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【摘要】：在水利工程施工中，常遇到基坑降水难题，根据不同基础地质条件、施工现场条件等因素采用不同的降水方案，本方案主要针对地下水位较高、水量较大、砂土及砂上土质基础的基坑降水，以淠东干渠木厂节制闸下游消力池基坑降水为例，叙述降水施工方案的设计及施工过程。
【关键词】：轻型井点降水、消力池基坑降水、施工方案
中图分类号：TV544.1 文献标识码：A
一、编制依据：
建筑工程施工质量验收统一标准GB50300—2001；
建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202—2002；
建筑施工安全检查表准JGJ59—99；
建筑基坑支护技术规范JGJ120-99；
建筑基坑工程技术规范YB9258-97；
木厂节制闸除险加固工程勘察报告；
木厂节制闸除险加固工程施工图纸；
二、工程概况
（一）工程概况
木厂节制闸采用开敞式水闸型式，共5孔，单孔净宽3.6m，总净宽18.0m，边墩厚1.0m，中墩厚1.1m，闸室总宽度（包括岸墙）为24.4m；水闸底槛高程为35.00m，检修平台顶高程39.20m。采用五孔一联的整体箱式基础，以便将上部荷载较均匀地传递至地基上，减少并适应不均匀沉降。根据上部结构启闭机桥和检修便桥的布置，并考虑闸室的稳定要求，闸室长度取12.0m。闸室主要部位均为C25钢筋混凝土结构。
闸室底板采用箱涵式整体结构，即闸室横向五孔一联，底板和墩墙顺水流向均不分缝，底板厚度0.8m。
闸墩采用钢筋混凝土实心结构，其长度与闸室底板等长，中墩厚度根据主门槽及启闭机台排架柱的布置要求确定为1.1m，中墩上、下游作成圆弧形墩头。边墩厚度1.0m，其长度与闸室底板等长。
(二)工程地质条件
闸址区揭露地层岩性可分为4层，分述如下：
（0）层人工填土（Q4al），灰褐、红黄色，干至稍湿，硬至可塑状态，以粘土为主，局部为砂壤土，土中含有小块石，局部位置含有大块石，沿闸方向，路面顶高程34.67m~38.95m，层底高程33.62m~35.93m，填土厚约3.5m左右。
（1）层粘土（Q3al），黄、黄褐色，湿，硬可塑至硬塑状态，含有铁锰结核，该层土具弱~中等膨胀性，膨胀力20kPa~55kPa。层底高程30.02m~32.70m，平均厚4.5m左右。
（2）层粘土混砂（Q4al），红、棕红色，湿，含砂量自上而下渐增，渐变为砂含粘土至砂，上部显硬塑状态，下部渐变为中密状态，层底高程28.02m~29.47m，層厚约2.0m左右。
（3）层细砂（Q3al），黄色，中密至密实状态，其颗粒组成为：砂粒95%，粉粒3.6%，粘粒0.7%，不均匀系数2.01，曲率系数0.82，属级配不良细砂。该砂层自上而下密实渐增，下部具有泥质或砂质弱胶结。该层未揭穿，最大揭露厚度5.25m。
三、基坑涌水量计算
根据地下水埋藏分布及补径排条件等特征，基础施工过程中，考虑采用深井降水。基坑开挖范围按35m×15m计算，渗透系数取0.68m/d，水位降深s为3.1米，涌水量计算按《建筑基坑支护技术规范》〔JGJ120-99〕计算，详见如下：
（一）基坑类型：
基坑属于均质含水层澘水非完整井基坑,且基坑远离边界。
（二）基坑简图：
（三）计算公式：
含水层厚度：H=r2(S+l)=11.36
r1=s/（s+l）=0.756
r2=-18.32 r14+38.12 r13-33.55 r12+13.66 r1+0.83=2.47
基坑等效：r0=（A/π）0.5
影响半径：R=2S(KH) 0.5
基坑涌水量：
Q=1.366K[(2H-S)S]/lg(1+R/r0)
上列式中：
l——滤水管长度为1.5m；
Q——基坑涌水量；
r0——为基坑等效半径（m），r0=12.74m；
a、b——分别为基坑长度及宽度（m）；
R——基坑降水影响半径（m），R=16.80m；
S——地下水降深（m），S=3.10m；
K——地下水渗透系数（m/d），k=0.68 m/d；
H——含水层厚度（m），H=11.36m。
（四）计算结果：
经计算，基坑工作面总涌水量达596.72m3/d。
四、井数确定
根据管井单井出水量取124.26m3/d，单排建井井数（考虑每角加2根）：
井数：n=1.1Q/q+8=5
间距：D=2×(a+b)/n-1=24.50m
五、降水井设计参数
降水井采用非完整井，降水井设计深度为11m，施工时应根据实际情况只需打井6米，以孔底到达基坑开挖最低设计高程以下0.5m即可，使基坑降水形状呈漏斗形。井过滤管长度为1.5m。滤管内径：500mm，滤管采用两层100目尼龙网包扎；填砾高度应低于最低设计基底高程下0.5m处。滤管底部进行封堵处理。降水井具体平面布置根据现场试验确定。
六、降水井施工工艺
降水井成孔采用冲孔机械成孔，但由于冲击成孔效率较低，先由人工先清理块石层障碍，再安排冲击钻机进场。
管井成孔工艺
场地平整→井位放线→人工清理块石障碍→复核桩位→开挖浆池、浆沟→护筒埋设→桩机就位、孔位校正→冲击造孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣→终孔验收→下滤水井管和填充砂砾。
七、降水井施工
（一）管井成孔
管井成孔采用人工清障与冲击机械配合已在上章描述过，本章不再赘述。
（二）管井制作
清孔后应立即将滤水管放入孔内，其四周填入砂砾，以防坍孔。
（1）井管
井管由滤水管、沉砂管和潜水泵三部分组成。井管沉放前应清孔，用空压机与潜水泵联合洗井。
滤水管：采用钢制外包两层100目尼龙网作井壁，管井内径500mm。
沉砂管：在降水的过程中，起极少量砂粒的沉淀作用，采用与滤水管同直径的钢管，下端用钢板封底。
（2）排水沟及集水井
离基坑2米处外围设置500*500排水沟，每10m设置一个的集水坑。
（三）钢井管、潜水泵下放与安装
将预先制作好的井管用汽车吊分段下放，分段焊接牢固，直下到井底。井管安放应力求垂直并位于井孔中间；管顶部比自然地面高出500mm左右。井管下入后，及时在井管与土壁间填充砂砾料，不得用装载机直接填料，应用铁锹下料，以防分层不均匀和冲击井管，填滤料要一次连续完成，从底填到井口下1m左右，上部采用不含砂石的粘土封口，高度不小于500mm。管周围填砂砾料后，安设水泵前应按规定先清洗滤井，冲除沉渣。采用压缩空气洗井法，当压缩空气通到井管下部时，井管中为气水混合物，密度小于1，而井管外为泥水混合物，密度大于1，这样管内外产生压力差作用下流进管内，于是井管内就变成气、水、土三相混合物，其密度随掺气量的增加而降低，三相混合物不断被带出井外，滤料中的泥土越来越少，直至清洗干净。洗井应在下完井管，填好滤料，在封口内8h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。
潜水泵在安装前，应以水泵和控制系统做一次全面细致的检查。安装时，用绳索吊入滤水层部位，上部与井管口固定。设置电动机座位应平稳，转向严禁逆转，防止转动轴解体。潜水电动机、电缆及接头应有可靠的绝缘，每台泵配置一个控制开关箱，主电源线路沿深井排水管路设置。安装完毕后进行试抽水，满足要求后转入正常工作。
八、抽水阶段降水情况监测：
1、观测井中水位达到一定深度以后方可进行土方开挖，在土方开挖的同时，继续进行降水，保证水位始终开挖土层以下。降水井抽水时，潜水泵的抽水间隔时间自短至长，降水井的每次抽水后，应立即停泵，对于出水量较大的井每天开泵抽水的次数相应要增多
2、降水运行过程中，现场实行24小时值班制，值班人员做好各井的水位观测工作，认真做好各项质量记录，做到准确齐全。对降水运行的记录，及时分析整理，绘制各种必要的图表，以合理指导降水工作，提高降水运行的效果，降水运行记录每天提交一份，对停抽的井及时测量水位，每天1～2次。
3、降水运行阶段要经常检查泵的工作状态，一旦发现不正常时及时调泵并修复。保证电源供给，如遇电网停电，须提前两个小时通知降水施工人员，以便及时采取措施，保证降水效果。
4、降水工作开始时，备用电源就必须进场，以防开挖时断电时间较长，地下水上升，影响施工。
九、填井
考虑到消力池地下为砂层底部地质条件不佳、地下水位较高，施工结束底板浇筑前用砂石料分层滤层填井，人工夯实，，起到滤层的作用。
结束语：
本篇文章通过阐述井点降水方案制定的相关理论，通过对相关参数的计算，制定降水方案，重点在于打井成孔，沉井完成后注意保护井口周边，以防砂基层坍塌，井管口须高出周边基坑高，确保砂基础坍塌堵塞井管，本方案在木厂闸消力池施工过程中效果明显，有效的控制了地下水位，方案实施较为顺利，本方案在降水成效上较为显著，适合在基坑周边地质条件良好、基坑开挖面积大、水位高、涌水量大的工程部位推行应用。
【关键词】：轻型井点降水、消力池基坑降水、施工方案
中图分类号：TV544.1 文献标识码：A
一、编制依据：
建筑工程施工质量验收统一标准GB50300—2001；
建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202—2002；
建筑施工安全检查表准JGJ59—99；
建筑基坑支护技术规范JGJ120-99；
建筑基坑工程技术规范YB9258-97；
木厂节制闸除险加固工程勘察报告；
木厂节制闸除险加固工程施工图纸；
二、工程概况
（一）工程概况
木厂节制闸采用开敞式水闸型式，共5孔，单孔净宽3.6m，总净宽18.0m，边墩厚1.0m，中墩厚1.1m，闸室总宽度（包括岸墙）为24.4m；水闸底槛高程为35.00m，检修平台顶高程39.20m。采用五孔一联的整体箱式基础，以便将上部荷载较均匀地传递至地基上，减少并适应不均匀沉降。根据上部结构启闭机桥和检修便桥的布置，并考虑闸室的稳定要求，闸室长度取12.0m。闸室主要部位均为C25钢筋混凝土结构。
闸室底板采用箱涵式整体结构，即闸室横向五孔一联，底板和墩墙顺水流向均不分缝，底板厚度0.8m。
闸墩采用钢筋混凝土实心结构，其长度与闸室底板等长，中墩厚度根据主门槽及启闭机台排架柱的布置要求确定为1.1m，中墩上、下游作成圆弧形墩头。边墩厚度1.0m，其长度与闸室底板等长。
(二)工程地质条件
闸址区揭露地层岩性可分为4层，分述如下：
（0）层人工填土（Q4al），灰褐、红黄色，干至稍湿，硬至可塑状态，以粘土为主，局部为砂壤土，土中含有小块石，局部位置含有大块石，沿闸方向，路面顶高程34.67m~38.95m，层底高程33.62m~35.93m，填土厚约3.5m左右。
（1）层粘土（Q3al），黄、黄褐色，湿，硬可塑至硬塑状态，含有铁锰结核，该层土具弱~中等膨胀性，膨胀力20kPa~55kPa。层底高程30.02m~32.70m，平均厚4.5m左右。
（2）层粘土混砂（Q4al），红、棕红色，湿，含砂量自上而下渐增，渐变为砂含粘土至砂，上部显硬塑状态，下部渐变为中密状态，层底高程28.02m~29.47m，層厚约2.0m左右。
（3）层细砂（Q3al），黄色，中密至密实状态，其颗粒组成为：砂粒95%，粉粒3.6%，粘粒0.7%，不均匀系数2.01，曲率系数0.82，属级配不良细砂。该砂层自上而下密实渐增，下部具有泥质或砂质弱胶结。该层未揭穿，最大揭露厚度5.25m。
三、基坑涌水量计算
根据地下水埋藏分布及补径排条件等特征，基础施工过程中，考虑采用深井降水。基坑开挖范围按35m×15m计算，渗透系数取0.68m/d，水位降深s为3.1米，涌水量计算按《建筑基坑支护技术规范》〔JGJ120-99〕计算，详见如下：
（一）基坑类型：
基坑属于均质含水层澘水非完整井基坑,且基坑远离边界。
（二）基坑简图：
（三）计算公式：
含水层厚度：H=r2(S+l)=11.36
r1=s/（s+l）=0.756
r2=-18.32 r14+38.12 r13-33.55 r12+13.66 r1+0.83=2.47
基坑等效：r0=（A/π）0.5
影响半径：R=2S(KH) 0.5
基坑涌水量：
Q=1.366K[(2H-S)S]/lg(1+R/r0)
上列式中：
l——滤水管长度为1.5m；
Q——基坑涌水量；
r0——为基坑等效半径（m），r0=12.74m；
a、b——分别为基坑长度及宽度（m）；
R——基坑降水影响半径（m），R=16.80m；
S——地下水降深（m），S=3.10m；
K——地下水渗透系数（m/d），k=0.68 m/d；
H——含水层厚度（m），H=11.36m。
（四）计算结果：
经计算，基坑工作面总涌水量达596.72m3/d。
四、井数确定
根据管井单井出水量取124.26m3/d，单排建井井数（考虑每角加2根）：
井数：n=1.1Q/q+8=5
间距：D=2×(a+b)/n-1=24.50m
五、降水井设计参数
降水井采用非完整井，降水井设计深度为11m，施工时应根据实际情况只需打井6米，以孔底到达基坑开挖最低设计高程以下0.5m即可，使基坑降水形状呈漏斗形。井过滤管长度为1.5m。滤管内径：500mm，滤管采用两层100目尼龙网包扎；填砾高度应低于最低设计基底高程下0.5m处。滤管底部进行封堵处理。降水井具体平面布置根据现场试验确定。
六、降水井施工工艺
降水井成孔采用冲孔机械成孔，但由于冲击成孔效率较低，先由人工先清理块石层障碍，再安排冲击钻机进场。
管井成孔工艺
场地平整→井位放线→人工清理块石障碍→复核桩位→开挖浆池、浆沟→护筒埋设→桩机就位、孔位校正→冲击造孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣→终孔验收→下滤水井管和填充砂砾。
七、降水井施工
（一）管井成孔
管井成孔采用人工清障与冲击机械配合已在上章描述过，本章不再赘述。
（二）管井制作
清孔后应立即将滤水管放入孔内，其四周填入砂砾，以防坍孔。
（1）井管
井管由滤水管、沉砂管和潜水泵三部分组成。井管沉放前应清孔，用空压机与潜水泵联合洗井。
滤水管：采用钢制外包两层100目尼龙网作井壁，管井内径500mm。
沉砂管：在降水的过程中，起极少量砂粒的沉淀作用，采用与滤水管同直径的钢管，下端用钢板封底。
（2）排水沟及集水井
离基坑2米处外围设置500*500排水沟，每10m设置一个的集水坑。
（三）钢井管、潜水泵下放与安装
将预先制作好的井管用汽车吊分段下放，分段焊接牢固，直下到井底。井管安放应力求垂直并位于井孔中间；管顶部比自然地面高出500mm左右。井管下入后，及时在井管与土壁间填充砂砾料，不得用装载机直接填料，应用铁锹下料，以防分层不均匀和冲击井管，填滤料要一次连续完成，从底填到井口下1m左右，上部采用不含砂石的粘土封口，高度不小于500mm。管周围填砂砾料后，安设水泵前应按规定先清洗滤井，冲除沉渣。采用压缩空气洗井法，当压缩空气通到井管下部时，井管中为气水混合物，密度小于1，而井管外为泥水混合物，密度大于1，这样管内外产生压力差作用下流进管内，于是井管内就变成气、水、土三相混合物，其密度随掺气量的增加而降低，三相混合物不断被带出井外，滤料中的泥土越来越少，直至清洗干净。洗井应在下完井管，填好滤料，在封口内8h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。
潜水泵在安装前，应以水泵和控制系统做一次全面细致的检查。安装时，用绳索吊入滤水层部位，上部与井管口固定。设置电动机座位应平稳，转向严禁逆转，防止转动轴解体。潜水电动机、电缆及接头应有可靠的绝缘，每台泵配置一个控制开关箱，主电源线路沿深井排水管路设置。安装完毕后进行试抽水，满足要求后转入正常工作。
八、抽水阶段降水情况监测：
1、观测井中水位达到一定深度以后方可进行土方开挖，在土方开挖的同时，继续进行降水，保证水位始终开挖土层以下。降水井抽水时，潜水泵的抽水间隔时间自短至长，降水井的每次抽水后，应立即停泵，对于出水量较大的井每天开泵抽水的次数相应要增多
2、降水运行过程中，现场实行24小时值班制，值班人员做好各井的水位观测工作，认真做好各项质量记录，做到准确齐全。对降水运行的记录，及时分析整理，绘制各种必要的图表，以合理指导降水工作，提高降水运行的效果，降水运行记录每天提交一份，对停抽的井及时测量水位，每天1～2次。
3、降水运行阶段要经常检查泵的工作状态，一旦发现不正常时及时调泵并修复。保证电源供给，如遇电网停电，须提前两个小时通知降水施工人员，以便及时采取措施，保证降水效果。
4、降水工作开始时，备用电源就必须进场，以防开挖时断电时间较长，地下水上升，影响施工。
九、填井
考虑到消力池地下为砂层底部地质条件不佳、地下水位较高，施工结束底板浇筑前用砂石料分层滤层填井，人工夯实，，起到滤层的作用。
结束语：
本篇文章通过阐述井点降水方案制定的相关理论，通过对相关参数的计算，制定降水方案，重点在于打井成孔，沉井完成后注意保护井口周边，以防砂基层坍塌，井管口须高出周边基坑高，确保砂基础坍塌堵塞井管，本方案在木厂闸消力池施工过程中效果明显，有效的控制了地下水位，方案实施较为顺利，本方案在降水成效上较为显著，适合在基坑周边地质条件良好、基坑开挖面积大、水位高、涌水量大的工程部位推行应用。