排澇泵站基坑降水施工的探討

佛山市順德區均安鎮國土城建和水利局 廣東佛山 528300

摘要：本文主要針對排澇泵站基坑的降水施工展開了探討，通過結合具體的工程實例，對工程實例的進行作了詳細的闡述，并為施工基坑降水的方案作了系統的比選，以期能為有關方面的需要提供參考借鑒。

關鍵詞：基坑；降水；探討

排澇泵站作為我國水利建設的重要部分，對其的基坑施工需要有足夠的重視，特別是降水施工的進行。因此，我們就需要制定科學合理的施工方案，并嚴格按照方案步驟進行施工，從而為降水工程帶來幫助。

1 工程概況

某排澇站主要功能是抽排團結圩內澇水。裝機5臺，單機容量250kW，降壓站布置1250kVA主變壓器一臺。主體工程包括：壓力水箱、控制豎井、連接段、泵室、前池、出水箱涵，站前節制閘、防洪閘首和出水池。另外還有降壓站、廠區道路、管理房等。

2 工程施工特性

工程區堤內場地較開闊，施工布置較方便，堤外略嫌狹小；施工項目較多、工期緊、單項作業強度高，施工中機械化程度要求較高；各種建筑材料距離施工現場運距較遠，運輸機械需求量較大；施工季節性強，泵房～出水池段建筑物受外水位限制及雨情影響較大。

3 工程地形及地質條件

排澇站圩內地面高程12.20～12.98m，溝塘眾多，塘底高程一般在10.50m左右。右岸堤頂高程16.66～17.29m，寬度一般為5.8m，河底高程6～9m。

根據本次勘察成果，擬建場地地層主要由人工回填土（Ⅰ-1）灰褐色～黃褐色粉質粘土，可塑狀態，層頂分布高程16.96～13.18m，層底分布高程8.00～8.02m，層厚5.0～8.6m；粉質粘土（Ⅱ-1）土體一般呈軟可塑狀態，層頂分布高程9.87～9.95m，層底分布高程8.97～8.95m，厚度0.90～1.00m；淤泥質粉質粘土（Ⅱ-2）土體一般呈流塑狀態，層頂分布高程6.76～8.95m，層底分布高程4.96～6.52m，厚度1.50～3.10m；淤泥質粉質壤土（Ⅱ-3）土體一般呈流塑狀態，層頂分布高程5.85～3.62m，層底分布高程-0.36～0.62m，厚度3.30～6.20m；粉細砂（Ⅱ-4）呈透鏡體分布，松散狀態，層頂分布高程5.82～6.52m，層底分布高程3.62～4.52m，厚度2.00～2.20m；粉質粘土（Ⅲ）土體一般呈硬塑狀態該層層頂分布高程2.23～2.24m，層底分布高程-0.37m，層厚2.60m。

泵站位于沖積湖圩區，站房基礎下分布的多為淤泥質粉質粘土、淤泥質粉質壤土，粉細砂在堤基內呈透鏡體分布，且穿堤基，與河道相通。淤泥質粉質粘土、淤泥質粉質壤土滲透系數4.10×10-8～6.80×10-6cm/s，土體具有弱～微透水性；粉細砂滲透系數在I×10-4～I×10-3cm/s左右，土體具有中等透水性。

擬建場地內地下水類型為第四系孔隙水，主要賦存于淤泥質粘土、粉細砂中，主要受大氣降水補給，以地表蒸發和向低洼處排泄（溝塘和河道）為其主要排泄方式，地質勘探期間，場地內穩定地下水位埋深2.00～3.50m，分布高程11.02～11.82m，高于建基面高程；排澇站泵室建基面高程7.0m左右，泵室及穿堤涵箱基礎下存在中等透水的砂層，施工過程中需降低地下水來保證工程順利實施。

4 施工基坑降水方案比選

本工程建筑物建基面高程分別為站前節制閘高程8.3m、前池及岸墻高程7.1m、泵房（含泵室、壓力水箱、豎井控制段）高程7.0～8.9m、出水箱涵（含防洪閘首，下同）高程8.9～8.7m。建筑物建基面離粉細砂層頂距離0.5～2m、低于地下水面線約2～5m；根據以上分析，必須在工程施工期內降低地下水位和截斷地下水補給才能保證施工基坑邊坡穩定和永久建筑物工程順利實施。實施前比選布置深井降水與水泥土攪拌樁防滲墻圍井兩種處理方案。

方案一：深井降水方案設計

（1）基坑等效降水半徑ro

根據泵室、前池等的平面布置，將基坑納入深井群降水范圍，平面尺寸為130m×30m，將井圈范圍作為一個大井。

基坑等效降水半徑ro按下式計算

ro=0.29（a+b）

式中a、b—分別為基坑長、短邊，a=130m，b=30m。

經計算ro=46.4m。

（2）降水影響半徑R

式中：s為降水深度，s=11-3=8m；

k—滲透系數，k=5.05m/d。

H—含水層厚度，H=7m。

經計算R=95.13m。

（3）基坑涌水量計算

將基坑作為一口大井，均質含水層承壓～潛水非完整井坑涌水量計算公式如下：

式中：γ0—矩形基坑等效半徑，γ0=46.4m；

S—基坑水位降深，S=8m；

k—滲透系數，k=5.05m/d；

R—降水井影響半徑，R=95.13m；

H—含水層厚度，H=7m。

h—基坑中心水面線至砂層底的深度，h=3.5m。

經計算Q=1156m3/d。

（4）井出水量計算

設計濾管內徑0.3m，外徑0.4m，單井出水量按下式計算：

式中：rs—透水管半徑（m），rs=0.15m；

l—透水管進水段長度（m）；

k—含水層滲透系數（m/d）。

經計算，單井出水量為190m3/d。

（5）深井數量確定

降水井數量n按下式計算

取n=7口井。

就理論計算而言，7口井即可滿足基坑降水要求，考慮到某河河水的直接補給，尚需適當增加井的數量。根據工程經驗，井間距一般為20m左右，本站需降水的基坑尺寸為130m×30m，臨河側需要加密布井故共需布置10口深井。

（6）井管結構

根據單井出水量計算及地質分布情況，確定井底高程為1.0m，井口高程為12.0m，井深11.0m。1.0m～2.0m高程為鋼筋砼有底沉淀管段，2.0m～11.5m高程為無砂砼濾水管段，11.5m高程至地面為普通砼盲管。

盲管采用內徑為0.3m，外徑為0.4m的C20普通鋼筋砼管。透水過濾管采用水泥無砂砼管，井管接頭均須用0.3m寬無紡土工布包扎嚴密，透水管外包二層80目尼龍絲網布，透水管外壁至井管孔土壁之間環形空間填充洗凈的中粗砂，徑向厚度0.2m，頂部不透水管外用粘土球搗實至地面。

埋設井管的造孔直徑為0.9m，采用鋼套筒護壁清水鉆進。

（7）深井抽水泵配置

每口井內配揚程15m、流量15m3/h潛水泵1臺，另降水基坑按深井數的50%配備用泵。

（8）降水水位觀測系統

為了監測群井運行過程中的降水效果，以便隨時調整井群運行工況和控制數據，保證降水正常運行及施工期對已有建筑物可能造成的危害，須設置降水觀測系統。本工程共需布置4根臨時測壓管，觀測地下水位變化。根據測壓管水位控制深井的運行，并盡量實行自控運行。

（9）深井封堵

主體工程完成后，撤出井中的抽水設備，并對深井進行分層封堵。砂層內封堵材料采用反濾料回填，砂層以上段采用粘性土料回填，回填應逐層填實。

方案二：水泥土攪拌樁防滲墻圍井方案設計