1/7“深井管井+疏導井”的深基坑降水工法前言曹妃甸島地貌屬濱海堆積地貌，潮灘發育，經吹砂造地后，地形較平坦，平均絕對標高3.3m。首鋼搬遷工程的施工場地吹填工作基本是近一、兩年內完成的，目前地下水位很高，地面下即可見地下水，局部地區積存大量地表水，且環島周圍即為渤海灣，地下水補給水源充足。首鋼工程有很多深基坑工程。豐富的地下水對深基坑施工產生了巨大的不利影響，降水工程的成功與否直接影響了后續工程的施工。如何找到一種經濟、有效的適合吹填砂場地的降水方法，尤為重要。由中建二局二公司承建的原水處理工程，在深基坑施工中采用“深井管井+疏導井”的降水施工方案，取得了良好的降水效果且大幅降低了費用成本。特點降水方法科學、經濟，“深井管井+疏導井”方法在滿足降水需求的前提下，大大降低了降水費用。解決了復雜地質結構中層間滯水影響降水的技術難題。在多家施工單位實踐的基礎上，自主創新，研究制定的新工法，具有廣闊的應用、推廣前景。適用范圍本工法最為適合曹妃甸島或類似的吹填砂場地。疏導井的應用，解決了地質結構層中滯水層影響降水的技術難題，是一項可以普遍推廣使用的技術。工藝原理“深井管井+疏導井”的降水方法關鍵是疏導井的應用，而疏導井的作用原理就是“打穿滯水層，讓滯水層不再滯水”。曹妃甸島土質主要為粉砂層，因地下水量大，適合選用深井管井降水，但因吹填層下即為原始老海底，覆蓋有一層300~2000厚的淤泥質粉質粘土，屬不透水層，將降水井附近的地下水降落曲線截斷，使管井降水難以形成整體的降水漏斗，管井的降水輻射半徑大大降低，嚴重影響降水效果。而過多的增加管井，又無形中增加了大量的工程成本。采用一定數量的較淺無砂管井做疏導井，穿透滯水層，將滯水層上滯留的地下水疏導入下層沙土層中，再用適量的深井管井將地下水排出。疏導井加密了降水管井間的間距，與管井一道形成了有效的水流隔斷帷幕，解決了降水管井間距大截不住地下水水平滲透水流的問題。淺井靠水的自滲性疏導水流，因深度淺，并且不用布設水泵電線等設施，所需費用遠遠低于深井降水管井。這樣既達到了降水目的，又節約了大量成本，降水方法既科學又經濟。工藝流程操作要點疏導井即為淺埋深的管井，工藝流程同深井管井，但不需布設水泵。管井、疏排井布置方案確定管井、疏排井布置方案確定井點測量定位井點測量定位鉆孔機就位、鉆井鉆孔機就位、鉆井疏導井施工流程疏導井施工流程吊放無砂井管吊放無砂井管深井管井施工流程深井管井施工流程回填砂礫過濾層回填砂礫過濾層洗井洗井安裝水泵及控制電路安裝水泵及控制電路降水降水降水完畢封井降水完畢封井材料所需的主要材料為：井管井管采用無砂混凝土透水管，內徑須大于水泵直徑，并有一定操作間隙，以確保外徑為232mm的水浸式工程潛水泵檢修運行不卡泵。一般工廠化制管機生產的井管，定型管徑為30cm，壁厚為3cm，滿足要求。濾布采用雙層100目玻璃絲布作濾布，防止被保護土層中的砂質土顆粒經地下滲流液化流失，從而避免地基擾動破壞。濾料采用潔凈級配良好的中粗砂，井管四周濾料必須均勻以確保出水通暢。機具設備成井機采用反循環回轉鉆井機。曹妃甸島地下水質為海水，腐蝕性強，采用油浸式潛水電泵性能較好，型號根據水量計算確認。勞動組織及安全施工中執行《建筑機械使用安全技術規程JGJ33—2001》、《施工現場臨時用電安全技術規范JGJ46—2005》。質量要求要確保成孔的垂直度，成孔鉆機底座穩固，開鉆時，精確檢查鉆桿的垂直度，這樣成孔垂直度好，安裝的井管和成孔同心，成孔過程中要防止孔壁坍塌。效益分析采用“深井管井+疏導井”降水方法，在滿足降水要求的情況下，減少了管井的數量，減少了設備、材料的投入。按曹妃甸目前市場行情，每少打一米的降水井，節約費用90元，打一口疏導井比打一口降水管井可節約成本900~1300元。首鋼新址占地1800萬平方米，有數百萬平米的基坑降水工程，按每平米節約20元降水費用計，可節約上億元費用，社會效益巨大。應用實例目前已有幾十家大型施工企業進駐曹妃甸島施工，在此選用四家較具有代表性的深基坑降水方法，比對降水成本和降水效果。案例一：我單位承建的首鋼京唐鋼鐵聯合有限公司原水處理工程位于曹妃甸首鋼工業區經三路與經四路之間。場地地質情況為：吹填沙場地，面層為粉砂，透水性高；吹填層下為原始老海底，土質為淤泥質粉土和粉土，厚度約為0.9m~2m，屬不透水層，老海底土層下為砂土層，透水性高。其中供水泵站水池最大基礎埋深-8.0m，水池尺寸72*45m，地堪數據見下表：土層土質土質成分厚度透水性第eq\o\ac(○,1)層吹填沙（Qml）以粉砂、細砂為主0m~-3.5m高第eq\o\ac(○,2)層粉質粘土（Q4m）局部淤泥質粉質粘土-3.5m~-4.4m不透水第eq\o\ac(○,4)層細砂（Q4m）細砂-4.4m~-18.4m高第eq\o\ac(○,5)2層粉質粘土（Q4m）層間夾粘土、粉砂夾層-18.4m以下低經過計算，設計深井管井間距16m，井深19m，沿基坑周邊布置，共布置18口降水井；疏導井8m深，在每兩口深井管井中間設一口、基坑中部均勻布設6口，共布設26口疏導井，疏導井兼做觀察井。潛水泵選用18臺QY8.4-40-2油浸式潛水電泵，疏導井中不設水泵。降水井平面布置示意圖見下圖：降水計算簡圖見下圖：降水5天后開始基坑開挖，基槽土干燥，降水效果良好，平均每平米降水費用約17.3元（不含電費）。基槽情況見下圖：案例二：某甲公司施工的電纜隧道工程，基槽寬16m，基礎開挖深度-8.4m，開挖后在-3.0m處遇滯水層。降水方案采用單排降水井，管井間距8m，井深20m，平均每平米基槽費用約16.8元（不含電費）。施工過程中遇大雨，因無降水井一側邊坡的滯水層滯水涌出，沖刷邊坡，基坑積水，難以進行施工。基槽情況見下圖：案例三：某乙公司施工的綜合管網工程，基槽寬12m，基礎開挖深度-8.0m，降水方案采用在基槽兩側布設雙排降水井，管井間距12m，井深20m，平均每平米降水費用約29.9元（不含電費），基槽-2.0m處有滯水層，有少量滯水，降水效果不理想，勉強可以滿足施工需要，但遇大雨天氣風險大。基槽情況見下圖：案例四：某丙公司施工的大型水池工程，基坑尺寸為296m×191m，基槽深度6.15m，基坑周邊布置環狀井點深井管井，井距7.6m，中部布設一排深井管井，井距4.8m，共布設深井管井190口，管井深度為18m。平均每平米基槽費用約6.7元（不含電費）。降水20天后，基坑開挖時發現，基槽中間區域-3.5m滯水層處滯水嚴重，因土方要求分層開挖，施工機械無法在上面施工，降水方案失敗。只得增加降水費用，重新采取降水措施。基槽情況見下圖：總結：通過列表對以上四個案例比較：單位名稱地質情況降水方法降水費用（元/m2）降水效果我公司-3.5m遇