復雜環境下調蓄池深基坑降水的施工成效研究

陳厚強

摘 要 粉砂地層下深基坑管井降水深度不能滿足要求時，采用坑內坑外壓密注技術及更換橋式濾水管的方法來解決降水深度問題。

關鍵詞 粉砂地質;深基坑;管井降水;壓密注漿;橋式濾水管

1工程概況

（1）設計概況。石砌溝排口整治工程項目位于南京市浦口區泰山街道。石砌溝項目共有8個排口，串聯在1處，共設置1座1#調蓄池（有效容積2500m3+1）。

1#調蓄池部分，屬于開挖工程，調蓄池基坑寬14.2m，長40.2m，面積570.84㎡，基坑深度約為13.05m（局部14.65m）。調蓄池采用d1300灌注樁進行支護，樁間距為1500mm，灌注樁外圍采用d800高壓旋噴樁止水帷幕，樁間距600mm，灌注樁樁間采用d800高壓旋噴樁止水。

（2）工程重難點。工期設計緊，任務又重，場區南部周邊為學校、辦公樓，而施工期間的噪聲和揚塵污染對周邊環境影響較大，因此嚴格控制施工時間和影響又與工期有一定沖突

施工中出現的滲水、流沙、管涌等對施工影響較大，由于地下水滲流出現的流沙會使開挖基坑基底面不穩定，對施工安全、質量與進度控制構成威脅。另地下水對地下管道及調蓄池產生的浮力、滲漏及腐蝕性會影響管道及調蓄池的使用。

（3）施工現狀。實際施工中，經過了10天的正常抽水期后，測量人員測量4口管井內水位，水位為-6.45m，隨后測量人員對4口管井每天測量水位三次，連續5天，發現水位一直沒有變化，一直在-6.45m處，達不到設計要求的-9.05m。而地下水位降不下去將會導致接下一系列施工無法開展，延誤工期。為了解決降水深度問題，項目部組織了兩次專家論證會，其意見及實施效果分別為：a.坑內坑外同時降水，效果不理想且坑內涌水現象加重，不得已圍堰封堵。b.坑外增設降水井，導致周邊構筑物有不同程度的沉降且坑內降水效果不佳[1]。

2工程地質條件

工程主體位于長江漫灘地貌單元，其中調蓄池主體結構開挖貫穿素填土層，粉質黏土層，直到淤泥質粉質黏土層。管井大部分處于粉砂層，底標高同原止水帷幕。其中粉砂性質：自穩能力較差，較松散，無黏聚力，自身有一定流動性。場區地下水位高，地下水穩定水位埋深0.60～1.70m，相當于吳淞搞成標高4.99～5.22m。分為上部潛水和下部弱承壓水。

3降水方案的確定

3.1 施工準備

（1）管井降水困難原因調查。查看之前的施工資料，發現其中一口靠近深基坑止水帷幕的管井在成孔階段出現了孔內泥漿液面異常下降的現象，從而導致未能形成有效護壁，管井廢孔。進一步分析泥漿液面異常下降的原因，從之前施工日志與現場工作人員處得知，該口管井所靠近的止水帷幕附近在施工時發現了未探明的石塊，而且因為場地狹窄，按照專家意見所施工的基坑外的管井距止水帷幕僅0.2m。泥漿液串流的4#管井與之前基坑外施工的管井相距僅2.7m，在基坑外側所施工的管井擾動了止水帷幕附近的石塊，進而破壞了止水帷幕的整體性，使得地底產生了滲水路徑，破壞了止水帷幕的整體性。

成形管井后期抽水量遠不如前期，推測是濾管的材質問題。針對該問題施工隊做了一個對比試驗。將一節編號為1#的無砂管放置在混有粉砂的水中進行模擬抽水，10天后再將另一根編號為2#的新的同規格無砂管放入試驗環境中，兩者以相同的抽水功率來抽水1h，1h后1#無砂管抽水量為2100L，2#無砂管抽水量為3600L。以2#管的標定孔隙率25%同比例換算得出1#管的孔隙率為15%。因此，發現在粉砂地質下無砂管的孔隙率會隨著時間而變小，且孔隙率的降低又會直接影響抽水量。

（2）管井降水困難應對方法。因為止水帷幕的整體性在管井施工時被破壞了，止水帷幕所起的擋水作用被大大削弱，深基坑外部的地下水也會隨著被破壞的部位源源不斷流入基坑內，使管井降水效果事倍功半。因此為了固結土體，封閉地下滲水路徑，采取了注漿壓密的方法。具體為：在管涌區域基坑外東、南、西三側進行壓密注漿，注漿分四排采用L=30m@1m梅花形分布，共184孔。在坑內以新增降水井為中心在其四周注漿，L=23m@1m，每口井注漿16孔，注漿深度自填土標高至絕對標高-23.4m。從而徹底封閉黏土層上方所存在的滲水路徑。且為了加大成功概率，管井深度必須進入②-5粉砂層不得少于6m，標高為-30m。

因為無砂管管井的孔隙率在粉砂地質下越來越小，使得抽水量也變得越來越小。為了管井的抽水量始終穩定，不會因為濾管的孔隙率變小而變小，采取了更換為橋式濾水管的方法。橋式濾水管由于橋形孔洞的特殊結構，使得礫石粉砂不易阻塞孔眼，而且特殊孔形結構起到了增強濾水器機械強度的效果，施工時也會因為更輕的重量更方便施工。

3.2 降水井施工

綁扎前仔細檢查濾水管外觀，然后采用60目的濾網雙層螺旋纏繞綁扎，再用鋼絲繩固定。現場采用吊機懸吊下管的施工方法，下管前第一節濾水管底部焊接止水片。接長高度位于地面上1～1.5m處，調整垂直度后在接長位置四周均勻焊接50mm長的短鋼筋用于固定接長，焊接時要一直保持垂直度不變。填濾料要填到距地面下3m以上，以利于排除上層滯水。

4降水效果

以上措施實施2周后，所施工的3口管井均能成孔成井。且抽水量達到了正常的抽水量3.6m?/h，也一直很穩定，且基坑內也未出現涌水涌砂現象，地下水位順利降到-9.05m。在規定工期內完成了施工任務。自該次抽水開始，對鄰近建筑物一直進行沉降觀測，一直到調蓄池完成并完成回填，建筑物均未受到影響。

5結束語

南京市浦口區石砌溝排口整治工程項目，在施工過程中遇到降水困難時，通過查找問題原因從而針對原因制定對策。通過深基坑四周壓密注漿施工以及更換為更適合粉砂地質的橋式濾水管，來達到降水深度要求。且在降水過程中未發生周邊建筑物沉降。此地質在南京臨江分布廣泛，隨著經濟發展，城市對水環境的治理要求越來越高，調蓄池的設置會越來越多，解決這種地質下的降水困難問題，將會為此后類似地質下的降水施工提供寶貴的參考意見。

參考文獻

[1] 李佐春，王貴和，賈雷，等.管井降水中出水含砂量的影響因素探討[J].科學技術與工程，2019（1）：212-217.