門臺子一級站基坑施工降排水工藝及應用

張 飚

門臺子一級站位于鳳陽縣臨淮關鎮姚灣村境內，屬灌排結合站。2015年10月拆除重建，泵站設計總裝機2760kW。基坑開挖設計標高8.00～8.50m，降水采用深水井—明溝、集水井相結合的施工方案。

一、水文氣象

根據勘察資料分析，場區揭露2層含水層和1層隔水層，其含水層分別為：（1）賦存于第四系全新統②、③層輕粉質壤土夾粉土、粉砂層中的潛水，中等透水性。該含水層底板高程 3.70～9.82m ；（2）賦存于第四系上更新統⑤層中細砂夾壤土層中的承壓水，中等透水性，該含水層頂高程為 -5.80～2.45m。

二、工程地質

該工程場區地層自上而下可劃分為6層。現分層敘述如下：第①層：人工填土（Qr），以輕粉質壤土或砂壤土為主，其分布高程層頂15.80～23.08m，層底 12.90～19.92m。第②層：輕粉質壤土（Q4al）， 為 新近沉積的壤土。該層土層底高程為9.60～17.60m，層厚 1.60～6.25m。第③層：輕粉質壤土或砂壤土夾粉土、粉砂（Q4al），局部為輕粉質壤土與粉砂互層，土質極不均勻。該層層底分布高 程 3.70～9.82m， 層 厚 2.00～7.00m。第④層：重粉質壤土或粉質粘土（Q4al），灰、灰夾褐，該層層底分布高程為 -5.80～2.45m，層厚3.88～12.00m。第⑤層：中、細砂混中粉質壤土（Q3al）。該層土層底分布高程為-6.70～-1.65m，層厚1.00～3.00m。第⑥層：粘土夾礫石（Q3al），黃、臘黃、黃夾灰或綠色，硬至堅硬狀態。

三、施工方法及降水施工技術措施要點

根據該工程現場的地質及水文條件及基坑開挖深度，依據水利工程相關規范的規定基坑采用分層開挖施工，結合有關基坑降水經驗，基坑內降水采用深水井—明溝、集水井相結合的施工降排水方案。

深水井排水：在基坑四周邊每隔20m設置Φ0.4m深水井，使基坑滲出的地下水匯聚于深水井內，然后用深井水泵將其排到排水明溝。明溝、集水井排水：是在基坑深水井外側四周設置排水明溝，排水坡度為1‰～3‰。使深水井排出的地下水、雨水通過排水明溝匯聚于集水井內，然后用水泵將其排出基坑外。

四、基坑降排水

1.降、排水設計

該工程土體主要為粘質粉土，雖屬弱透水性，但因地下水位較高，存在滲漏和滲透穩定問題，須做好坑內降水。擬用泥漿泵沖填、挖掘機配合開挖至設計高程，然后在基坑四周設置Φ0.4m深水井，深水井需根據地質勘探報告中土質分層情況進行現場確定埋設深度，基坑深水井外側四周用30～40cm的排水明溝、集水井連接。

2.水泵選用

（1）排水機具的選用：基坑降水設計按暴雨日最大降雨量考慮，坑內積水考慮當天排完。選用水泵類型，取水泵的排水量為基坑涌水量的1.5～2倍。當基坑開挖后涌水量Q＜20m3/h，可用隔膜式泵(污水泵)或潛水電泵；當Q在20～60m3/h，離心式水泵或潛水電泵；當Q＞60m3/h，需用離心式水泵。如基坑涌水量很小，亦可采用污水泵或潛水電泵等將水排出。

（2）基坑排水材料準備：深水泵10只；潛水泵4臺；污水泵2臺；塑料水管500m。

3.降、排水的要求及基坑深水井布置

基坑降水關系重大，只有在深水井布置完成，深水井外側沿基坑四周用30cm×40cm的排水溝連接，排水到設計要求時才能進行下道工序的施工。對打井的質量，成井后的抽水等必須嚴格按照要求執行。深水井內底部濾層材料采用瓜子片或粗砂（成井后灌入）。

4.降、排水施工工藝

準備工作→鉆機進場→定位安裝→開孔→下護口管→鉆進→終孔后沖孔換漿→下井管→稀釋泥漿→填灌瓜子片或粗砂→止水封孔→洗井→下泵試抽→合理安排排水井管路及電纜道路→實驗→正式抽水→記錄。

5.降水井施工工藝要求

（1）測放井位：按井位設計平面根據甲方移交的現場控制坐標，測放井位，若由于樁位、支撐或障礙物等因素造成井位不能到位時，可以適當移位，但最大移位控制在2m以內。

（2）鉆機就位：平穩牢固，鉤頭、磨盤和孔位在一條直線上。

（3）鉆孔：人造泥漿鉆進、護壁完成后，穿進吹填砂層進入原土繼續造漿、鉆頭直徑400mm左右，成孔直徑400mm左右。鉆孔時泥漿比重一般控制在1.15左右，垂直度控制在1%以內，沉淀泥漿及時外排。

（4）清孔：鉆孔達到設計深度后及時用比重小于1.1的稀泥漿進行清孔，使孔內泥漿換稀至比重1.02～1.10以內，才能下管。

（5）下井管：下井管前必須測孔深，深度達到要求才能下井管。管底用鐵板封焊，管頂應外露至地面以上10～20cm。為了保證井管不靠在井壁上并保證填料厚度，在濾水管上下部各加一組扶正器，保證環料填狀間隙厚度不大180mm，過濾器應刷洗干凈，過濾器縫隙均勻。下管要準確到位，自然落下，稍轉動落到位，不可強壓下，以免損壞過濾結構。井管到位后下鉆桿，泥漿比重稀釋到1.05左右，在稀釋泥漿時井管管口應密封，使泥漿從過濾器經井管與孔壁的環狀間返回地面，稀釋泥漿應逐步緩慢進行。

（6）填濾料：濾布封住管口，用清水軟管放至井管底部，使泥漿井管底部向上排出，并采用動水投料，將濾料用在管井周均勻回填直到地面。濾料采用瓜子片或粗砂，填料層上部2m左右，用粘土填實。回填過程中，井內溢出的泥漿要及時排除。

（7）洗井：填料結束，立即洗井，接通清水軟管，繼續補充水源，可用活塞抽吸或用壓力水反沖清洗，要求破壞孔壁泥皮，洗通井四周滲水通道。

（8）潛水泵和真空泵安裝：潛水泵安裝在井管底部。真空泵安裝在基坑邊。真空泵與深井連接要密封、牢固，施工完畢后不能隨便移動，防止松動、漏氣。

6.技術保證措施

（1）成孔直徑控制：檢查成孔直徑是否達到400mm，確保下井管無阻礙。

（2）成孔深度控制：成孔后施工人員應現場測量成孔深度。

（3）井管質量控制：檢查每孔是否用設計數量的光壁管和纏絲管焊接成井。管與管之間應焊接牢固，保證垂直度。

（4）井管結構及填礫：2.0m以上為光壁管，2.0m～5.0/10.0m為纏絲濾水管，井管均為Φ0.4m塑料波紋管，每根長5m。濾料均采用瓜子片。

（5）洗井：用活塞結合空壓機洗井，洗至井管通暢、水清，含砂量小于1/20000，以保證降水質量。

（6）降水過程控制：結合井位地質情況，井位附近無細砂層的井先降水，井位處有細砂時，待井內水位下降至砂層下面后，再開始降水。控制出砂量，以保證降水不改變基礎的持力層原狀土結構。

（7）嚴格以上各個環節的過程控制，以滿足施工用的降水深度，確保建筑物基礎和地下室的順利施工。

（8）如深水井水量較大，將在同一口井內放置一臺2.2kW水泵（出水量為12t/h）或2臺1.1kW的水泵（每臺出水量為10t/h），保證地下水位降至基坑底面以下，基坑土方開挖順利進行。

7.安全保證措施

（1）現場配備專職安全員，負責施工場地安全。

（2）嚴格按照安全規范用水、用電、機械操作。

（3）操作工、電焊工、電工等嚴格按照相關操作規程操作。

（4）所有施工人員及操作人員進場后，均必須進行安全及技術交底。

五、預防對周邊環境造成影響的措施

開始降水時，視具體地層情況采用緩慢抽降法，以后再逐漸加大單井出水量至設計出水量，可使周邊建筑物沉降變形平緩進行，避免出現過大變形。

整個降水過程須由專人或專業單位進行基坑及周邊各建筑物的沉降觀測工作，一旦出現不利于建筑物穩定的變形，及時采取補救措施，以免造成不良后果。

門臺子一級站基坑施工降排水通過合理的設計，有效地預防了泵站基礎工程施工過程中土方坍塌、基坑進水等質量安全事故的發生，從而保證了施工安全及施工質量