管井降水法在沙河渡槽工程中研究和应用.docVIP

管井降水法在沙河渡槽工程中研究和应用 　　摘要：通过对管井降水法进行分析，并根据工程实际地质情况进行现场降水效果试验，确定了满足工程要求的管井井型结构及管井布置方案，查明了工程区含水层的地层结构，获取工程区内地层渗透系数K，影响半径R值等；将管井降水法应用于沙河渡槽基坑降水，有效保证了降水效果，改善了土的性质；大大改善施工操作条件，提高了工效，加快了工程进度。 　　关键词：管井降水；井型结构；布置方案；降水效果 　　 　　 　　1、工程基本情况 　　沙河渡槽工程是南水北调中线规模最大、技术难度最复杂的控制性工程之一，是南水北调中线一期工程的重要组成部分。南水北调中线一期工程总干渠沙河南～黄河南段沙河渡槽段工程位于河南省鲁山县城东，箱基渡槽段总长3534m，设计桩号SH(3)4+504.1～SH(3)8+038.1，位于沙河左岸，穿越漫滩，I 级阶地、II 级阶地。 　　2???存在的问题 　　按设计要求，沙河渡槽主体工程建筑物的基础开挖应在旱地进行施工，保证地下水位在基础设计高程以下50cm。基础开挖设计基底标高112～117.512m(包括换填基础段)。通过前期在工程现场开挖探坑显示，施工区地下水位高程约115.266m。基坑开挖时需要进行降水，降水深度0～4m，以保证基础在干地环境施工。 　　3、井点降水法简述 　　井点降水法就是在基坑开挖前，沿开挖基坑的四周、或一侧、二侧埋设一定数量深于坑底的井点滤水管或管井，以总管连接或直接与抽水设备连接从中抽水，使地下水位降落到基坑设计底高程0.5m以下，以便在无水干燥的条件下开挖土方和进行基础施工。 　　井点降水方法的种类有：单层轻型井点、多层轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点等。 　　4、井点降水方案设计 　　根据地层透水层位置，厚度，土层的渗透系数，水的补给源，井点布置形式，要求降水深度以及施工技术水平等情况，作出技术经济和节能比较后确定，选用满足降水要求的方案。表4-1为各种井点适用的土层渗透系数和降水深度情况。 　　表4-1各种井点的适用范围 　　 　　 　　本工程透水层为砂卵石层，水层渗透系数达75m／d，同时开挖范围较大，降水持续时间较长，降水深度约为1.0～4.0m，现场集水井开挖施工，成孔困难；布置轻型井点降水井点管打设有难度(地层中有较大卵石)、加之轻型井点降水出水量小等原因，不适宜现有地质条件，为此拟采用管井井点法降水。 　　5、管井降水现场试验 　　①根据工程降水要求及现场条件，为取得合理的管井参数及布置方法，确保工程降水效果满足基础施工要求，在沙河渡槽桩号SH(3)6+604.1适当的位置进行了现场降水试验。②水井设计：井深15m。井径600 mm，混凝土无砂井管外径420mm，内径330 mm，过滤器采用混凝土无砂管；采用3～5mm砾石作滤料。井的布置：其中4眼井布置在正方形的4个角点，边距为15m；1眼布置在正方形中心。 　　试验井点平面布置示意图如下： 　　 　　 　　 　　图1降水试验点布置图 　　 　　图2 混凝土无砂管井构造 　　③成井工艺 　　抽水井及观测井采用反循环施工工艺，清水钻进成孔，孔径Ф600，一径到底，滤水管内径330mm，填砾厚度100-150mm。管井成井工艺流程为：测放井位―钻机就位―钻孔―清孔换浆―井管安装―填砾―洗井―置泵试抽水―正常抽水试验。 　　6、现场抽水试验 　　采用稳定流抽水试验与群孔干扰抽水试验。稳定流抽水试验：在1个主孔内抽水，1个观测孔观测地下水位。 　　群孔干扰抽水试验：在影响半径范围内，两个或两个以上管井中同时进行的抽水试验；通过干扰抽水试验确定水位下降与总涌水量的关系，预测一定降深下的出水量或一定定额出水量下的水位降深值，为确定合理的布井方案提供依据。 　　①第一阶段（稳定流抽水试验） 　　4#孔为抽水孔，1#孔作为观测孔先期用QS80-20-7.5水泵试抽，直接转入第一次降深动水位稳定后，第一次降深结束。立即进行恢复水位观测，与静止水位接近后，换用QS140-20-13水泵做S2、S3降深，为了验证在经多次抽水后地下水降深变化情况，又用QS140-20-13水泵作了二次降深值测试。 　　②第二阶段（群孔干扰抽水试验） 　　5#井为观测孔，1#、2#、3#、4#为抽水井，做一次降深测试。 　　7、研究结论 　　①根据稳定流抽水试验和，按照《水利水电工程钻孔抽水试验规程》（SL320－2005）中提供的公式进行计算： 　　 　　k――含水层渗透系数，m/d； 　　Q――管井涌水量，即抽水量，m3/d； 　　H――含水层的厚度，m； 　　S1――第一个观测井水位降深，m； 　　r1――观测井与抽水井的距离