唐永东

(合肥工业大学建设监理有限责任公司，安徽 合肥　230009)



蚌埠闸老船闸加固工程施工降水计算与试验

唐永东

(合肥工业大学建设监理有限责任公司，安徽 合肥230009)

文章介绍了蚌埠闸老船闸拆除重建工程中深井降水施工技术的运用，提出了降水方案，并进行了降水计算和抽水实验。

老船闸；加固工程；降水；深井

蚌埠闸老船闸除险加固工程于2013-08月至2014-04月完成,主要加固内容为闸室底板拆除重建、侧墙加固、上闸首启闭机房拆除重建、人字门、输水洞门及各自启闭机更换等。其中闸室底板拆除重建、侧墙下部加固等均受闸室内水位影响,需排干闸室内积水干地进行施工,而船闸自1962年基本建成运行至今的50多年里,从未将闸室抽干过,最低时为检修水位14.8m,仍有约5.6m的水深。闸基下卧细砂层,承压水头高,排干闸室风险较大,必须做好闸室的降水工作。

1　场地条件

现状闸室底板顶高程9.20m,顺水流向长195m,宽15.4m,紧临上闸首15.0m长底板为浆砌条石结构,厚0.6m,接下来顺水流方向是长15.0m的浆砌块石底板,厚0.5,后面是长145.0m的干砌块石底板,紧临下闸首又是一段长20.0m的浆砌块石底板,厚0.5m。块石底板以下为厚1.5m～2.0m的人工回填粘土,层底高程6.80m。闸室两侧墙为浆砌石结构,岸墙间沉降缝缝面勾缝砂浆老化脱落,内部沥青等填料老化变脆,局部脱落。

横向断面上闸室两侧外地面高程16.0m～17.0m,左岸地面向外宽约25m,再向外1:3渐高至高程23.0m,右岸新老闸室墙间距约45m。闸室及两侧处地质条件如下:① 层为人工填土(Q4ml),粉质壤土,层厚1.50m～8.10m,层底高程15.50m～19.91m。② ～④ 层为轻～重粉质壤土(Q4al),层底高程2.71m～11.37m。⑤ 层为细砂～极细砂(Q4al)层,该层主要分布于老船闸右岸及左岸下游处,以中密为主,层厚2.00m～7.70m,层底高程-0.10m～3.32m,为主要的透水层,且与上下游河道相连通。⑥ 层粉质粘土(Q4al),层厚0.60m～7.00m。

孔隙承压水主要赋存于④ 层细砂～极细砂中,工程区孔隙承压水水位受淮河水位的影响,与淮河水有较强的水力联系。勘察期间承压水水位高程一般12.72m～14.96m。

2　降水方案

由于老船闸上下闸首均为钢筋砼,闸室侧墙及底板为砼及砌石结构,沿老船闸四周难以形成封闭的防渗墙系统,而船闸闸室的加固要求干地施工条件。因此,考虑采用深井降水方案[1,2]。

根据地质资料,闸室及上下闸首下卧砂层顶面高程2.0m～7.7m,从上游向下游渐高,闸室底板开挖后,下游段砂层出露,而闸室两侧外地面高程16.2m,上游水位20.0m,下游水位14.0m,最高承压水头达18m,因此,深井降深较大,抽水引起周边建筑物(新船闸、交通桥、管理房等)变形的风险较高。

结合船闸后期日常检修,沿老船闸两侧布置2排抽水深井,井底高程-2.0m,平均井深约20m,井间距16m～21m,排距32m,左岸11口,右岸9口,降水深井布置示意如图1所示。

图1　降水深井布置示意图

3　降水计算及抽水试验

3.1降水理论计算

参照《供水水文地质》,采用群井公式计算,根据地质条件,闸室段砂层底面高程在2.0m左右,设计的深井底高程-2.0m,进入相对不透水层,因此,为承压完整井。计算公式如式(1)

(1)

其中，q为单井涌水量；Q为井群总涌水量；d为井间距;K为含水层渗透系数;m为含水层厚度;R为影响半径;2rw为井排距;H0为静水深;Hw为井内水深。

根据以上计算单井出水量为9.7m3/h,设计每口井配置2.2～5kW深井泵1台。

3.2抽水试验情况

为确保工程顺利实施,开工前进行了抽水试验,选用Q10-26/2-1.8型和QY15-36-3型水泵,Z5、Z2、Z8、Y2、Y4、Y7作为试验井,邻近的抽水井和测压管作为观测孔进行观测。抽水井抽水顺序为Z5井降至6.0m高程Y4井降至6.0m高程Z8井降至6.0m高程Y7井降至6.0m高程Z2井降至6.0m高程Y2井降至6.0m高程。5#抽水井单孔抽水、全部抽水井抽水降至6.0高程、各观测井水位分别如表1、表2所列。

表1　单孔观测井水位表

表2　各观测井水位表

注：以上水位统计为全部试验井水位抽至6.0m高程时对应的观测孔的距离及水位,抽水时间为本抽水井开始抽水至试验结束的时间。

由表1、表2统计分析,单井抽水的水位降至6.0m时,距离最远(16.0m)的观测孔水位最低为10.046m,而抽水井距离老船闸底板轴线的距离也为16m,不能满足施工期间的降水要求。群井抽水时,距离16.0m的观测孔的水位最高为9.036m,最低为7.677m。而施工期间闸室轴线位置的水位要降至8.1m高程以下,如全部19口抽水井全部抽水至6.0m高程,抽水持续时间较长时,应能满足施工要求。

根据以上抽水试验,进行各井的实际水位控制,圆满地完成了老船闸的加固工程施工。根据监测,抽水期间水平位移累计变化量最大值为北岸2.95mm,南岸1.86mm;垂直位移累计沉陷量为复线船闸1.32mm,老船闸北岸7.95mm,老船闸南岸9.02mm,办公楼0.85mm,均在允许值范围之内。

4　结束语

施工中通过合理布置降水深井,抽水试验,加强监测等措施,顺利完成了对老闸的加固处理施工,取得了很好的经济和社会效果,值得类似加固工程的设计与施工作参考。

[1]张永波、孙新忠.基坑降水工程.地震出版社[M].北京:地震出版社,2000.

[2]JGJ/T111-98,建筑与市政降水工程技术规范[S].

[3]GB20296-2014,管井技术规范[S].

(责任编辑陈化钢)

Construction precipitation calculation and experiment of Bengbu old ship lock

TANG Yong-dong

(Hefei University of Technology Construction Supervision Co.,Ltd，Hefei 230009，China)

This paper introduces the deep well precipitation technology of the demolition and reconstruction of Bengbu old ship lock,and puts forward precipitation scheme,then precipitation calculation and water pumping experiment are carried out.

old ship lock；reinforcement；precipitation；deep well

2016-05-28；

2016-06-08

唐永东(1964-)，男，安徽肥东人，工程师，从事工程监理工作。

10.3969/j.issn.1671-6221.2016.03.011

TV62

A

1671-6221(2016)03-0035-03