和砂礫石層，基坑滲水量大，采用明排方式邊坡容易因流砂、管涌等因素出現坍塌遭破壞，邊坡難以形成，基坑降水深度較大，深達30m。為滿足工程安全需要，綜合考慮各方面因素，基坑排水采用深井井點降水法。

本工程基坑排水采用井點降水的難點：

（1）要確保降水效果，須根據降水要求和具體水文地質條件合理布置井點，并采取有效措施確保降水井成井質量。

（2）從目前基坑明排抽水記錄看，基坑日涌水量很大，因此，需要通過現場試驗確定基坑地層的實際滲透系數，這也是井點方案布置并保證降水成功的關鍵。

（3）由于地層主要為細砂層和砂礫石層，成井過程中容易出現塌井現象，成井較困難。需合理選擇成井工藝、控制護壁漿液粘粒含量，確保成井質量。

（4）由于基坑面積大，單位時間總滲水量大，需要布置的井點數量多，各方施工干擾大，需合理布置好各井點水管和電纜，避免施工造成互相干擾。

3.2 滲透系數K的確定

3.2.1 通過現場抽水試驗確定

按《水利水電工程鉆孔抽水試驗規程（SL320-2005）》規范要求進行現場抽水試驗確定滲透系數。

滲透系數K值可由公式（1）計算確定（參見上述規范附錄B表B-1序號7）。

K=0.366Q·lg（R/r）÷[（S+L）·S]（1）

依據現場抽水試驗記錄數據，把參數Q=4800m3/d、S=2.65m、L=18m、R=140m、r=0.2m代入上式得出滲透系數K值為91.34m/d。

3.2.2 通過目前基坑明排抽水記錄確定

目前基坑平均每天共24臺水泵晝夜不停進行抽水，每臺水泵額定流量為470m3/h，效率按85%計，平均每天總抽水量為23萬m3，基坑等效長度100m、寬度70m，地下水位從最初3054高程降至目前3034高程共降深20m，依據公式（2）進行反算，反演計算得出K值約176m/d。