粉細砂基坑井點降水施工

【摘要】本文就粉細砂井點降水在遼寧省水利廳某輸水工程PCCP管道安裝中的實際應用，結合當地地下水位、地質條件等環境因素介紹粉細砂地質條件下的井點降水施工技術。

【關鍵詞】井點降水；輸水工程；粉細砂

一、工程概況

遼寧省水利廳某大型輸水工程四段二標經由遼寧省阜新市彰武縣，地質條件復雜。線路全長為27.323km，其中15.925km地質條件為粉細砂、7.940km地質條件為粉質粘土、3.458km地質條件為巖石。管道安裝溝槽開挖深度在7～12m之間。鉆孔揭露地下水深多在2～8m之間。

由于大部分區域地質條件為粉細砂且地下水位較高，基坑開挖時地下水大量滲出，造成基坑內積水、邊坡坍塌，影響下一步PCCP管道安裝的施工，需要進行降排水處理。

二、施工工藝

2.1、井點降水施工方案布置

井點降水試驗選取長度100m，考慮基坑開挖深度在10m左右，寬度在50m以內，管道安裝施工時基坑地下水位需降至開挖建基面以下0.5m。現場降水井沿管道方向兩側平行直線布置，每側間隔10米布設一口井口直徑300mm，井深20m的降水井。具體排列方式見下圖：

2.2、井點降水各參數計算

2.2.1、單井出水量計算：

單井出水量取決于含水層的允許滲透速度、過濾器長度及直徑等，其理論計算最大允許出水量為：，

式中：l—過濾器長度，取l=10m；

D—過濾器直徑，本次取0.3m；

K—滲透系數，K=8m/d。

將上述各值帶入上述公式，得出單井涌水量為720m3/d。

2.2.2、基坑涌水量計算：

在管道安裝施工基坑降水過程中，厚度較大的粉細砂、中粗砂、礫砂、圓礫層采用管井井點降水。管道安裝施工時基坑地下水位需降至開挖建基面以下0.5m，場地地下水屬穩定潛水類型，采用無壓非完整井涌水量解析法公式計算，即：

式中：Q—基坑日涌水量，m3/d；

K—滲透系數；

L—基坑長度；

H—含水層水頭高度；

h—抽水前與抽水時含水層厚度平均值m；

R—抽水影響半徑.

通過實驗計算滲透系數k：

截面為A=0.2㎡，長度為L=0.3m的飽和試樣，打開水閥，使水自上而下流經試樣，并自出水口處排出。待水頭差（△h=0.45m）和滲出流量（Q=2.4m/d）穩定后，量測經過一定時間 t 內流經試樣的水量V，則

V = Q*t = ν*A*t

根據達西定律，v = k*i，則

V = k*（△h/L）*A*t

從而得出

k =Q*L /（ A*△h）=2.4*0.3/（0.2*0.45）=8m/d；

基坑長度，取L=100m；

含水層水頭高度，取H=11m；

抽水前與抽水時含水層厚度平均值，取h=3m；

抽水影響半徑計算：

根據經驗計算公式：R=0.34

式中：

q—抽水時涌水量，取q=720m3/d

w—單位面積內的滲透量，取w=0.33

將上述各值帶人公式，得出抽水影響半徑q=15.8m；

將上述各值帶入

可得出基坑日涌水量為5670m3/d。

單井涌水量為720m3/d，由于過濾器加工及成井工藝等人為影響，實際的單井出水量一般小于上式的計算值。基坑日涌水量為5670m3/d，經上述計算得出100m長基坑需布設井數為10口井。

綜上所述，確定的最終井點降水方式如下：

（1）考慮綜合因素，沿管道方向布設直徑0.3m的降水井，用潛水泵抽水，以保證干槽施工的條件。管井井點沿基坑開挖邊坡中心布置。

（2）布井方式：沿基坑兩側平行直線布置，井間距：10m，井深：20m。

（3）水泵配備：每個管井配備1臺50QX15-18-1.5型潛水泵（Q=15m3/h，H=18m，功率1.5kw）。

（4）管井內采用φ50mm的塑料管將抽出的水直接排入附近截流溝，基坑外排水采用自流形式，抽出的水通過截流溝與水泵結合的方式排出基坑外，達到補給和節約地下水的目的。基坑內兩側挖設排水溝，沿程坡降控制在4‰以內，排水溝內集水流入周邊集水井。集水井內集水通過水泵抽到基坑外。

三、結束語

本工程的井點降水施工順利的實現了基坑降水，保證了基礎施工，縮短了工期，達到了預期目標，為下一步管道安裝施工打下了堅實的基礎，取得了顯著的經濟效益和社會效益。

經濟效益：本工程僅一個標段27KM管道安裝施工完成后，節約費用1200萬元。

①基坑節約土方開挖土方回填各20萬方，節約約200萬元。

②工期效益：節約設備租賃費、人工費、基礎換填費，加快工期，實現效益約1000萬元。合計節約費用1200萬元。

參考文獻：

[1]【SL313-2014】.《水利水電工程施工地質勘察規程》.水利部.2014.12.8.

[2]《建筑施工手冊--第四版》.中國建筑工業出版社.3013.9.

作者簡介：孫秋（1990），男，漢，遼寧 彰武，助理工程師，大學本科，單位：遼寧西北供水有限責任公司。