浅谈船闸基坑深井降水施工技术

陈松华

摘要：船闸基坑开挖是整个船闸主体工程的基础工作，而降

水施工则是基坑开挖的保障。目前，许多船闸施工时降水不能达到规范要求，对船闸正常运营留下了隐患。本文以某船闸基坑工程为例探讨了深井降水施工技术。

关键词：船闸；基坑；深井降水

一、工程概况

某船闸工程包括主体工程和相关配套项目，主体工程包括闸首、闸室、靠船墩以及导航墙，相关配套项目包括远调站锚地、交通桥、运河大桥、收费站及管理区等。场区地面标高在33.5m左右，地势北部略高，南部略低。场地以北和以西两个方向是微山湖水，场地内鱼塘水沟密布，基坑开挖降水难度较大。船闸基础施工开挖基坑规模为：南北长314m，东西宽64m，主体基坑开挖深度达16.25m，属深基坑开挖，土体相对透水，地下水位较高，施工中应做好降排水工作。设计要求，在闸首、闸室封闭施工宽缝前，地下水位应控制在底板0.5m以下。

二、深基坑降水方法的选择与施工方案

原地面高程30.90m～31.75m，表层为粘性土。其下高程28.4m～10.65m之间为主要潜水含水层，其中②层粉质粘土层厚0.9m～8.0m，渗透系数k=2.0×10-4cm/s；其下层③层为粉土-粉质粘土互层，层厚9.1m～16.0m，渗透系数k=3.01×10-4cm/s，可塑～硬塑状态，易产生流土与管涌，本工程闸基持力层即坐落在该层土上。上述②、③层土层在地下水渗流作用下极易产生流土或踏坡，所以在基坑开挖过程中必须采取降水措施。参考各种井点降水的适用范围：管井降水适用于土体渗透系数大、地下水量大的土层。有效降水深度6m～8m。本工程基坑底高程15.5m，按照设计要求，地下水位需降低至14.5m以下，降水深度达13.9m，土体渗透系数k=3.01×10-4cm/s，根据土层性质和以往类似工程经验，宜采用分级设置管井降水，确保每级降水深度在6m～8m范围内，保证基底稳定和干地施工。

降水井的平面布置：把闸首、闸室、上下游导航墙作为一个整体进行基坑降水量计算，综合考虑降水的实际效果，采用设计文件建议方案，取井距约为19～28.5m，井数为38眼，深井深25m，井内径34cm。

井点结构：管井采用在原地面钻孔，成孔直径为60cm，内设内径34cm无砂混凝土透水管，无砂混凝土透水管每节长lm。水井管外包孔径40目的玻璃丝布一层，节与节之间用竹片和铁丝捆扎。其外填粗砂和碎石混合滤料，厚10cm。每个井中配置5.5kw潜水泵一台，扬程为25米。

井点的施工和运行：在基坑土方开挖同时实施井点施工，井点施工利用2台钻机成孔，30天可完成井点施工。在施工过程中做好泥浆护壁防止坍孔，井管埋设结束后应立即洗孔。每口井内用潜水泵抽排至井外侧排水沟，从排水沟汇流排入场外河流。

井点的封闭：井点抽水结束后，要对井点进行封闭处理。井点封闭方法为在井内填筑中砂、上部2米范围内填C15素混凝。

三、船闸基坑深井降水施工技术

（一）成井

成井施工设备：采用两台CZ-150型冲击钻。

计划成井深度及孔径：40m、ф500mm

成井工艺：井口埋设ф600mm护筒，采用CZ-150型冲击钻冲击成孔，冲击成孔过程中拟采用泥浆护壁，当一个回次冲击约2m时采用捞渣桶或泥浆泵清理孔底於渣，如此反复，直至成井深度达到设计要求。

（二）井管安装

过滤管孔眼的加工，根据《供水管井技术规范》（GB50296-99）及场地的地质条件，网眼设计规格可选为：单个孔眼缝直径16-18mm，各孔眼中心距为40mm，孔隙率≥15%，梅花形布设。滤管外用80目的尼龙网包缠2～3层。

采用起重设备分节安装，安装前第一节井管底部用5mm厚圆钢板（或混凝土塞）封底，两节井管间用电焊焊接，焊接时要确保两节井管对齐且在同一轴线上，下沉井管时用对中器定出井孔中心，确保井管居中，井管安放到设计位置后固定，进行填砾及管外封闭。

（三）洗井

成井后，借助空压机清除孔内泥浆，至井内完全出清水止，再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小时内进行，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化难以破坏，影响渗水效果。洗井后可进行试验性抽水，确定单井出水量及水位降低能否满足设计要求。

（四）水泵安装

潜水泵用绝缘材料绳吊放。安装并接通电源，每井附近架立电线杆，铺设电缆和电闸箱，做到单井单控电源，并安装时间水位继电自动抽水装置和漏电保护系统。

（五）铺设排水管网

排水管网采用钢管、硬塑料管做为排水主管路，排水管直径150mm，必要时可采用多向排水。排水管线布置在降水井外侧，每5～8m砖砌托台，排水管居中放置。井口设置保护砌衬并加盖。排水管网向水流方向的倾斜度以1‰为宜。

（六）抽降联网

抽降后应连续抽水，不应中途间断，水泵、井管维修应逐一进行。开始抽水时，因出水量大，为防止排水管网排水能力不足，可有间隔的逐一起动水泵。抽水开始后，应做抽水试验，检验单井出水量、出砂量及含水层渗透系数。当出砂量过大，可将水泵上提，如出砂量仍然较大，应重新洗井或停泵补井。

四、船闸基坑深井降水施工難点

（一）当地降水量大

为防止雨水流入基坑，减小雨水对基坑降水的影响，QC小组在审查基坑开挖方案时对雨水流向综合考虑：首先在基坑顶部边缘设置截水沟，截水沟全部用砂浆抹面，排水面积为300×300，坡度应能保证雨水顺利流进集水坑，并用波纹管暗埋排水管道直接排入大运河。基坑底部四周设排水沟，在闸室东北角及西南角设lm×lm×1.5m集水坑，用水泵抽水；同时在边坡上铺设不透水土工布，防止边坡上雨水的冲刷。

（二）土质情况复杂粘土夹层较多

地质资料显示，三线船闸基坑处由于是长江淤积形成的陆地，从而有较多的粘土夹层，且厚度不均匀、各处位置不一致，而粘土夹层又阻碍了地下水下渗进入深井管，并从边坡中的粘土夹层处流出，影响边坡的稳定，从而影响降水效果。经过QC小组的讨论决定用2cm直径的PVC管每隔l0cm开孔，外围裹上滤布，每3m一根贯通粘土夹层进行抽水，将粘土阻隔的地下水抽出。

（三）防渗帷幕不封闭

由于原设计防渗帷幕为u型，闸塘西侧不封闭，通过现场勘查，闸塘西侧有居民楼房及工厂厂房等建筑物，距离闸塘中心线最近为50多米，基坑降排水势必对其产生不利影响。在方案制定过程中我们积极咨询相关专家，召开防渗帷幕及降排水专家会审，对初步方案进行了讨论，结合专家意见，将原设计修改为封闭型防渗墙结构。

（四）降水井井深、井径、数量不能满足降水需要

根据已确定的防渗帷幕深度及当地地下水位深度，地质勘察资料，通过计算得出了基坑涌水量为：9，795.265（m3/d），在现场进行了抽水试验，对单井最大涌水量、土层渗透系数等相关参数进行了确定，考虑到工作区四周外侧来水对基坑边坡形成的水头水土压力，防止边坡可能存在的透水层引起涌水最增大以及上下闸首出土便道，对原深井间距进行加密处理，综合考虑，船闸主体深井问距取20m，共需打设43口深管井，同时防止下闸首临近河边，地下水补给充足，在布没降水井过程中有增设了四口比原确定降水井深5m的备用井，在施工中效果不佳时紧急抽水。

参考文献

[1] 高建楠.浅析如何保证船闸工程基坑降水成功率[J].中国水运（下半月），2011年6期.

[2] 陈明刚.沱浍河大青沟船闸工程基坑降排水施工技术研究及应用[J].科技与生活，2012年12期.