论文部分内容阅读
摘要： 在水利工程施工中，为了保持干场作业，必须进行施工降排水。本文介绍了南水北调输水箱涵工程中对于施工降排水的设计与施工。
关键词：南水北调 降排水 设计与施工
【中圖分类号】tv551.41
本工程为南水北调天津干线天津市1段工程，位于天津市武清区，天津干线全长155.352km，始于河北霸州与天津武清区分界处，终点位于天津市武清道以南澳森物流公司东侧，主体结构为3孔4.4m×4.4m钢筋混凝土输水箱涵，用以解决北方日趋严重的缺水问题。
我公司承建南水北调天津干线天津市1段工程TJ5-1标段，全场4.399km，工期为2009年9月15日开工，2011年3月14日完工。建基面深10m左右。由于本工程工期短，建设任务重，为了保证干场作业，施工降水显得尤为重要，施工排水效果如何直接关系到后续土方开挖的进展速度及后期工程施工的进展情况。
本工程区地下水为第四系孔隙潜水，主要赋存于第四系全新统粘性土地层中，地下水埋深1.2～2.0m，高程在2.5m左右，并随季节上下浮动，基坑开挖标准断面为复式对称梯形断面，基坑底宽18.2m，基底高程-4.57m至-4.79m，马道以下边坡1：1.5，马道宽2m，马道至建基面深5m。马道以上边坡1：1.5，基坑上开口宽度48.9～52.2m。施工开挖断面见下图所示：
结合本工程土层复杂的地质条件将大口井布置在距离基坑中心线12m处，间距12m，井深16m，上井口最终设在距坡脚2.9m的位置，大口井在表层土方开挖完成后的高程上钻设，用回转钻机成井。大口井的结构选用无砂砼管井壁，设计井管内径Ф300mm，井管底部外壁包一层200g/m2土工布，其外井身填级配滤料。每个井内配置一台2寸潜水泵抽取井内渗水，潜水泵出水用Ф50胶管放在边坡上就近将渗水经进水口排放到基坑外侧的排水沟内，连续保持井内的低水位，直到输水箱涵及各建筑物混凝土浇筑完成，外侧土方填筑到一定高程后停止抽水，撤泵填井。
另外，根据现场实际情况，在开挖基槽两侧设0.5m×0.5m的排水沟，每隔30m设一集水井使地下水流汇集于集水井内，再用水泵将地下水排出基坑外的排水沟内。
施工排水示意图
大口井复核计算
在进行涌水量计算时，参照均质含水层潜水非完整井基坑涌水量计算公式进行计算。
公式：
式中
Q：涌水量 m3/d
r：为井半径 取0.15m
k：无压透水层的渗透系数 m/d
R：抽水影响半径 m
S：水位降低值 m
X0：基坑假想半径 m
A：管井包围基坑面积 m2
H0：含水层厚度 m
大口井降水示意图
1） 地下水位降落计算深度S的确定：
S=5+0.5=5.5m
2） 井深确定
井的埋设深度一般按经验公式H=h1+△h+iL+I+△H选定。式中
h1为井口到基坑底的距离 h1=6m
△h为基槽中心处地下水位到基坑底的安全距离一般选△h=0.5m。
i为基坑内地下水位线降落坡度 一般选i=1/10
L为基坑中心到井中心的距离 L＝12m
I为井身计算透水长度 一般选I＝3.0m
△H为安全保证值 △H=2m.
（主要考虑到透水层存在不均匀性，以及井内必然会产生淤积等因素，留有一定的淤积安全深度是必要的，因而加长了井深）
H=h1+△h+iL+I+△H＝12.7m
3） 含水层厚度H0的确定：
H0=1.8（S'+l）=33.7m
4） 抽水影响半径的确定：
据合同文件提供施工区含水层主要为壤土层，局部为砂壤土层，选择最大渗透系数进行计算：渗透系数为8.76×10-5cm/s=0.076m/d。
抽水半径计算公式：
R=1.95s
其中：
κ为渗透系数，取0.076m/d；
S为基坑水位降深，取5.5m；
H0为含水层厚度，取33.7m；
经计算，抽水影响半径为17.2m。
5）基坑假想半径X0的确定：
基坑按照四口井形成的小基坑验算（为现场最不利条件），尺寸12×24m。大口井间距12m，两排井轴线距离24m。
=9.58m
6）涌水量计算：
=138.6m3/d
7）单井涌水量计算：
q=65лdl（K）
式中： q为单井出水量（m3/d）
d为滤管直径 （m）
l为滤管长度 （m）
则：q=65×3.14×0.3×3×（0.076） =76.42 m3/d
8）大口井数量计算：
n=1.1×Q/q≈2.0个
考虑到大口井影响半径及相互交叉影响的实际情况，上述验算基坑设置的大口井可以满足降水要求。为此，大口井间距设置12m，内径300mm，深16m，可以满足合同文件显示地层条件的施工降水要求。
结语
由于地质条件复杂多变，施工降水采取的方法也各不相同。我们应该根据具体的地质条件进行具体分析，力求把施工降水方案做到最佳。
参考文献
[1] 江正荣·建筑施工计算手册·北京，中国建筑工业出版社出版·2001年7月
关键词：南水北调 降排水 设计与施工
【中圖分类号】tv551.41
本工程为南水北调天津干线天津市1段工程，位于天津市武清区，天津干线全长155.352km，始于河北霸州与天津武清区分界处，终点位于天津市武清道以南澳森物流公司东侧，主体结构为3孔4.4m×4.4m钢筋混凝土输水箱涵，用以解决北方日趋严重的缺水问题。
我公司承建南水北调天津干线天津市1段工程TJ5-1标段，全场4.399km，工期为2009年9月15日开工，2011年3月14日完工。建基面深10m左右。由于本工程工期短，建设任务重，为了保证干场作业，施工降水显得尤为重要，施工排水效果如何直接关系到后续土方开挖的进展速度及后期工程施工的进展情况。
本工程区地下水为第四系孔隙潜水，主要赋存于第四系全新统粘性土地层中，地下水埋深1.2～2.0m，高程在2.5m左右，并随季节上下浮动，基坑开挖标准断面为复式对称梯形断面，基坑底宽18.2m，基底高程-4.57m至-4.79m，马道以下边坡1：1.5，马道宽2m，马道至建基面深5m。马道以上边坡1：1.5，基坑上开口宽度48.9～52.2m。施工开挖断面见下图所示：
结合本工程土层复杂的地质条件将大口井布置在距离基坑中心线12m处，间距12m，井深16m，上井口最终设在距坡脚2.9m的位置，大口井在表层土方开挖完成后的高程上钻设，用回转钻机成井。大口井的结构选用无砂砼管井壁，设计井管内径Ф300mm，井管底部外壁包一层200g/m2土工布，其外井身填级配滤料。每个井内配置一台2寸潜水泵抽取井内渗水，潜水泵出水用Ф50胶管放在边坡上就近将渗水经进水口排放到基坑外侧的排水沟内，连续保持井内的低水位，直到输水箱涵及各建筑物混凝土浇筑完成，外侧土方填筑到一定高程后停止抽水，撤泵填井。
另外，根据现场实际情况，在开挖基槽两侧设0.5m×0.5m的排水沟，每隔30m设一集水井使地下水流汇集于集水井内，再用水泵将地下水排出基坑外的排水沟内。
施工排水示意图
大口井复核计算
在进行涌水量计算时，参照均质含水层潜水非完整井基坑涌水量计算公式进行计算。
公式：
式中
Q：涌水量 m3/d
r：为井半径 取0.15m
k：无压透水层的渗透系数 m/d
R：抽水影响半径 m
S：水位降低值 m
X0：基坑假想半径 m
A：管井包围基坑面积 m2
H0：含水层厚度 m
大口井降水示意图
1） 地下水位降落计算深度S的确定：
S=5+0.5=5.5m
2） 井深确定
井的埋设深度一般按经验公式H=h1+△h+iL+I+△H选定。式中
h1为井口到基坑底的距离 h1=6m
△h为基槽中心处地下水位到基坑底的安全距离一般选△h=0.5m。
i为基坑内地下水位线降落坡度 一般选i=1/10
L为基坑中心到井中心的距离 L＝12m
I为井身计算透水长度 一般选I＝3.0m
△H为安全保证值 △H=2m.
（主要考虑到透水层存在不均匀性，以及井内必然会产生淤积等因素，留有一定的淤积安全深度是必要的，因而加长了井深）
H=h1+△h+iL+I+△H＝12.7m
3） 含水层厚度H0的确定：
H0=1.8（S'+l）=33.7m
4） 抽水影响半径的确定：
据合同文件提供施工区含水层主要为壤土层，局部为砂壤土层，选择最大渗透系数进行计算：渗透系数为8.76×10-5cm/s=0.076m/d。
抽水半径计算公式：
R=1.95s
其中：
κ为渗透系数，取0.076m/d；
S为基坑水位降深，取5.5m；
H0为含水层厚度，取33.7m；
经计算，抽水影响半径为17.2m。
5）基坑假想半径X0的确定：
基坑按照四口井形成的小基坑验算（为现场最不利条件），尺寸12×24m。大口井间距12m，两排井轴线距离24m。
=9.58m
6）涌水量计算：
=138.6m3/d
7）单井涌水量计算：
q=65лdl（K）
式中： q为单井出水量（m3/d）
d为滤管直径 （m）
l为滤管长度 （m）
则：q=65×3.14×0.3×3×（0.076） =76.42 m3/d
8）大口井数量计算：
n=1.1×Q/q≈2.0个
考虑到大口井影响半径及相互交叉影响的实际情况，上述验算基坑设置的大口井可以满足降水要求。为此，大口井间距设置12m，内径300mm，深16m，可以满足合同文件显示地层条件的施工降水要求。
结语
由于地质条件复杂多变，施工降水采取的方法也各不相同。我们应该根据具体的地质条件进行具体分析，力求把施工降水方案做到最佳。
参考文献
[1] 江正荣·建筑施工计算手册·北京，中国建筑工业出版社出版·2001年7月