某电厂汽车卸煤沟降水专业技术方案设计.docx

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某电厂汽车卸煤沟降水专业技术方案设计

某电厂汽车卸煤沟降水方案设计-农学论文

某电厂汽车卸煤沟降水方案设计张国明（新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司，新疆石河子832000）摘要：

通过对汽车卸煤沟基坑开挖过程中出现的排水情况，利用降水模型分析，抽水实验确定降水参数，最终设计降水方案以达到施工要求。

关键词：

管井降水；抽水实验；降水模型；布井方案1简况新建某热电厂位于玛纳斯河西岸，夹河子水库西约900m。

汽车卸煤沟基础为矩形，长178.00m，基础底面标高为±0.00以下-5.00～-13.50m。

根据施工设计方案，基础施工采用大开挖方案，基坑开挖临时边坡按1∶0.75放坡，基坑开挖外轮廓线以建筑物红线为基线外扩，基坑开挖外轮廓线3次放坡。

按照基坑降水相关规范要求，经过降水后的地下水水位应低于建筑物基础底面标高以下-1.5m，因此，本次降水施工的地下水水位必须保证在±0.00以下~15.00m。

1.1地质简况根据该电厂的岩土工程勘察报告显示，卸煤沟施工地段开挖深度的土质结构层分为5层，第1层为1号耕植土，厚度约0.4～0.5m，以粉土为主，含大量根系，疏松、潮湿。

第2层为2号粉土，埋深0.4～0.5m，场地内西北厚，东北薄，厚度0.5～5.6m，湿度饱和，无光泽，干强度，韧性低。

第3层为3－1号粉细砂，厚度不一，0.4～4.1m。

第4层为3号园砾，厚度3～11m，分布连续，级配较好，分选型差。

第5层为4号粉土，粉质粘土互层，互层为主，夹透镜体，厚度为0.9～8.2m，平均厚度为4.6m，分布较稳定，饱和，属中密状[1-4]。

1.2水文地质简况拟建电厂地处玛纳斯河山前冲洪积扇的扇缘潜水溢出带。

据钻孔资料表明，地层在200m以内，含水层均属于第四系孔隙含水系统，地下水类型为上部潜水、下部多层承压（自流）水。

由上述地层资料可以看出，工作区地层主要含水层为1.8～10m的卵砾石粗砂含水层和18～24m的砂砾石、粗砂含水层。

因此，上部1.8～10m的含水层为潜水（微承压水含水层）；10～18m的粉土夹细砂层为弱隔水层，该层厚度较大，在工程勘察中钻机打穿该层有地下水自流现象，为下伏承压含水层的隔水顶板，18～24m含水层为承压水层，下部24～30m为粉质粘土，较为稳定，为该承压含水层的底板。

2工程降水方案2.1降水模型分析根据场地地层及各含水层分布情况分析，潜水含水层富水性一般，埋藏浅，其补给水源主要为侧向补给量、水库渗漏补给量和河道渗漏补给量。

承压水含水层富水性属中等富水，其补给源主要为上游地下水侧向补给。

两层含水层之间由透水性较弱的粉土、粉质粘土层相隔，水力联系微弱，承压水含水层富水性好于上部潜水含水层。

由于汽车卸煤沟基坑挖深较大，为±0.00m以下-13.50m，基坑降水的关键是：

不但要切断汽车卸煤沟基坑周围潜水含水层的补给水源，还要截断层压含水层的补给源，将承压水水位降低，以达到把承压水顶板的粉土或粉质粘土层中的部分水疏干，因此，汽车卸煤沟基坑降水方案采用井点降水。

2.2降水设计基本参数的确定为取得降含水层渗透系数、影响半径等水文地质参数，设计了不同深度的降水实验孔，进行多孔及干扰抽水实验。

降水实验孔共布置4组，多孔抽水实验3组，干扰抽水实验1组，其中带3个观测孔的多孔实验2组，主孔孔号分别为SY1和SY2，相应的观测孔孔号分别为SY1-1、SY1-2、SY1-3、SY2-1、SY2-2、SY2-3，孔距分别为20m、15m、15m；带两眼观测孔的多孔实验1组，主孔孔号为SY3，观测孔孔号分别为SY3-1、SY3-2，孔距分别为10m、15m；干扰实验，主孔2眼，孔号分别为SY4、SY4acute。

，观测孔1眼，孔号为SY4-1，各孔孔距为10m。

实验井单井设计如下：

（1）孔径：

开孔直径采用750mm，一径到底；

（2）管径：

井管为377×6mm的钢卷管或螺旋管，一径到底；（3）井管底部设沉淀管，长度1～3m，底部用钢板焊死；（4）根据钻孔取样鉴别结果与电测井结果相互对照排列滤水管，滤水管长度10～20m；（5）滤水管与井管同径，采用圆孔垫筋缠丝方式，每根滤水管垫筋（φ6mm）20～21根，缠丝间距1.0～1.5mm，孔隙率30%；（6）管外填砾规格2～5mm。

观测孔结构设计如下：

（1）孔径：

开孔直径采用350mm，并一径到底；

（2）管径：

井管直径为146mm，并一径到底；（3）根据钻孔取样鉴别结果排列滤水管，滤水管长度与深度与抽水孔滤水管长度和深度基本一致；（4）管外填砾规格2～5mm。

抽水实验井SY1水泵选用流量50m3/h，SY2水泵选用流量80m3/h，SY3、SY4水泵选用流量18m3/h，SY4acute。

水泵选用流量25m3/h。

各抽水实验进行1个落程，稳定延续8h，均按非稳定流抽水观测要求进行，抽水实验时，动水位观测时间间隔为0.5、0.5、1、1、2、2、3、5、5、5、5、10、10、10、10、15、15、15、20、30、30min……。

气温、水温、出水量每隔2～4h观测一次，达到水位稳定实验要求可停止抽水，停抽后连续观测恢复水位，其观测时间间隔抽水观测时间间隔相同，直至水位完全恢复。

计算水文地质参数所利用的主要公式为：

（1）潜水完整井稳定流多孔求参公式：

1～6式中，H：

潜水含水层厚度（m）；K：

渗透系数（m/d）；Q：

抽水井涌水量（m3/d）；Sw：

抽水实验井的降深（m）；S1、S2：

观测孔水位降深（m）；r1、r2：

抽水孔至观测孔的距离（m）；M：

承压含水层厚度（m）；R：

抽水井的影响半径（m）；rω：

抽水井的井半径（m）。

根据上述公式和实验观测记录数据计算结果见表1、表2、表3。

不同计算公式计算结果汇总见表4。

由于汽车卸煤沟基础最大埋深为-13.50m，部分基坑深度为-5.00m，为截断汽车卸煤沟基坑外围的地下水补给水源，必须在整个基坑周围形成一个完整的降水漏斗，从而达到降低地下水水位的目的。

根据卸煤沟的基础埋置深度不同，在基础埋深较大的部位中部和西部布置潜水-承压水降水井（32眼），深度为27.00～30.00m；在卸煤沟东头基础埋深较小部位布置少量的潜水完整井降水井（4眼），深度为15.00m。

根据抽水实验结果，潜水完整井单井流量12m3/h，渗透系数（k）24.66m/d，影响半径（R）27.92m；潜水-承压水完整井单井流量60～90m3/h，渗透系数（k）13～40m/d，影响半径（R）60～140m。

2.3降水单井设计潜水-承压水降水井依据承压水含水层底板埋深确定井深，设计井深27～30m，井深应穿透层压含水层，进入承压含水层底板的粉土、粉质粘土层2～3m，水泵泵头放置在承压含水层以下2～3m，确保井内水位降深达到-15.00m。

潜水完整井降水井依据潜水含水层底板埋深确定井深，设计井深13～15m。

井深应穿透潜水含水层，进入含水层下部的粉土层2～3m，水泵泵头放置在含水层底板以下2～3m，其原则是不能进入承压水含水层。

开孔及终孔直径不小于600mm，一径到底。

井管为直径325×5mm的钢卷管或螺旋钢管。

花管放置在含水层部位，采用缠丝过滤器，丝距1.0～1.5mm，空隙率23%～25%。

潜水含水层中的滤水管长度6～8m，承压水含水层中的滤水管长度6～10m，滤水管总长度为12～18m，可根据含水层实际厚度适当调整滤水管长度。

滤水管下部设置与井管同径的沉淀管，其长度为2～3m。

洗井时间不少于2个台班。

潜水-承压水降水井水泵配泵型号为200QJ80-40，滤料规格为4～6mm的河床砂，每眼井数量不少于10m3。

潜水完整井水泵，水泵配泵型号为QY25-17-2.2，滤料规格为4～6mm的河床砂，每眼井数量不少于5m3。

洗井时间不少于2个台班。

2.4降水井设计结果降水井围绕汽车卸煤沟基坑四周布设。

第一排降水井之间的井距为15.7～19.4m，在卸煤沟基础西部紧贴基坑边布置，井距为15.7m，在卸煤沟基础东部降水井距基础外边线3.00～8.00m，井距为19.4m。

第二排降水井之间的井距为30.0m，降水井距卸煤沟西部基础外边线15.75m（见降水井点布置图1）。

潜水-承压水降水井32眼，井深27～30m；潜水完整井降水井4眼，井深5.0～131.0m；共需布置36眼降水井，排水量约3600m3/h。

3结论实际施工过程中，随着基坑的逐渐开挖基坑外围的降水井正常工作时，基坑侧壁还会出现渗水现象。

经分析该现象是由于粉土透水性差，粉土中的重力水降水过程较慢，针对这种情况下进行了补充设计，在基坑的4个角点各设计一个集水井，深1~2m；沿基坑四周设计排水沟4条，排水沟及集水井距基坑边坡坡角及建筑物基础边缘0．3～0.4m，排水沟深约0．5m，宽约0．3m，采用潜水泵进行抽水。

基坑开挖至设计标高进行基础施工前，按补充设计进行明排系统的施工，并投入使用，在基础施工（地下结构工程及回填）过程中，降水效果理想，达到了降水设计及基础施工的要求。

参考文献[1]JGJl20-1999建筑基坑支护技术规程[S]．[2]JGJ／T111-1998建筑与市政降水工程技术规范[S]．[3]DBll／489-2007建筑基坑支护技术规程[S]．[4]地质矿产部水文地质工程地质技术方法研究队．水文地质手册[M]．北京：

地质出版社，1978：

341-376．