水闸泵站基坑施工技术研究

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的1篇水闸泵站基坑施工技术研究，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

0引言

水闸泵站是水利工程的典型代表之一，主要作用是调节水流量、季节性蓄水与排水，提供城市用水等。水闸泵站一般修建在河流或者湖泊附近，以方便取水。而河流或者湖泊附近的地质条件较为恶劣，常常伴随松散的岩层、土质及丰富的地下水，给水闸泵站的基坑施工工作带来了巨大的难度[1]。当基坑挖掘到一定深度时，经常出现渗水，导致基坑涌水严重，不利于后续施工，工程质量也受到影响。如何保持基坑施工时坑内的干燥，是当前很多水利工程建设中的难点和重点。管井井点降水可以人工降低地下水位，避免基坑渗水[2]。此次研究以某水闸泵站工程为例，将管井井点降水应用到基坑施工当中，以期为其他水利工程基坑施工提供参考和借鉴。

1水闸泵站工程概况

修建该水闸泵站主要是为了解决河流洪水期水位上涨、出现城市倒灌的问题，防止城市内涝的发生。该工程所在地区地下水位平均标高为-10.59m，含水层渗透系数为5.200m/d，涌水量为623m3/d。预计基坑开挖坡度为1∶1.5，深度预计不大于-15.70m，坑长约500.00m，宽约50.00m。基坑深度明显大于地下水位标高，在开挖时必然会出现渗水现象，因此，需要采用管井井点降水方法来开展水闸泵站基坑施工。根据地勘资料，该工程所在位置工程地质情况从上到下依次为：人工填土层厚2.50～5.20m；中砂层厚1.50～4.50m；第四系淤积层厚0.50～2.60m；粉砂层厚2.60～6.00m；冲积层厚0.50～1.50m；残积层厚1.50～4.30m；中砾层厚2.40～4.60m；低液限黏土层厚0.20～1.00m。

2管井及其井点设计

管井由井盖、井口、出水管、电缆、井管、潜水电泵、过滤管、导向段、沉砂管组成。

2.1管井井点数计算在研究区内基坑周围需要布设的管井井点数计算公式式中：M为管井井点数；S为基坑总涌水量；R为单井排水量；a为含水层的渗透系数，取值见表1；b为基坑水位降深；h为地下水位标高；c为过滤器淹没段长度；e为井管直径，取值为500.0mm；g为基坑中心到河岸距离；l为过滤器进水部分长度；d为管井埋设深度，取值为20.00m；r为过滤器半径，取值为2.5mm；r1为降水影响半径。经上述公式计算，该管井井点数共计14个。

2.2管井井点布置将计算的14个管井井点在基坑周围进行均匀布设，上、下两侧各布置4个管井井点，间距设置为12.00～13.00m，左、右两侧各布置3个管井井点，间距设置为8.00～10.00m。

3材料及设备选用

施工过程中所用到的材料和设备选用情况如表2所示。

4基于管井井点降水的基坑施工方案设计

1）准备施工过程中现场所需要的材料和设备。2）对施工现场的土地进行平整，目的是保障地基土坚实稳定[3]。具体施工过程：利用水准仪测量施工地面标高及施工高度；根据得到的参数计算需要挖填的土方量；利用挖掘机将高出水平高度的山坡土挖掘掉，然后利用运土车将土运到需要填补的地方，并尽可能做到平整；利用压土机在现场进行反复压实处理，保障地基土坚实稳定。3）按照管井井点布局方案，利用全站仪进行测量放线，确定井点位置。在定位过程中，需要保证井位偏差不大于50.0mm。4）安设护筒。在向地下钻孔时，井口存在随时坍塌及地下水流涌入的风险。为避免上述情况的发生，需要在钻孔前埋入护筒，并用粘土将外侧缝隙填实[4]。护筒由钢板卷制而成，其尺寸根据管井相关参数而定。5）井点沟槽挖掘。当利用管井排出地下水时，需要通过沟槽将地下水与集水坑连通，当地下水涌出后，通过沟槽流入集水坑，沟槽的尺寸为600.0mm×500.0mm×300.0mm（深×长×宽）。6）井点成孔。将钻机安排到井点所在位置，在三脚架的辅助下，采用清水水压平衡法冲击钻孔。在钻孔时，需要保证钻孔垂直度偏差不大于1%。钻机钻孔直径为115.0～350.0mm，深度为200.00m，角度为90°，电动机功率为33kW。需要注意的是，当遇到隔水黏土层，为防止孔壁出现泥皮，需要增加扩孔操作，保证管井的出水量。7）换浆。换浆的作用一是保障出水量，二是防止井壁塌方。当钻孔深度达到0.50m时，将钻具提出孔外，然后在孔中注入清水，通过清水稀释孔中的泥浆，最后利用污水泵将泥浆排出[5]。8）下放井管。首先在井管口利用塑料进行包裹，防止下管过程中泥沙进入到井管，使井管保持垂直状态，并缓慢下降，井管中心点对准护筒中心，并利用扶正器垂直固定。9）填滤料。沿着井管四周缓慢地将直径为1.0～5.0mm的粗砂填入到管井中。10）洗井。为防止井内残存的泥沙堵住井孔，保证出水量，需要进行反复抽洗，直至抽出来的水为清水。在该过程中，如果管井内的滤料存在下降的现象，则需要及时补充滤料。11）下泵抽水。将潜水电泵顺着管壁下降到井底，启动电泵进行抽水，水流顺着井点沟槽流入集水坑。在抽水过程中，需要利用水流量检测表每隔1h进行1次观测，以便及时发现并处理抽水过程中泥沙堵住井孔的现象[6]。以上为基于管井井点降水的基坑施工过程，经过降水处理后，可以基本保障基坑内干燥，为后续工作创造更有利的施工环境。

5施工效果监测与分析

5.1监测设备为测试上述施工效果，还需要进行施工效果监测与分析。本文主要进行水位观测，观测设备为电测水位计。水位计型号为WD85-50，全密封焊接不锈钢探头，适用于各种水位测量场合。该设备检测监测过程：准备监测设备与材料；调试电测水位计；将不锈钢探头放入到管井内；每30min读取1次水位数据；数据记录。重复上述过程，记录每一个管井内地下水位施工前后的变化，并将电测水位计采集的数据绘制成表。

5.2监测结果与分析利用上述电测水位计对施工前后基坑地下水位进行检测和记录，结果如表3所示。从表3中可以看出，在实施基于管井井点降水的水闸泵站基坑施工技术之后，基坑内平均水位从-10.59m下降到了-16.89m，降深达到6.30m，低于基坑深度预计-15.70m，说明通过该技术处理后，基坑施工时不会触及地下水而造成地下水上涌，能够保证基坑内干燥。

6结语

水闸泵站一般都会修建在靠近水源的地方，在挖掘基坑的时候，地下水很容易上涌，淹没基坑，不利于后续修建工程的开展。基于管井井点降水的水闸泵站基坑施工技术，通过在基坑周围修建管井，抽取地下水，以保证基坑施工的干燥。在此次研究中以某水闸泵站工程为例，对该技术的实施过程进行了具体分析，并通过电测水位计检测施工前后基坑中地下水位的变化，通过计算前后降深证明了所研究技术的有效性，也为类似的工程实例提供参考依据。但研究仍有需要改进的地方，即某些必要参数的取值采用的都是经验值，缺乏一定的理论基础，因此，在这一方面有待进一步分析。

［参考文献］

［1］张国龙，范越，张伟，等.引江济淮凤凰颈泵站基坑降水方案优化［J］.长江科学院院报，2022，39（3）：111-117.

［2］李莹，刘淑敏，唐棋滨，等.水利工程中河道软基超大深基坑降水质量控制技术［J］.施工技术，2021，50（2）：31-34.

［3］倪茜，车拿单，郁万荣，等.基于开挖方法对深基坑变形的分析与施工优化［J］.科学技术与工程，2021，21（16）：6838-6847.

［4］李冕，李思吟，袁航.深中通道伶仃洋大桥东锚碇基坑开挖数值模拟及施工技术研究［J］.公路，2021，66（10）：130-134.

［5］马雪兵，余地华，郑刚，等.深基坑前排倾斜双排桩设计与施工技术研究［J］.施工技术，2021，50（7）：6-10.

［6］庄淼.基坑支护工程设计与施工新技术——评《基坑支护工程研究与探索》［J］.矿业研究与开发，2020，40（8）：184-185.

作者:王龙 单位:江苏省水利建设工程有限公司