摘要:本文着探讨管井井点降水的计算方法,并结合工程实例;分析深井降水设计和施工中需要注意的一些问题。
关键词:深井井点降水;分析计算;设计;施工
1 工程概况
1.1 概述
十里河泵站位于黑龙江省讷河市防洪大堤内,是以排渍为主的水利工程。
十里河强排站为新建强排站,位于拉哈堤防桩号:15+966m处,其右侧为北引总干渠,左侧渠道为坡水渠道,十里河强排站所在渠道为截流沟,其下游出口与现有龙江闸压力涵进口段相连。十里河强排站所处位置地下水源充沛,且闸站底板处于地下水位以下,为了保证正常施工,根据降水规范要求,地下水位应降至基坑下0.5~1.0 m,现采用井点法进行施工降水。
1.2 水文与地质条件
1.2.1 水文条件
施工区地下水属第四系孔隙潜水,含水层主要为第②层级配不良中砂和第③层级配不良细砾中,地下初见水位一般为0.7m~3.4m,高程一般介于170.93m~168.19m,该地区的地下水补给来源为大气降水与地下水径流侧向补给,排泄方式主要为垂直蒸发、人工开采及地下径流等。地下水的动态主要受大气降水、嫩江水体的影响,呈季节性变化,该地区地下水位年变化幅度子1.00m~2.00m。主要含水层级配不良中砂层渗透系数k=100m/d,级配不良细砾层渗透系数k=120m/d。
1.2.2 地质条件
工程所在地区原始地貌属于嫩江的冲洪积平原,地面高程在171.59m~175.87m,建筑物底板高程167.57米,建筑物底板齿槽高程166.97米,根据设计提供的工程勘察资料,场区地层岩性组成如下:
rQ人工填土:顶面高程171.59m~175.87m,厚度1.2~3.8米,杂色,稍密;
有机质土:顶面高程167m~168.84m,厚度0.3米,灰黑色,软塑;
液态限盐土:顶面高程173.27m,厚度0~1.6米,黄色,可塑;
级配不良中砂:顶面高程167.77m~170.43m,厚度0~1.6米,黄色,稍密;
级配不良细砾:顶面高程166.16m~169.33m,厚度0~1.6米,黄色,稍密;
级配不良粗砂:顶面高程155.27m~159.43m,本层未穿透,灰色,密实。
基坑开挖及在地下水位以下施工应充分考虑地下水对工程的影响,根据地下水和地质情况工程本采用深井降水。
2 编制依据
施工图纸
《水文地质钻探规程》DJ/T0148—94)
《水文地质手册》第二版(地质出版社);
《工程地质手册》第三版(建筑工业出版社);
《岩土工程勘察报告》(JGJ46-2005)
《建筑工程施工现场供用电安全规范》(GB50194—93)
《建筑深基坑工程施工安全技术规范》(JGJ311-2013)
《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120—2012)
3 施工布置
施工道路利用现有堤防顶部的施工道路进入施工现场。
施工用电采用附近的永久供电变压器上接引电源至施工现场,同时配备1台150KW柴油发电机作为备用电源。
施工用电:抽水用电每个水泵7.5kw,污水泵每台约4kw,抽水总用电量约120kw。
4 施工方法
4.1降水方法及降水井点的布设
4.1.1、降水方法的选择
本工程采用管井(深井点)降水,必要时结合集中明排的降水方法来满足开挖基坑与基础正常施工的要求。
4.1.2、基坑涌水量计算:(长约50米、宽约40米,)涌水量采用下式计算
式中:
K:含水层综合渗透系数,K=120m/d
S:基坑中心水位降深,设计值S=170.93-166.97+1=4.96m
H:含水层(中砂、细砾层)厚度H=1.3+10.5=11.8m
R:有效影响半径,R==373.29m
R0—基坑等效半径,R0===25.24m;
计算得Q基=31669.83m3/d,即基坑砾砂层日排水量至少为31669.83m3才能满足设计水位降深的要求。
4.1.3、井点计算
按场地的水文地质条件,结合降水工程条件分析,深井点降水单井出水量、单井内水位降及基坑涌水量应满足如下条件:
①、考虑地下水渗流对基坑地基土的影响,单井出水量不宜过大,即选双叶轮、扬程20米、120m3/h以内的水泵。
②、基坑降水运行时总排水量应大于计算的基坑排水量,Q总=Nq>Q基
降水井数可按下式确定:
N=1.1Q/q
式中:N:降水井点数 Q:砂层出水量 q:单井出水量q =120m3/h;
经计算当n=13时,Q总=nq=13×120m3/h×24h=37440m3/d,即Q总>Q基=31669.83m3/d,满足上面1、2条件。经以上验算,确定降水井井数为13眼,单井水量120m3/h,总排水量为37440m3/d。选用额定出水量120m3/h,扬程大于20m的配套潜水泵。
4.1.4、井点布置
本工程由于基坑开挖深,地质比较复杂,含水层水量丰富,为保证降水效果及基坑地质土安全稳定,降水井间距及单井出水量不宜过大,采故用环形布井,沿基坑边布设13眼φ325mm的管井,井间距约15m~17m,井深从175.87地面起深为18m,孔径为φ600mm,井管采用高强UPVC管,滤水管为12米,用60目井底布包两层下入水泵。
5、质量、安全保证措施
开工前对工程技术人员进行技术质量交底,确保工程质量,严格按设计要求布置井点,埋设井管、回填砾料,井口封闭。
严格按设计要求布置排水管,保证排水管不被破坏,管井降水井,排水含砂量不大于1/10000。
用管井做为观测孔、随时观测水位降深情况,指导基坑开挖,降水井运行期间,在现场配备备用电源,保证连续供电。备用水泵5台。
值班人员不得擅自离开现场,定期检查井的出水量大小、出砂量情况、电气设备和泵的情况。
为了防止停电,水井停泵使水位上升带来场地淹没事故,现场配备150kw柴油发电机做为备用电源,并随时能启动备用电源,保证其能正常运转。
6、结论
实践表明,计算结果与实际降水施工情况基本相符。效果良好,满足了降水设计要求。利用水井理论联系场地实际情况对深井降水进行探讨,对今后的深井井点降水的设计和施工都具有参考价值。
作者简介:徐胜国 性别:男 籍贯:山东 昌邑 学历:本科 职称:工程师 研究方向:水利工程施工
论文作者:徐胜国
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/17
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