深井井管降水設計與施工管理存在問題及解決措施

張強

摘要：隨著經濟的快速發展，我國城市化建設的步伐愈加迅速，在大中型城市中，高層乃至超高層建筑的數量逐年遞增，這就對建筑工程的深基坑地下降水控制提出了新的要求，降水控制的規模和難度都逐漸提高。文章以德陽變電站工程為例，對建筑深基坑深井井管降水施工技術進行了探討。

關鍵詞：建筑施工技術；深基坑；地下降水控制；深井井管降水；降水設計；施工管理 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV551 文章編號：1009-2374（2016）33-0105-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.052

1 概述

1.1 工程簡介

項目工程位于什邡市西南面馬井鎮雙石橋村（原名為新華村），全稱德陽Ⅱ500kV變電站新建工程，該工程距市區直線距離約6.5km，距馬井鎮直線距離2.0km，S105省道從站址東南面經過。進站道路從S105省道引接至變電站大門，進站道路94.1m，站區總用地面積5.4406hm2（81.60畝），其中圍墻內用地面積4.8233hm2（72.35畝）；站內總建筑面積1629m2。

1.2 工程規模

主變壓器采用本期2×1000MVA；最終3×1000MVA。500kV出線為本期出線4回，至彭州變及譚家灣變各2回；最終10回，向北方向備用4回，向南方向備用2回。220kV出線為本期8回，其中2回至云西220kV變電站，2回至城南（古城）220kV變電站，2回至新市變電站，2回至南豐變電站，最終14回。500kV高抗：本期和最終均不考慮高抗位置。低壓無功補償裝置：本期低壓電抗：2×（1×60）MVar，本期低壓電容：2×（2×60）MVar。最終低壓電抗：3×（3×60）MVar，最終低壓電容：3×（3×60）MVar。SVC：2×180MVar[180MVar（TCR）+60MVar（濾波器）+2×60MVar（常規電容）]。

1.3 工程地質條件分析

德陽Ⅱ500kV變電站新建工程所在地的地貌較為特殊，屬于川西沖積平原，整體的地層分布構架為首先是耕植土，然后接著是粉質黏土構架，再接著是中砂結構，最后則是卵石層，該項目范圍內以耕植區為主，常年種植農作物。

由于地理環境原因，該區域內地下水相對來說儲量較大，不僅埋藏的深度很淺，并且針對性的水位易積水量都不處于一種穩定狀態，相對來說其變化的動態很大。經過實地勘測，這些地下水屬于卵石當中承載壓力的承壓水，厚度大概為35～45m。

鴨子河作為該地區的主要地下水的主要來源，受到事件的影響很大，一般靜止的水面高度大約為海平面下4m，同時附近的大量農業用水會對這個部分的地下水位造成十分巨大的影響，水位可能會上升1.0～1.5m。

1.4 工程重點、特點

1.4.1 站區排水形式。站區地址位于低于公路的水田之中，站區圍墻基礎施工完成站區排水管道未形成之前，站區形成一個積水塘，站區施工排水無法排除；根據設計方案站區排水采用室外排水管道，最終匯集到雨水泵池，采用“強排”將水抽排到站外水溝，施工期間雨水無法自然排除。

1.4.2 站區地質情況復雜。由于站區地址地下水位較高，且地下為易液化的沙土和黏性土，施工過程中極易產生流沙，是本工程的最大難點之一。

同時，該地區常年地下水位高，地下水位枯季3.0～3.4m，灌溉期變幅約1m。站內雨水泵池、事故油池等深基礎埋深7～7.5m，位于地下水位線以下3～4m，基礎土方開挖時大量地下水涌入，基坑坍塌，基坑無法正常開挖，所以在深基坑作業過程中必須采用井點降水和臨時排水措施。

2 井管降水設計

2.1 井點降水總體方案思路

目前我國在平原地區建設施工時，一般利用明溝排水的方式處理大面積基坑開挖時產生的涌水，然而如果開挖土層地下水含水量豐富，那么地下水會大量上涌，造成基坑水量過大，嚴重時會出現翻漿以及冒泥、流砂等不利現象，當出現這種情況時，不僅深挖基坑的操作無法進行，而且很可能會引發一定范圍的水土流失現象，如遇周邊既有建筑物或者地理結構特殊，還有可能造成邊坡失穩或地面塌陷等嚴重安全事故，這對臨近建筑物與周邊自然環境都是極大的威脅。

2.2 降水方式的對比分析

降水方式應參照井點降水設備的不同合理選擇，目前比較常見的降水方式包括四種，在實際施工中，需根據現場條件進行判斷，通過對土的種類和透水層位置的分析，測算土層的滲透系數，同時我們要對整體的施工場地、對應施工的設備的技術水平進行分析，盡量達到經濟性和節能性雙贏的降水方案?，F就四種常見降水方式類比分析如下：

2.2.1 輕型井點。輕型井點對土層滲透系數要求0.1～50m/d，適用于含有大量細砂、粉砂的土層，同時對真空度還有對應的程控質量要求相對來說進行提升，并且針對性地完成后形成的孔洞呈現出密集分布。

2.2.2 噴射井點。噴射井點的降水方式在開挖深、降水深度大的工程中應用廣泛，適用于土滲透系數為3～50m/d的砂土，對設備要求高，技術工藝都較為復雜。

2.2.3 電滲井點。電滲井點由于對技術、設備要求高，使用范圍受限，目前我們主要是把這方面的技術應用到相關于淤泥或者是對應黏土的降水處理之上，一般來說如果滲透的系數低于0.1m/d的土層，如沼澤地區等就可以使用。

2.2.4 深井井點。深井井點應用于地下水豐富的地區，土層滲透系數為10～250m/d，在施工中如遇降水深、基坑面積大的工程，可以使用深井井點發降水方式，深井井點相對來說對于成孔的質量要求很高，但是缺點就是在降水過程完畢之后，井管取出難度較高。

2.3 降水方式選擇

輕型井點對施工技術和工藝要求高，并且井管密集、成本較高；深井井點應用范圍廣，沒有過高的技術要求和工藝要求，并且針對性的操作難度不高，后期維護的方式也很簡單，平面布置的方法也不難，在造價上也有相對較低的優勢。

根據本項目的實際情況，綜合經濟、可操作性等多方面的角度來思考，我們決定選用深井井點降水來完成基礎降水作業。

2.4 深井井點降水設計方案

2.4.1 整個深井的深度構架為18m，涌水量為8100m?/d。根據施工之前進行的計算和對應的降水設計的要求，我們選用一般流量為60m?/h的潛水泵，每一口井的出水量可以達到1450m?/d，其總量經過計算可知我們需要的數量是6臺，井口的直徑為58cm，這樣就可以滿足了降水的需求。

井管的設計：我們直接使用成品混凝土管為成井的原料，焊接時務必要牢固垂直。整個水井結構是每口水井分配4根井壁給水管和對應的3根濾水管，施工方實施從下往上進行施工，其中有一根水管本身的底部進行完整封閉，井外填充礫石進行過濾。

水晶的布置思路：沿著基坑周圍的緩坡上部分0.5m左右的距離進行環形設置，兩根井管之間的間距約為18m，井點以對稱的設置方式在進行抽水的時候，水位的差可以控制在一定范圍之內，如圖1所示：

2.4.2 事故油池深井井點降水設計。事故油池基底為圓形，相對于地下水來說低于其200cm，設計降水深度為250cm，井深為15m，其他計算過程同雨水泵池降水設計。如圖2所示，布置降水井兩口，均安裝流量為60m3/h的水泵1臺，即可達到降水要求。

3 技術管理中的問題與對策

3.1 基坑放破比設計的進一步優化

實踐證明，深井井點降水可以起到降低地下水位的作用，而且效果明顯，待水位穩定后進行施工時，邊坡穩定程度較高，基坑以及周圍沒有出現異常情況，保障了主體工程的順利完工。

3.2 進一步優化滲透系數（K）取值

在地下水降水控制中，土體滲透系數（K）非常重要，它和總涌水量、井點數量、井點密度等，是決定降水方式選取的重要參數，是影響工程成本的最直接因素。但是常常由于滲漏系數測試困難、一次性投入大，其波動范圍也較大，施工中常采用該地區的滲透系數經驗值。在降水設計過程中必須根據施工季節、施工條件、地下結構安全等級、支撐和錨桿體系設置、施工周期等方面進行綜合考慮，通過試驗和技術經濟比較，采用合理的滲透系數（K），提高工程的經濟和安全效益。

3.3 加強對周邊環境的影響評估

由于深井井點降水能大范圍的降低周邊地下水位，甚至會使周圍0～600m范圍內的淺表地下水消失。德陽Ⅱ井點降水使周圍近600m范圍內的居民無法正常使用淺水井、壓水井等，降水實施過程中，每天安排專人負責到每家每戶送水，造成較大影響，這是提前未預見到的，在以后的施工作業和施工設計中，應進一步加強對周邊環境的影響評估，制定詳細的應急措施和預案，確保不發生重大的擾民事故。

參考文獻

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（責任編輯：小 燕）