湖南电力建设监理咨询有限责任公司 湖南长沙 410004
摘要：特高压输电线路工程基础施工中经常遇到地下水位较高、地质条件较差的地带，在以往输电线路基础开挖中，多采用基坑支护加坑内抽水等常规排水方法，常规排水方法常导致大规模塌方以及坑底积水难于排干等情况的发生，从而增加施工费用，延误施工工期。利用管井降水法可以有效解决这些问题。文中以灵州—绍兴±800kV特高压直流输电线路工程豫4标段基础施工管井降水法应用为例，介绍了管井降水法布置方法、管井施工方法、监理控制要点等内容。
关键词：特高压线路；杆塔基础；基坑开挖；管井降水法；监理
前言
在特高压输电线路工程基础施工中，当基础地质条件较好，地下水不多或土壤渗透系数较小时，采用坑内抽水排水法可以满足基坑开挖施工要求，但在地下水位较高的平原地带，特别是地质条件较差的砂层、粉质黏土层地带，由于地下水位高，土壤渗透系数大，当基坑开挖时，若采用常规的降水办法，将导致坑内积水无法排空，严重时产生流砂现场，进而导致大面积边坡坍塌，使基坑开挖无法进行。在这种情况下可以采用管井降水方法，在基坑外设置一定数量的管井并抽水降低地下水位，实现基坑开挖的无水作业。降水后，再采用机械开挖基坑，可以保证基坑开挖的质量及安全性。
笔者参加过灵州—绍兴±800kV特高压直流输电线路工程豫4标段的工程监理工作，该标段途径河南中南部，沿线地貌主要为冲积平原，地形主要为平地和沼泽，灌溉渠道纵横交错，地下水位高（地下水位在1-4m），地质多为粉质黏土层，渗水系数大。基础大部分为斜柱大板基础和柔性大板基础。针对该标段的实际地质情况，施工单位报送了基坑开挖管井降水施工方案，监理审核批准后实施。下面结合管井降水实际应用情况简要介绍管井降水法的设备材料选择、布置方法、施工重点以及监理控制要点等相关内容。
1 管井降水法原理
基础施工中所采用的管井降水法，即在基础四周一定范围内打一定数量的临时排水井，在基坑开挖施工前6-10个小时，利用水泵通过管井抽水，降低和控制整个基础范围内的地下水位，以达到在无水状态下开挖基坑的目的。管井降水法降水效果好，特别对于砂土和粉质粘土，都能很好地控制地下水位。
2 管井的选择和布置
2.1按图1所示设置管井井位，管井的数量依据施工现场基坑涌水量可设置2-4口管井，然后利用抽水泵从管井中抽排水，使地下水降至基坑底部以下。管井采用混凝土预制管或PVC，管井大小根据抽排水设备大小而定。而抽排水设备大小依据基坑涌水量及管井埋设深度决定。
基坑涌水量公式：
Q=q*S ………………………[1]
其中：Q为基坑涌水量，单位m3；
q为基坑底面积上每平方米每小时的涌水量，单位为m3/(h•m2)；S为基坑底面积，单位为m2。
管井埋设深度H可按下列公式计算：
H》H1+h+iL ………………………[2]
其中：H为管井埋设的深度，单位为m；H1为管井埋设面至基坑地面的高度，单位为m；h为基坑底面至降低后地下水位线的高差，依据国网公司相关规定，h一般取0.5米；i为水力坡度系数,环形及方形井点布置一般取1/10；L为井管距基坑中心的距离。
2.2管井排水量按照基坑涌水量的1.5-2倍进行控制，抽水泵的选用根据根据每小时需排水的量及井管埋设深度决定，抽水水管管径一般为50-100mm。每口管井配备一个潜水泵进行抽水，抽水可根据具体情况采取间断抽水或不间断抽水。
1、地锚2、牵引动力3、导向滑车4、牵引绳索5、三脚架6、起吊滑车7、冲击钻头8、护管
3.3 施工方法
1）施工设备布置。在井位处支立钢管三脚架，三脚架有效高度应大于5米，并保证摆放稳固。在距井位15-20米处设置牵引动力设备，起吊牵引绳通过起吊滑车、导向滑车将打井钻头和动力设备连接。
2）打井。利用冲击钻头或旋转钻头开展钻井作业，形成300mm-500mm管井。
3）安装护管。当钻孔深度超过2.5米后，即可安装第一根护管（护管为壁厚5mm的钢管，每段长3米，护管两端加工有外螺纹，各段之间通过管箍连接），将护管下入井孔内，再将钻头置于护管内继续钻孔，随钻孔的加深，将护管逐步压入，第1根护管将要全部入土时，再接续第2根，同样，边钻孔边压入护管，直至打井深度达到目标值。钻孔完成。
4）沉放预制混凝土管。钻孔完成后，利用动力设备把护管拔出，然后溜放预制混凝土管，预制混凝土管直径应比护管直径小20mm左右，确保预制混凝土管顺利下沉到位。
5）沉放潜水泵。预制混凝土管下沉后，利用牵引设备将潜水泵下沉到井底，并在潜水泵周围布置过滤网罩（过滤网罩采用钢质材料，过滤网罩外面缠绕滤布和侵麻绳，网罩下部用钢板封堵，以便与孔底接触），防止泥砂进入潜水泵。
6）排水设备的安装、调试及试运行。潜水泵安装完毕后，连接好排水管及电源线路，经调试检查后开机试运行。检查抽水效果，如状态良好即可停机等待，当基坑开挖前根据实际情况提前开动排水系统进行降水作业。
4 施工注意事项
4.1 潜水泵一定要根据管井深度来选用适当的规格型号，确保潜水泵的扬程大于水井深度，并留有一定的裕度。
4.2 过滤网罩是排水系统的一个重要部件，其表面缠绕滤布、麻绳，制作工艺要求高，缠绕时既要均匀、密实，又不能过厚；既要保证水流的自由渗透，又不能有过多的泥砂进入，如渗入网罩的泥砂过多，轻者被吸入水泵中，增大水泵的磨损及负荷，增加水泵故障率；严重时，泥砂堵塞水泵，排水无法进行。
4.3 当基础浇筑完毕，停止抽水后，过滤网罩可以从井内取出继续使用。一般可重复使用3-4次，如表面滤布、麻绳有破损，则需重新缠绕后再使用。
4.4 提前降水的延续时间由基坑开挖时间而定，一般基坑开挖前，应预先利用管井降水系统降水6-10小时。降水系统一经开始排水，则在基坑开挖、基础浇筑施工中需连续运转（除去短时间的停机、加油或排除故障之外），直至基础浇筑完毕，拆模回填时才可停机，此周期对于一般基础大概为7-8天。
4.5 降水期间，潜水泵应有专人昼夜监护，并配备备用设备，出现故障应及时排除或更换设备，避免长时间停机，导致地下水位回涨，危害基坑。
4.6 由于排出的地下水量较大，需将其通过水管排放到远离基础的河流、沟渠中，避免积水回灌影响其他作业，必要时可开挖临时饮水沟导流。
5 监理控制要点
5.1 基坑开挖前，要求施工单位编制管井降水施工方案，并根据每一基基础实际地质条件在降水方案中明确管井井点的布置数量，施工方案报监理审核批准后实施；
5.2 监理审核施工人员资质，重点审查电工及机械操作人员是否持证上岗；
5.3 施工前监理督促施工单位对施工人员进行安全、质量、技术交底，并要求做好相关记录；
5.4 施工前监理对施工工机具及安全防护用具进行安全检查签证，确认无误后才能投入使用，严禁不合格工机具进入施工现场；
5.5 施工现场是否设置围栏，悬挂安全警示牌，现场材料、工机具是否做到分类摆放；
5.6 检查施工现场临时用电布置是否符合《施工现场临时用电安全技术规范》相关要求；施工机械接地可靠才能准许使用。
5.7 督促施工单位按降水施工方案布置施工现场，重点检查打井设备布置、管井井点的数量、管井深度、管井与基坑之间的距离等；
5.8 管井井点打井完成后，监理做好记录，重点记录井点数量及井点深度，并留存数码照片，为施工降水费用签证做依据。
6 结束语
管井降水法在灵州—绍兴±800kV特高压直流输电线路工程豫4标段的基础施工中成功应用，地下水位控制效果良好。特高压输电线路工程杆塔基础施工中，对于砂层、粉质粘土层等地下水位比较高的地段采用管井降水法，施工操作简单方便，通过降水，能很好地实现基坑无水作业，大量节约了基础施工劳动人员数量，投入设备少，减少了基础边坡支护工作量，改善了基础施工条件，保证了基础施工的安全和质量，缩短了建设工期，具有较好的经济效果。监理在管井降水过程中，按照监理控制要点要求开展了相关工作，很好地控制了基坑降水的安全施工。
参考文献：
[1]刘明辉.高压送电线路设计手册[M] 北京：中国电力出版社 2003
[2]刘文锦、吕俊杰.《轻型井点降水在输电线路基础开挖中的应用》 中国科技信息2015年第5期
论文作者:李志强
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/13
标签：管井论文; 基坑论文; 基础论文; 网罩论文; 线路论文; 地下水位论文; 深度论文; 《基层建设》2017年第26期论文;