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多級輕型井點降水技術在電廠工程中的應用研究

在冬季施工且基坑深、地質復雜導致滲透系數相差較大的情況下,選擇多層輕型井點降水,既確保有效的基坑降水又保證基坑不塌方,泥夾層滲流、涌水、涌砂的有效處理,確保了項目的順利施工。 
  一、工程概況 
  華能大慶2×350MW熱電聯產項目的循環水泵房工程,設計結構基底標高為-10.10m。 
  工程地質情況:場地地貌單元為松嫩沖擊平原,①層 粉質粘土層;②層 細砂層;③層 粉質粘土層;④層 粉質粘土,夾粉土薄層,含有機質;⑤層 粉質粘土層。 
  水文地質條件為:地下水屬第四系孔隙潛水,含水層主要為粉砂、細砂層,地下水位埋深一般為:3.50m~4.15m。粉質粘土k=0.08m/d;粉、細砂k=15m/d。 
  二、降水方法的選擇 
  根據以上地質情況,地下水豐富,地質復雜,基坑一面為各種形態的粉質粘土,另三面為地質復雜的層厚高差較大的粉質粘土及粉砂、細砂層。工程在冬期施工,基礎采取綜合蓄熱法,基坑壁在凍融條件下,極容易塌方。因此在降水的同時考慮防止基坑流砂和塌方現象特別重要。據資料看,輕型井點降水在土質變形體中有抗滑作用機理,考慮到需降水深度為(10.10m -3.50m~4.15m=5.95m~6.6m), 選擇了相對比較經濟的階梯式二級”降水方法。 
  三、降水方案 
  1) 降水施工施工要點 
  根據地質勘探資料及降水施工經驗,土方開挖至-3.80m后插第一層輕型井點管(需留1.5m寬降水施工工作面),開挖至-7.00m插第二層輕型井點管(需留2m寬降水施工工作面),第二層輕型井點管雙排設置,第一排控制-8.00m左右的土方夾層地下水,第二排控制基底地下水,保證基礎的正常施工,土方開挖坡道處降水管無法閉合,在坡道兩側設置輕型井點管控制地下水。 
  2) 輕型降水井點確定 
  (1) 基坑涌水量計算: 
  式中:Q—基坑涌水量; 
  K—土壤滲透系數(砂層),取K=15m/d; 
  H--潛水含水層厚度,取8m; 
  S—基坑水位降水,取6.8m; 
  R—降水影響半徑, =148.98m; 
  R0—基坑等效半徑,R0=0.29(62+49)=32.19m; 
  (2) 輕型井點降管根數可按下式確定: 
  輕型井點單井涌水量計算 
  根據地質勘探資料及現場降水施工經驗,采用輕型井點降水,輕型井點降水管按照間距@1200mm設置,共設置490根輕型井點降水管,降水設備10套。 
  3) 輕型井點降水施工程序 
  井點放線定位→挖井點溝槽→安裝高壓水泵→沖孔安裝埋設井點管→布置安裝總管→井點管與總管連接→安裝抽水設備→試抽與檢查→正式投入降水程序→拆除井管。 
  4) 施工方法 
  (1) 井點放線定位:根據基坑開挖寬度,確定井點管的布置位置。施工時先放線開挖線,沿開挖線開挖寬、深1m的溝槽,以便沖孔時多余水的排放。 
  (2) 沖孔安裝埋設井點管:沖孔后立即安裝埋設井點管。砂濾層的填灌質量是保證輕型井點順利抽水的關鍵,一般宜選用粗砂,填灌均勻,并填至濾管頂上1—1.5m,以保證水流暢通。井點填砂后,在地面以下0.5—1.0m范圍內用黏土封口,以防漏氣。 
  (3)沖洗井管:將φ30mm的膠管插入井點管底部進行注水清洗,直到流出清水為止。應逐根進行清洗,避免出現“死井”。 
  (4)輕型井點降水設備:輕型井點管采用 ?48*3.5*6m的鋼管共490根,管下端配有與井點管同徑的濾管和管尖,濾管長度為1.0m,濾管壁上鉆有呈梅花狀的直徑為φ12的濾孔。濾孔面積一般為濾管表面積的15%-20%,濾管壁處包兩層濾網內層采用網眼為30-50孔/cm2的尼龍絲布細濾網,外層采用網眼為3-10孔/cm2的尼龍絲布粗濾網,井點管的上端用彎管與總管相連。 
  連接管采用φ48高壓軟管,長度為1-2m,集水總管采用?100鋼管分節連接,每節長度為6m。總管之間用法蘭或其它構件連接。 
  降水設備:采用180-60型離心水泵共計10臺,電機功率為15KW∕臺,出水量50m3/h。 
  (5)設備安裝:檢查降水設備是否良好,進行試運轉,降水設備安裝根據井管根數,每50根井管設一臺降水設備。設備安裝完畢后,應保證連續不斷地抽水。 
  (6)供電系統:降水設備電機15KW 共計10臺,泵揚程32m(總用電負荷150KW)。為保證現場降水連續有效,現場配備一臺300KW柴油發電機組。 
  (7)排水系統:臨時排水管采用DN100螺旋鋼管,倒水采用DN100潛水泵4臺,將水排入甲方指定地點,過路部位加DN150×8防護套管,防止重車壓壞。 
  (8)抽水:輕型井點管網全部安裝完畢后進行試抽。當抽水設備運轉一切正常后,整個抽水管路無漏氣現象,可以投入正常抽水作業。開機6-8d將形成地下降水漏斗,井趨向穩定,土方工程可在降水9-11d開挖。 
  四、其它配套措施 
  泥夾層的處理:基坑開挖至8~9m出現夾粉土薄層,含有樹葉、樹根等有機質,坑壁出現滲流、涌水、涌砂,必須及時處理, 為了加快泥夾層上部的水快速流到下層,采取加密管井井點;又用套管和水槍在井點軸線范圍之外打孔,用埋設井點管相同成孔作業方法,井內填滿粗砂,形成二至三排砂樁,使地層中上下水貫通。在抽水過程中,由于下部抽水,上層水由于重力作用和抽水產生的負壓,上層水系很容易漏下去,將水抽走。滲流、涌水、涌砂明顯減少,少量的滲流點,利用軟導管在滲漏點處進行引流,然后用快硬膨脹水泥進行封堵,在其達到一定的強度后,將導管用鐵絲扎牢。達到良好的效果。 
  五、結語 
  多層輕型井點降水與其它配套措施一起實施始于2011年10月15日,至12月15日結束,在華能大慶2×350MW熱電聯產項目的循環水泵房工程冬期降水施工中取得了較好的效果,并保證基坑邊坡的穩定,確保了該循環水泵房工程施工得以順利進行。 
  參考文獻 
  [1]輕型井點降水在土質變形體抗滑治理中的應用.人民長江期刊. 
  [2]建筑施工手冊(第四版).中國建筑工業出版社. 
  [3]建筑施工工程師手冊.中國建筑工業出版社. 


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