基坑降水技術在前郭灌區錫伯屯抽水站的應用分析

狄鋼

摘 要：為探索基坑降水技術在錫伯屯抽水站中的應用，采用科學合理的技術手段進行水力驗算分析以確定降水量、降水設備選型、降水影響半徑、井距等主要布井參數并通過施工予以驗證其參數的合理性及經濟性。

關鍵詞：抽水站泵站 基坑降水 方案 技術措施

1.工程概況

錫伯屯抽水站移址改造工程是我省重點工程之一，由于老站已經瀕臨報廢的程度，所以新站的修建迫在眉睫，它的建成可以保證20萬畝水田的灌溉任務，對前郭灌區的經濟效益影響極其重大。新站位于二松左岸良窩村境內，一側為松花江防洪大堤，一側是二松，地面高程為134米，設計最低基坑開挖高程為123.23米。地質狀況，地表0.6米為黑壤土層，以下至125米為中粗砂，123.5～125米為淤泥質壤土，114～123.5米為礫質粗砂，滲透系數較大，施工時水位控制應在122米以下。

3.施工工藝控制措施

根據本工程特定的地理位置和地質資料，經過實地堪測，地下水水位為133.34米，地下水非常豐富，如果采用明排的方法，最為擔心的是發生流沙現象，當發生流沙時，開挖土完全喪失承載能力，難以達到設計深度，所以本工程不能單獨使用，其次是輕型井點法，它的配套設施是真空射流泵，由于它只能降低地下水位5～6米，滿足不了施工的要求，所以它也不能單獨使用，根據一些工程實踐經驗證明，確定采用大型井群降水的方法，它對滲透性極強的中粗砂降水是行之有效的，經過大量的計算，它也符合本工程的特點，所以本工程采用此方案，如圖1所示。

3.1布井

為了方便施工，滿足降水要求，盡可能將井全部布置在建筑物以外，在基坑開挖成形后，確保所有井口在水位線上下1米左右，根據基坑涌水量及單井排水量確定，井距為7米，總眼數68眼。由于本工程基坑面積大，如在以上方案不能完全滿足降水的要求，可考慮在南北兩側加密。或在局部位置布設輕型井點降水設備。

3.2打井

打井采用小型鉆機鉆孔打井，井管的規格為φ400×730的水泥花管，內徑為325mm，每根井管上均勻布有50個φ45mm的透水孔，外壁用窗紗纏繞兩層，防止泥砂流入井中，或堵住透水孔而降低井出水的效果。井外圍用砂礫料回填，進一步過濾地下水并增強透水性。每眼井的深度大約在22m左右，由于地面高程不一樣，所有井深必須確保至114米以下的淤泥質粘土不透水層。

3.3降水

根據計算基坑涌水量，計算過程詳見基坑涌水量計算書，降水采用5.5kw揚程為30米，流量為40m3/h的潛水泵抽水。將潛水泵通過鋼絲繩懸掛在井中，按照需要調節水泵在井中的位置，通過水位自動控制箱，自動控制水泵的啟閉，控制每眼井中的水位，進而控制基坑內的地下水位，達到施工的目的。

3.4排水

在布井線外圍適當的位置布設排水渠道，采用2m2的梯形端面，分斷連接起來，每眼井的水泵通過輸水管道φ50mm與排水渠道連接，這樣水泵抽出的水輸送到排水渠道內排走，排水管線與井口的距離應盡可能縮小，以防輸水管過長而降低水泵的功率。

4.電路及自動化控制

4.1電路

每臺潛水泵的功率5.5kw，68眼井總功率為374 kw主電源線分三路進行每路由185平方電纜將電源送至現場，控制柜，每路線可控制25眼井以上，每個控制柜里設有六路支線控制開關，每個支線開關控制五眼井以上，從而對每眼井都有足夠的電源供應，并留有備用線路，在排水管線的上面設照明線路，便于夜間作業及排除故障。

4.2自動化控制

自動化控制采用自動化控制箱，每眼井設一臺自動化控制箱，通過3×6的下水電纜將送至每眼井的自動化控制箱，調節自動化控制箱的水位器，控制井內的水位，從而控制整個基坑的地下水位。

5.結束語

通過本工程的成功降水，總結出幾個降水過程中重要的而且不容易處理的難點：

（1）滲透系數：滲透系數的大小直接影響涌水量的計算成果，所以實驗時必須細致認真，必須兩人同時測量兩口滲透井的水位高程，而且要取多次實驗的平均值。

（2）淤泥質夾層：由于本工程在123.5～125米是不透水層，所以形成在125米以上是一個小的漏斗，在114米以上是一個小的漏斗，形成不了在114米以上一個整體大的漏斗，這樣就給降水工作帶來很大的難度，夾層以上的地表水沒有滲透到井的底部而直接通過夾層表面進入基坑，對此，采用高壓水槍將井周圍的夾層穿透若干個孔，然后用河流石回填，這樣處理才形成一個整體的漏斗，保證降水的順利進行。

（3）抽水水位控制：采用自動化控制系統，使用高、中、低三個探頭，通過液位繼電器控制水位，然后控制交流接觸器，最后與空開串聯，難點是調整3個探頭的位置，必須經過若干次校核，使地下水剛好降到122米處，盡量做到既滿足施工要求又不浪費電能。

（4）經濟效益分析：由于采用了深井井點降水方案，土方開挖邊坡系數由2.5調整到1.8，節約土方開挖量7500m3，杜絕了流沙現象發生，也間接的縮短了施工工期；與輕型井點相比節約了購置費用，同時采用了用自動控制系統，減少了井的看護人員，降低了成本；開挖時采用水利挖土機組，在開挖基坑上層土方（約高程128米以上的土方），不需要降水，開挖時直接明排，這樣減少了降水開機時間，降低了成本；對于123.5～125米之間的淤泥質夾層，直接用高壓水槍穿透，不用鉆機鉆孔，降低了費用，并且使之保持良好的漏斗狀和理想滲透曲線，提高了降水效果。

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