深井降水在怀宁县联合泵站工程中应用探讨

深井降水在怀宁县联合泵站工程中应用探讨

方精明

安徽省怀宁县水利局机电排灌管理站安徽怀宁246121

摘要：本文介绍了泵站工程基坑深井井管降水设计和施工。

关键词：深井；承压水；非完整井

怀宁县联合泵站更新改造工程是我县积极争取的国家大型泵站更新改造项目，旨在解决皖水片三个万亩大圩（小市镇四联圩、黄龙镇杨联圩和平山镇胜天圩）的三座骨干泵站（四联圩的四联一站，杨联圩的杨联一站，胜天圩的胜天一站）存在的原泵站年久失修、工程及机电设备老化严重、排涝标准不足等现实问题.下面就联合泵站工程建设中的胜天一站基坑降水的实例谈谈基坑深井井管降水设计和施工。

1工程概述

胜天一站位于怀宁县平山镇鸣凤村境内，皖水右岸，设计工程等级为Ⅳ，泵房、进水闸、穿堤涵及防洪闸等主要建筑物为4级，抽排流量为7.61m3/s，泵站站身为堤后式，选用4台800ZLB-70型立式常规轴流泵，转轮直径700mm，配套异步电机功率160kw，总装机容量640kw。叶轮中心淹没深度1.2m。泵站采用开敞式进水流道，正向进出水。

2泵站地基地质资料

胜天一站位于怀宁县平山镇鸣凤村境内，皖水右岸，地貌单元为河流冲积圩畈区，右岸堤顶高程22.74～24.02m，堤顶宽度3.0～5.3m，圩内地面高程在15.67～16.52m左右。胜天一站第四系孔隙水主要赋存于砂壤土、中细砂和砂砾石层（alQ4）中。场地区地下水类型为第四系类孔隙水和基岩裂隙水，其中基岩裂隙水水量较小，对本工程影响不大。地下水主要受大气降水和河水补给，以地表蒸发和向低洼处排泄为主要排泄方式。具体地层为：

（1）人工填土层（Qs）

该层主要分布于堤身、泵房以及进水池基坑开挖，填土成份主要为黄褐～黄色砂壤土，局部为粉质粘（壤）土，土体呈松散状态，野外标准贯入击数2.7～7.0击，该层土体层顶分布高程23.62m（坝顶），层底分布高程13.11～16.02m，厚度3.50～7.60m。

（2）砂壤土层（alQ4）

该层广泛分布于表层，局部为细砂，夹层状壤土，土体呈灰色，松散状态，野外标准贯入击数6.9击左右，该层土体层顶分布高程15.96～16.02m，层底分布高程13.52～13.96m，层厚2.00～2.50m。

（3）中细砂层（alQ4）

该层广泛分布于中部，土体为灰色～浅灰色中细砂，夹层状壤土，下部夹有砾石，松散～中密状态，野外标准贯入击数7.0～19.8击，该层土体层顶分布高程13.52～13.96m，层底分布高程-2.54～1.82m，层厚11.70～16.50m。

（4）砂岩（K2h)

该层广泛分布于底部，强风化状态，该层层顶分布高程-2.54～1.82m。

胜天一站站址场地地层主要由人工填土层（Qs）、第四系全新统（alQ4）冲积层和白垩系海形地组砂岩（K2h)组成。第四系全新统（alQ4）冲积层由砂壤土（Ⅱ）、中细砂（Ⅲ）、砂（粉）质粘土（Ⅳ）和砂砾石（Ⅴ）组成土层分布基本均匀，层位基本稳定。人工填土（Ⅰ）填土成份主要为黄色砂壤土，松散状态，局部为粉质粘（壤）土，可塑状态；砂壤土（Ⅱ）一般呈松散状态，中细砂（Ⅲ）一般呈松散～中密状态，砂（粉）质粘土（Ⅳ）一般呈软塑～可塑状态，砂砾石（Ⅴ）一般呈中密状态；砂岩（Ⅵ）表层一般呈强风化状态。

根据室内土工试验成果及野外标准贯入试验成果，结合邻近地区类似工程经验，推荐各土层地基承载力特征值如下：

人工填土层（Ⅰ）地基承载力特征值fak=100KPa；砂壤土层（Ⅱ）地基承载力特征值fak=100KPa；中细砂（Ⅲ）地基承载力特征值fak=110KPa；砂（粉）质粘土（Ⅳ）地基承载力特征值fak=80～110KPa；砂砾石（Ⅴ）地基承载力特征值fak=180KPa；全风化砂岩（Ⅵ）地基承载力特征值fak=300KPa。胜天一站泵房建基面高程10.70m，涵箱和防洪闸建基面高程12.85m，站前节制闸建基面高程11.40m，建基面土质均为中细砂，土体一般呈松散～稍密状态，地基承载力特征值110KPa，具有中等压缩性，建基面下部该层厚度较大，可采用天然地基，地基承载力满足要求，但中细砂具有中等透水性，存在渗透变形问题，施工过程中对于开挖较深的基坑需进行降水处理，施工场地需考虑必要的排水措施。

3深井井管群设计与实施

3.1胜天一站基坑降水方案选择

胜天一站泵室底板建基面高程为10.7m，底板前趾建基面高程为10.20m，前池反滤层底基面高程10.4m，均座落于中细砂地层上，须采用人工降水措施，以保证前池及泵室基坑边坡砂层稳定。由于基坑砂层出露范围大，地下水降深大，含水层厚度和渗透系数均较大，故不宜采用轻型井点，而应选用深井群作为降水措施。在进行基坑降水计算时，考虑到站前进水渠的补给，应适当增加降水井的数量。

3.2深井降水方案设计

a、基坑等效降水半径ro

3.3深井降水方案实施

3.3.1井管结构

根据单井出水量计算及地质分布情况，确定井底高程为－1.0m，井口高程为15.0m，井深16.0m。－1.0m～0.0m高程为钢筋砼有底沉淀管段，0.0m～14.5m高程为无砂砼滤水管段，14.5m高程至地面为普通砼盲管。盲管采用内径为0.3m，外径为0.4m的C20普通钢筋砼管。透水过滤管采用水泥无砂砼管，井管接头均须用0.3m宽无纺土工布包扎严密，透水管外包二层80目尼龙丝网布，透水管外壁至井管孔土壁之间环形空间填充洗净的中粗砂，径向厚度0.2m，顶部不透水管外用粘土球捣实至地面。埋设井管的造孔直径为0.9m，采用钢套筒护壁清水钻进。

3.3.2深井抽水泵配置

每口井内配扬程20m、流量20m3/h潜水泵1台，另降水基坑按深井数的50%配备用泵。

3.3.3降水水位观测系统

为了监测群井运行过程中的降水效果，以便随时调整井群运行工况和控制数据，保证降水正常运行及施工期对已有建筑物可能造成的危害，须设置降水观测系统。本工程共需布置4根临时测压管，观测地下水位变化。根据测压管水位控制深井的运行，并尽量实行自控运行。

4深井封堵

胜天一站泵室及穿堤涵等主体工程于2018年3月底完成，施工单位撤出所有井中的抽水设备，并对深井进行分层封堵。砂层内封堵材料采用反滤料回填，砂层以上段采用粘性土料回填，回填中逐层填实。

参考文献：

[1]2016年11月安庆市磐石岩土有限公司《怀宁县联合泵站更新改造工程地质勘察报告》

[2]2017、4安庆市水利水电规划设计院《怀宁县联合泵站更新改造工程初步设计》