管井井点降水在长春市河东路综合管廊工程中的应用

1、工程实例

1.1、工程概况

长春市河东路综合管廊工程位于长春市东北部, 西起东环城路, 穿长吉北线、长图铁路、新开河及其支沟、长吉高铁、长双烟铁路、洋浦大街、绕城高速等, 东至东翔大街。管廊紧贴河东路延长线道路北侧的人行道边线, 为干支线综合管廊, 由东至西走向, 全长约6.5km。管廊断面尺寸:6.1m×3.7m, 为双舱设置。基坑标准短深度6.5m, 最深深度11.35m。

1.2、基坑支护及防渗概况

基坑支护形式采用灌注桩+高压旋喷桩止水帷幕支护形式, 止水帷幕嵌入泥岩。灌注桩顶部做冠梁, 基坑两侧冠梁之间采用600×600mm混凝土支撑, 间距6000mm;第二道支撑采用Φ609×16钢管支撑, 间距6000mm。

1.3、地质条件与水文条件

长春市河东路综合管廊场地地貌属于伊通河Ⅰ级阶地, 地层至上而下为:

第 (1) l层杂填土:层厚0.50~4.30m, 层底标高193.22~203.04m。

第 (1) 2层素填土:层厚0.90~3.60m, 层底标高192.07~203.33m。

第 (2) 2层粉质黏土:揭示层厚0.60~13.30m, 层底标高189.79~197.70m。

第 (2) 3层粉质黏土:揭示层厚1.20~2.70m, 层底标高192.29~194.37m。

第 (3) 2层有机质粉质黏土:揭示层厚1.30~7.70m, 层底标高187.42~192.94m。

第 (3) 3层有机质粉质黏土:揭示层厚1.00~4.70m, 层底标高188.27~193.59m。

第 (4) 2层粉砂:揭示层厚1.30~3.00m, 层底标高185.35~188.51m。

第 (4) 3层粗砂:揭示层厚0.90~5.20m, 层底标高184.52~188.09m。

第 (7) 层残积土:揭示层厚0.40~2.50m, 层底标高182.82~186.58m。

第 (8) 1层泥岩:揭示层厚0.80~5.00m, 层底标高180.32~188.63m。

第 (8) 2层泥质砂岩:揭示层厚1.20~4.00m, 层底标高180.66~184.80m。

第 (9) 1层泥岩:揭示层厚1.00~5.30m, 底层标高176.92~184.62m。

第 (9) 2层泥质砂岩:揭示层厚1.00~4.00m, 层底标高177.28~185.13m。

第 (10) 1层泥岩:揭示最大层厚7.00m。

场地地下水位埋深为1.3~6.5m。根据勘察报告, (2) 2、 (2) 3、 (3) 2、 (3) 3层黏性土及 (4) 2、 (4) 3层砂层为主要含水层; (2) 2、 (2) 3层黏性土渗透系数为k=0.48m/d, 弱透水层; (3) 2、 (3) 3层黏性土渗透系数为k=0.25m/d, 弱透水层; (4) 2、 (4) 3层砂层渗透系数为k=35m/d, 强透水层。

1.4 降水井布置、施工、降水及封井

1.4.1、降水井的布置原则

降水井沿基坑两侧梅花形布置, 位于灌注桩与管廊结构外墙之间, 单侧井间距20m, 井深为基坑底面标高+7.5m。单井涌水量360~600t/d。根据施工情况, 每施工降水段设置2个水位观测孔, 降水至坑底下0.5m。

1.4.2、降水井施工

专业测量人员进行管井定位并设明显标识, 管井采用反循环钻机钻孔, 地层自造浆护壁, 井孔半径大管井半径不小于75mm。井管安装后立即进行洗井, 用空压机自上而下洗至水清, 井底不存在泥砂为止;也可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4~8小时内进行, 以免时间过长, 护壁泥皮逐渐老化难以破坏而影响渗水效果。洗井后进行单井试抽试验。

井管采用无砂混凝土管, 壁厚50mm, 孔隙率大于15%。井管与孔之间缝隙填充滤料, 滤料采用粗砾砂, 上部2米用粘土封堵。管井底部填1.5m厚碎石料。水泵选用潜水泵 (QDX3—24—0.75及150QJ20—30/5) , 水泵潜水深度不大于5m。

1.4.3、降水

试抽水量一般大于设计水量, 并做好压力、水位、抽水量的记录。核查抽水量及水位下降值是否与设计相符, 若不相符应及时调整降水方案。

长春管廊先施工K0+221.25~K0+430段, 该段主要为标准段, 在K0+300处选择试验井, 试验设备选用QDX3—24—0.75型潜水泵, 在其余井不工作的情况下, 试验井的动态水位是-7.5m, 前后相邻井位动态水位分别为-3.6m、-3.9m。当该段26眼井同时抽水, 测得各眼井动态水位为-7.0~-8.0m。经过联系15天的连续降水, 基坑内动态水位已基本达到-7.5m, 完全满足了土方开挖及管廊主体施工的需要。

管道倒虹段 (Z1+050~Z1+076) 基坑深度为-11.35m, 为解决这一水位的降深, 在该段设置6眼降水井, 井底标高为-19.5~-22m, 深入到基岩面, 选用150QJ20—30/5型水泵, 6眼井同时抽水, 该部位地下水下降至-12.0m以下。

由于基坑土层的连续性差, 在黏性土层中赋存了大量的地下水, 开挖时地下水在低处溢出积于开挖面, 不利于开挖施工, 为此采用在基坑两侧增设排水沟的辅助方法进行处理。

基坑在开挖过程中, 降水井周围1m范围内采用人工清除, 井内不得掉入杂物, 以免影响降水效果。

对于个别位于管廊底部的井点, 为不影响管廊施工又不破坏降水井, 采用引流的方法用Φ50×8的镀锌管从井点处将水引至结构外边缘集水坑, 引流管周围及集水坑填铺碎石, 在集水坑内抽水直至管廊底板强度达到封井条件, 用管塞封口。

1.4.4、降水监测

在降水实施过程中, 为掌握场区地下水水位动态变化, 了解降水效果, 对观测井进行长期观测, 采用流量计定期量测单井出水量, 含砂量 (含砂量不大于0.5‰) , 在出水口建三级沉淀池, 待砂粒沉淀后在排入市政下水道。

1.4.5、封井

深井降水完毕后, 应采取有效措施封堵井孔。本工程封井原则: (1) 待管廊底板施工完毕并达到一定强度后, 为减小降水井井管对施工造成的影响, 根据施工季节的地下水位, 再充分考虑底板强度的基础上, 合理调整开启井的数量, 对不再使用的降水井及时封堵。 (2) 降水井封堵宜采用“先内后外、先深后浅”的原则, 封井前加大周边井的降水力度, 使待封井管内水位降至最低再进行封堵。

封井具体做法: (1) 拔出水泵; (2) 填入5~24mm碎石并捣实; (3) 通过预留注浆管Φ25塑料管注入水灰比0.5:1的纯水泥浆, 自孔口溢出纯浆为止。

本工程降水效果良好, 基坑稳定, 临近建筑、道路等未发现因降水引起的不均匀沉降而造成的开裂、变形现象。

2、结论

通过本次降水, 有以下几点体会:

(1) 可预先在需要加大降深的部位布设观测井, 后期将观测井转为降水井, 做到“一井两用”, 节约成本。

(2) 施工前认真查阅地勘资料, 多与设计、勘察单位沟通, 在满足施工的前提下, 将降水井的深度灵活调整, 尽避免井点深入到砂层, 形成非完整井, 增加降水难度。本工程基坑两侧有止水帷幕, 施工降水主要为粘土中富含的水及大气降水, 如管井深度严格按照底坑底面以下7.5m施工, 大部分管井位于砂层中, 无形中增加降水量。经我单位与设计、勘察沟通后, 将井深调整, 降水效果明显提高。

(3) 由于管廊分段施工的特点, 在每个工作面基坑端部增设降水井, 降水井外延长度应为基坑宽度的1~2倍。

(4) 合理安排施工计划, 确保井点施工与降水连续进行。

(5) 加强井点定位工作, 应避免将降水井布置在管廊底部。

(6) 在雨季施工, 采取管井井点+明排的降水方法效果更好。

摘要：城市综合管廊已经在国务院的号召下, 开始席卷全国。城市综合管廊规模越来越大, 管廊基坑工程正向更宽、更深方向发展。综合管廊位于城市地下, 施工期间全程处于深基坑中, 应重点考虑降低地下水, 以保证施工安全。管井井点具有井距大、各井点相互独立、施工方便、易于布置、排水量大、降水深、降水设备和操作工艺简单、抽水效果好、工程费用低等特点, 在长条型基坑中十分实用, 可以有效防止基坑出现流砂、管涌、坑底隆起等现象, 为管廊施工创造良好的条件。

关键词：降水井,井点降水,封井