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基坑井点降水分析研究

2019-08-06

建材发展导向 2019年3期
关键词:仙桃市井点泵站

张 俊

(仙桃市水利水电建筑勘测设计院,湖北 仙桃 433000)

1 基坑井点降水

在基坑降水过程中,井点降水方法主要包括:喷射井点;真空井点、辐射井、大口井以及管井等,其中管井具有施工简单的特点,国内应用较为广泛。在管井井点降水施工过程中,对地下水的抽取,主要采用的是单井单泵抽取。真空井点还可以分为三种,多级井点、单级井点以及接力井点,利用真空井点抽取地下水时,需要利用射流泵、真空泵以及往复泵真空后降水。电渗井点降水一般应用在难以以重力水状态渗出地下层的水,主要利用电动势能产生电渗、电泳现象,从而强制性在井点汇集粘性土中的非重力水。喷射井点主要是对通过往境地输送高压造成地下水负压,从而抽取地下水和空气,同时对于地下水和空气还应与工作水融合,并形成汽水溶液,排到地下水后降低地下水。该方法的优势在于应用范围广,缺点在于工作效率低、降水耗费大。

2 工程实例

2.1 工程概况

仙桃市洪北地区地处杜家台分洪道以北、汉江以东,东与汉川市、蔡甸区接壤,地势西北高、东南低,自然面积178km2,耕地面积15.4万亩,根据《仙桃市国家高新技术产业开发区战略规划》已列入仙桃市国家高新技术产业开发区范围,地势较低,需按城市排涝标准进行规划,沿洪道堤兴建排水泵站直接提排入洪道河。三合垸泵站新建工程主要是通过提排涝水入洪道河来解决展翅长河流域的农田排涝问题,南部的国家高新技术产业开发区排涝问题需今后按城市排涝标准兴建排水泵站解决。当洪道河水位较低时,流域内涝水通过三合垸闸外排入洪道河;洪道河水位较高时,三合垸闸关闭,涝水只能通过汉江沿线的鄢湾、黄越、八潭三处泵站提排入汉江,由于3处提排泵站提排流量仅为16m3/s,还需增加提排流量为19.59m3/s的排水能力,因此拟定在三合垸闸(杜家台分洪道左堤桩号12+535)前新建一处排水泵站,提排出洪道河。经复核,确定拟建的三合垸泵站设计排水流量为20m3/s,泵站总装机1500kw。

2.2 地质条件

2.2.1 地形地貌

泵址地处汉江平原分洪区北堤。位于三合垸闸以北125m处。堤顶高层27.5m,堤内外地势平坦开阔,地面标高25.60~26.00m。

2.2.2 地层岩性

该泵址区为第四系全新统统冲积层(Q4a-1)。总沉积厚度未探明,根据钻探资料(标高7.4m以上)揭露:除人工填土外,据沉积环境和颗粒粗细可分五层。人工填土在25.6m高程以上,为堤身部分。由土黄色砂壤土组成,干燥、密实,与原生土结合处含植物杂质较多,系大堤清基不彻底所至。①重粉质壤土(Q4a1-5);②中粉质壤土(Q4a1-4);③淤泥质粘土(Q4a1-3);④轻壤土(Q4a1-2);⑤粉细砂(Q4a1-1)。

2.3 井点降水施工方案

井点降水过程中,可以根据可以根据基坑或沟槽的宽度、降水深度进行设置,一般情况下,基坑或沟槽、降水深度在6m以内,可以布置成单排线状井点,反之则应布置双排线状井点,与此同时若基坑面积较大,则选择环状井点或者U形较为适宜。在设计井点管距时,应与基坑壁保持一定的距离,一般至少保持在1.0-1.5m。在总管四角部位,还应适当加密井点管。需要注意的是滤管的设置,任何条件下必须设置在透水层内。另外在对总管进行布置时,应先进行挖槽,使其接近于地下水位线,其设置坡度为0.2-0.5%,与滤管应处于同一平面内。

2.4 基坑井点降水计算

2.4.1 基坑突涌的可能性分析

根据地质勘察报告:地下水位高24.0m,含水层顶板高19.3m,基础开挖面高18.7m,覆盖层厚0.6m,覆盖层土容重18.6kN/m3,则:

承压水压力 P水=10× (24-19.3) =47kpa

覆盖层土压力 P土=18.6×0.6=11.2kpa

P水>P土,基坑可能发生突涌,需采取措施降低地下水位。

2.4.2 需降低的地下水水位

地下水位坡降比0.7,降值0.6×0.7=0.42m

基坑中点水位:18.7+0.42=19.12m

2.4.3 井点排水系统布置

考虑基坑开挖的实际情况,本着尽量靠近被保证工程基础,达到降低地下水位和施工完成后便于封闭的原则,采用对称布置法布置井点降水图。从井内抽出的水由基坑平台边地截流沟排出场区外。

2.4.4 有关计算参数的选定

渗透系数K:地质报告建议值为0.432m/d,此值太小,根据杨林尾泵站(K=23.39m/d) 和新滩口泵站(K=9m/d) 的井点排水资料,参照工程地质手册P929表9-3-9a,取K=18m/d。

含水层厚:m=50m,影响半径:R=200m,(查工程地质手册),无穷远处的地下水位H=24.05m

2.4.5 抽水流量用下式计算:

求得总抽水量为7485T/d,如用10口井。单井流量为31T/h。

按以下群井抽水计算公式求,基坑各特征点的降水效果:

计算结果如下图:(井点降水效果图)

2.4.6 从以上基坑内的地下水位计算成果可以看出,最高为19.0m,低于要求降低的地下水位19.12m,故基坑开挖后是安全的。

3 总结

总之,井点降水在基坑应用的较为广泛,在具体的施工过程中,还应根据实际情况,选择合理的井点降水方式,从而达到良好的抽取地下水的效果,保证基坑工程施工的质量。

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