安徽省宿州市水利水电建筑安装公司 安徽宿州 234000
摘 要：本文介绍了符离闸的工程概况、设计标准、运行条件、地质条件、降水要求等。重点进行了单井涌水量、基坑涌水量、管井数量、间距的计算，进行了管井设计计算和井点布置，分析了井点布置的合理性，进行了水泵泵选型，介绍了管井设计与打井注意事项及降水效果。对于地下水丰富，降水要求高的建筑物工程的施工地下降水具有一定的参考价值。
关键词：深基坑；降排水；单井涌水量；基坑涌水量；井点布置与计算；水泵选型；管井施工技术
1．工程概况
符离闸枢纽工程位于安徽省宿州市埇桥区符离镇南2公里萧濉新河干流上，流域面积2518km2.符离闸老闸于1971年10月兴建，1972年7月竣工，节制闸闸室结构形式为开敞式宽顶堰，共13孔，每孔净宽6m,闸墩厚1.2m，总宽92.4m。5年一遇排涝流量590m3/s，20年一遇排洪流量1005m3/s，正常蓄水位闸上27.5m。其中公路桥是206国道穿越萧濉新河的主要通道。公路桥为浆砌石拱桥，设计荷载为汽-13、拖-6，桥面宽9m，桥面高程31.7m。该闸建成后发挥了巨大的经济效益。该闸历经40年的运行，年久失修，工程损坏、老化严重，存在安全问题。经鉴定、核查为三类闸，对其加固或拆除重建。本次项目主要内容包括上移重建新闸室、上下游翼墙、上游铺盖、下游消力池、启闭机房和桥头堡、管理房等。
1.1设计标准
（1）工程等级和建筑物级别
根据《水闸设计规范》（SL265-2001）的规定，符离闸为大（2）型水闸，工程等级为II等，其主要建筑物如闸室、上下游翼墙、岸等建筑物级别为2级，次要建筑物级别为3级。
（2）地震烈度
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001)查得工程区位于地震动峰值加速度0.05g区域，对应地震基本烈度为VI度，因此符离闸按地震烈度VI度进行设防，不需要进行抗震验算。
（3）工程运行条件
符离闸加固工程规划设计条件见表1.1.1-1~2
2.工程地质
根据勘探揭露，自上而下分为6层，现自上而下描述如下：
（1）层素填土（Qml 4），灰黄色，稍湿；以粉质粘土和粉土为主，软塑状态，高压缩性，含植物根系。层厚0.8～1.3m，底层高程27.65～29.40m。、
（2）层粉质粘土（Qal 3），灰黄色，湿，软塑~可塑状态，中压缩性土，含铁锰结核。层厚0.7～2.0m，层底高程26.64～28.22m。
（3）层轻粉质壤土（Qal 3），灰黄色、棕黄色，湿，可塑状态，中压缩性，含钙质结核。层厚2.4～5.6m，层底高程22.28～24.48m。
（4）层重粉质壤土（Qal 3），灰黄色、黄色，饱和，中密状态，中压缩性土，局部夹粉土薄层。部分孔未揭穿，可见层厚0.5～7.4m，可见层底高程17.05～22.52m
（5）层细砂（Qal 3），灰黄色、黄色，饱和，中密状态，中压缩性土，局部夹粉土薄层。部分孔未揭穿，可见层厚0.8～9.2m，可见层底高程11.33～17.50m。
（6）层轻粉质壤土（Qal 3），灰黄色，饱和，稍密～中密状态，中压缩性土，上部夹粉土薄层。部分孔未揭穿，可见层厚2.0～7.1m，可见层底高程4.53～10.13m。
3.基坑降水要求
根据施工要求，必须保持基底能在干地施工，规范规定：地下水顶部要低于建基面0.5m～1.0 m，设计基底高程为20.15m，因此地下水位至少要降至19.65m。
4. 基坑降排水方案的选择
基坑降水方案，常见的有明沟排水、轻型井点降水、管井降水等，因该工程地处淮北平原，地下水相当丰富，地质渗透系数大，根据以往类似工程的降水经验，决定采用管井降水结合明沟排水的方法进行施工。
⑴在护坦、闸室、消力池主基坑范围内采用管井降水。
⑵在上游护砌段，下游护砌段结合明沟排水，并在上游围堰、下游老闸铺盖内侧各设一道截水明沟。
5.管井降排水
5.1管井数量的确定与布置
5.1.1管井数量的计算
①.单井涌水量的计算
按承压完整井进行计算，（即完整自流井）根据公式：
Q=2.73×KtS0/(㏒R/r0);
Q---井的渗流量(m3/d); K---渗透系数(m/d); t---含水层厚度(m);
S---水位降低值(m); 规范规定:建基面以下0.5～1.0m,取0.5m。
R---抽水影响半经(m); H---承压水头(m);
计算：
⑴根据地质资料查得 K=5.0 m/d;
⑵t=（0.8+9.2）/2=5m;
⑶S=22.75-19.75+0.5=3.5m ;
⑷或
H=11.33-4.5=6.83m
R=1.95*3.5* =39.88m；
R =3000*3.5 =79.87m。
⑸单井涌水量的计算
取小值R=39.88m时
Q=2.73×（5.0×5×3.5）/㏒（39.88/0.25）=108.44m3/d
＝4.51m3/h。
取大值R=57.05m时
Q=2.73×（5.0×5×3.5）/㏒（79.87/0.25）=95.38m3/d
＝3.97m3/h。由此可见两种计算相差不大。
②.基坑涌水量计算
因井眼数量多，可按潜水完整井计算，即无压完整井计算。
Q=1.366K×（2H-S）S/(lgR-lgX0)
式中: X0---基坑假想半径(m),当矩形基坑长、宽比小于5时，可以化成圆形井按下式计算X0=
F---基坑井点管所包围的面积(m2)
X0==39.49m
R---抽水影半经m
R=X0+R0=39.49+39.88=79.37m
Q=1.366×5×(2×6.83-3.5)×3.5/(lg79.37-lg39.49)=801.04m3/d
③. 管井数量计算
n=m×Q/q ( m取1.1)
n大=1.1×801.04÷108.44=8(眼)
n小=1.1×801.04÷95.38=9(眼)
因井眼为奇数,无法在基坑周围对称布置,故取n小=8眼进行布置。
④.井点间距离计算
D=2（L+B）/n=2×（92.4+53）/8=36.35 m
⑤.单井过滤器长度计算
5.1.3井点至主基坑中心的距离计算
X1=X3=X5=X7==45.88 m
X2=X6=53/2+1.5=28 m
X4=X8 =92.4/2+1.5=47.7m
lgX1=lgX3=lgX5=lgX7=lg45.88=1.66
lgX2=lgX6=lg28=1.45
lgX4=lgX8 =lg47.7=1.68
lgX1+lgX2+lgX3+lgX4…lgX8=4×1.66+2×1.45+2×1.68=12.9
5.1.4井点布置的合理性判别
同时抽10眼井的抽水量为:
Q=1.366K(2H-S).S/[lgR- （lgX1+lgX2+lgX3+lgX4…lgX ）/n]
=1.366×5.0×(2×6.83-3.5)×3.5/[lg79.37-12.9/8]
=1.366×5.0×10.16×3.5/[1.8997-1.6125]
=845.66m3/d
故按图布置计算的总涌水量与前式计算的总涌水量(801.04 m3/d)相近,由此可知总涌水量、井点数和布置间距满足本工程降水的要求。
5.2管井的结构设计
⑴钻孔直径：钻孔采用回旋钻机钻孔，钻孔直径80㎝。
⑵井管选用:井管选用直径50㎝的混凝土管，上部选用不透水管，下部透水层选用透水管。
⑶滤料及滤布
①下管前在透水管外侧包裹两层100目纱网。
②井管的外围采用天然级配中砂+瓜子片，按1：2干拌均匀填冲。
⑷井深：高程24.5-20＝4.5m。
⑸注意事项
①井点管外壁注意防护，防止粘泥和杂物附着在管壁上。
②滤料应过筛清洗，保证反滤效果。
③两节滤管对接时，纱网及竹片有200～300mm的搭接长度，保证管体不进淤泥杂物，不淤井。
④做好洗井工作。这是整个管井施工的一个关键工序，井管安装好后要及时下滤料，下完滤料接着就要洗井。洗井采用流量大一点的水泵，确保水位保持在离井底1～2米位置，待出清水后，洗井就完成了，洗井完成后，井口四周用粘土封堵。
5.3水泵选型
水泵选型要选扬程和流量能满足要求的水泵，本工程选用的水泵如下：
⑴类型：潜水泵
⑵型号：QY—25
⑶性能参数
①Q=15 m3/h
② 扬程：H=25m
③ 电机功率：2.2KW
④ 转速：n=2800r/min
⑤ 电流：I=6.5A
⑥ 电压：V=380V
⑷每眼井配一台正常工作，另外配2台备用。
6.降水成效
井点完成后，要抓紧安装水泵，水泵安装好后，进行了及时抽排，抽排连续进行，有专人看管，一担水泵发生损坏，及时更换。7日后基坑内水位明显下降，12日后水位降至19.65m以下，满足了基坑降水的要求，保证了符离闸干地施工的需要，为符离闸的顺利施工创造了前题和条件。
结语
在水工建筑、地铁、地下涵洞等地下建筑工程施工中，基坑降排水是工程施工的关键环节，降排水的成败是地下工程能否顺利进行的关键,因此认真分析影响降排水工程质量的因素,总结降排水工程中的经验教训,探索降排水工程的施工与管理方法,具有十分重要的意义。管井降排水施工具有易于布置、排水量大、降水深、降水设备和施工工艺简单等特点，适用于地下水丰富、渗透系数大、降水深、面积大、时间长的降水工程，在水工建筑、地铁、地下涵洞等深基坑施工中常被采用，撑握管井降排水技术对基坑降排水施工具有极积的指导意义。
参考文献
[1]桥梁施工工程师手册 杨文渊 徐犇
[2]符离闸地质勘测报告。
[3]符离闸施工图纸
论文作者:郭德强
论文发表刊物:《防护工程》2017年第1期
论文发表时间:2017/5/10
标签：管井论文; 基坑论文; 高程论文; 水量论文; 工程论文; 压缩性论文; 灰黄色论文; 《防护工程》2017年第1期论文;