浅谈船闸基坑深井降水施工技术

1、    浅谈船闸基坑深井降水施工技术    陈松华摘要：船闸基坑开挖是整个船闸主体工程的基础工作，而降水施工则是基坑开挖的保障。目前，许多船闸施工时降水不能达到规范要求，对船闸正常运营留下了隐患。本文以某船闸基坑工程为例探讨了深井降水施工技术。关键词：船闸；基坑；深井降水一、工程概况某船闸工程包括主体工程和相关配套项目，主体工程包括闸首、闸室、靠船墩以及导航墙，相关配套项目包括远调站锚地、交通桥、运河大桥、收费站及管理区等。场区地面标高在33.5m左右，地势北部略高，南部略低。场地以北和以西两个方向是微山湖水，场地内鱼塘水沟密布，基坑开挖降水难度较大。船

2、闸基础施工开挖基坑规模为：南北长314m，东西宽64m，主体基坑开挖深度达16.25m，属深基坑开挖，土体相对透水，地下水位较高，施工中应做好降排水工作。设计要求，在闸首、闸室封闭施工宽缝前，地下水位应控制在底板0.5m以下。二、深基坑降水方法的选择与施工方案原地面高程30.90m31.75m，表层为粘性土。其下高程28.4m10.65m之间为主要潜水含水层，其中层粉质粘土层厚0.9m8.0m，渗透系数k=2.0×10-4cm/s；其下层层为粉土-粉质粘土互层，层厚9.1m16.0m，渗透系数k=3.01×10-4cm/s，可塑硬塑状态，易产生流土与管涌，本工程闸基持力层即

3、坐落在该层土上。上述、层土层在地下水渗流作用下极易产生流土或踏坡，所以在基坑开挖过程中必须采取降水措施。参考各种井点降水的适用范围：管井降水适用于土体渗透系数大、地下水量大的土层。有效降水深度6m8m。本工程基坑底高程15.5m，按照设计要求，地下水位需降低至14.5m以下，降水深度达13.9m，土体渗透系数k=3.01×10-4cm/s，根据土层性质和以往类似工程经验，宜采用分级设置管井降水，确保每级降水深度在6m8m范围内，保证基底稳定和干地施工。降水井的平面布置：把闸首、闸室、上下游导航墙作为一个整体进行基坑降水量计算，综合考虑降水的实际效果，采用设计文件建议方案，取井距约为1

4、928.5m，井数为38眼，深井深25m，井内径34cm。井点结构：管井采用在原地面钻孔，成孔直径为60cm，内设内径34cm无砂混凝土透水管，无砂混凝土透水管每节长lm。水井管外包孔径40目的玻璃丝布一层，节与节之间用竹片和铁丝捆扎。其外填粗砂和碎石混合滤料，厚10cm。每个井中配置5.5kw潜水泵一台，扬程为25米。井点的施工和运行：在基坑土方开挖同时实施井点施工，井点施工利用2台钻机成孔，30天可完成井点施工。在施工过程中做好泥浆护壁防止坍孔，井管埋设结束后应立即洗孔。每口井内用潜水泵抽排至井外侧排水沟，从排水沟汇流排入场外河流。井点的封闭：井点抽水结束后，要对井点进行封闭处理。井点封闭

5、方法为在井内填筑中砂、上部2米范围内填c15素混凝。三、船闸基坑深井降水施工技术（一）成井成井施工设备：采用两台cz-150型冲击钻。计划成井深度及孔径：40m、500mm成井工艺：井口埋设600mm护筒，采用cz-150型冲击钻冲击成孔，冲击成孔过程中拟采用泥浆护壁，当一个回次冲击约2m时采用捞渣桶或泥浆泵清理孔底於渣，如此反复，直至成井深度达到设计要求。（二）井管安装过滤管孔眼的加工，根据供水管井技术规范（gb50296-99）及场地的地质条件，网眼设计规格可选为：单个孔眼缝直径16-18mm，各孔眼中心距为40mm，孔隙率15%，梅花形布设。滤管外用80目的尼龙网包缠23层。采用起重设备

6、分节安装，安装前第一节井管底部用5mm厚圆钢板（或混凝土塞）封底，两节井管间用电焊焊接，焊接时要确保两节井管对齐且在同一轴线上，下沉井管时用对中器定出井孔中心，确保井管居中，井管安放到设计位置后固定，进行填砾及管外封闭。（三）洗井成井后，借助空压机清除孔内泥浆，至井内完全出清水止，再用污水泵反复进行恢复性抽洗，抽洗次数不得少于6次。洗井应在成井4小时内进行，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化难以破坏，影响渗水效果。洗井后可进行试验性抽水，确定单井出水量及水位降低能否满足设计要求。（四）水泵安装潜水泵用绝缘材料绳吊放。安装并接通电源，每井附近架立电线杆，铺设电缆和电闸箱，做到单井单控电源，并安装时间

7、水位继电自动抽水装置和漏电保护系统。（五）铺设排水管网排水管网采用钢管、硬塑料管做为排水主管路，排水管直径150mm，必要时可采用多向排水。排水管线布置在降水井外侧，每58m砖砌托台，排水管居中放置。井口设置保护砌衬并加盖。排水管网向水流方向的倾斜度以1为宜。（六）抽降联网抽降后应连续抽水，不应中途间断，水泵、井管维修应逐一进行。开始抽水时，因出水量大，为防止排水管网排水能力不足，可有间隔的逐一起动水泵。抽水开始后，应做抽水试验，检验单井出水量、出砂量及含水层渗透系数。当出砂量过大，可将水泵上提，如出砂量仍然较大，应重新洗井或停泵补井。四、船闸基坑深井降水施工難点（一）当地降水量大为防止雨水流

8、入基坑，减小雨水对基坑降水的影响，qc小组在审查基坑开挖方案时对雨水流向综合考虑：首先在基坑顶部边缘设置截水沟，截水沟全部用砂浆抹面，排水面积为300×300，坡度应能保证雨水顺利流进集水坑，并用波纹管暗埋排水管道直接排入大运河。基坑底部四周设排水沟，在闸室东北角及西南角设lm×lm×1.5m集水坑，用水泵抽水；同时在边坡上铺设不透水土工布，防止边坡上雨水的冲刷。（二）土质情况复杂粘土夹层较多地质资料显示，三线船闸基坑处由于是长江淤积形成的陆地，从而有较多的粘土夹层，且厚度不均匀、各处位置不一致，而粘土夹层又阻碍了地下水下渗进入深井管，并从边坡中的粘土夹层处流出，

9、影响边坡的稳定，从而影响降水效果。经过qc小组的讨论决定用2cm直径的pvc管每隔l0cm开孔，外围裹上滤布，每3m一根贯通粘土夹层进行抽水，将粘土阻隔的地下水抽出。（三）防渗帷幕不封闭由于原设计防渗帷幕为u型，闸塘西侧不封闭，通过现场勘查，闸塘西侧有居民楼房及工厂厂房等建筑物，距离闸塘中心线最近为50多米，基坑降排水势必对其产生不利影响。在方案制定过程中我们积极咨询相关专家，召开防渗帷幕及降排水专家会审，对初步方案进行了讨论，结合专家意见，将原设计修改为封闭型防渗墙结构。（四）降水井井深、井径、数量不能满足降水需要根据已确定的防渗帷幕深度及当地地下水位深度，地质勘察资料，通过计算得出了基坑涌水量为：9，795.265（m3/d），在现场进行了抽水试验，对单井最大涌水量、土层渗透系数等相关参数进行了确定，考虑到工作区四周外侧来水对基坑边坡形成的水头水土压力，防止边坡可能存在的透水层引起涌水最增大以及上下闸首出土便道，对原深井间距进行加密处理，综合考虑，船闸主体深井问距取20m，共需打设43口深管井，同时防止下闸首临近河边，地下水补给充足