李子川
(山西首钢国际工程技术有限公司，山西长治 046031)
长治瑞达焦化工程降水施工方案设计
李子川
(山西首钢国际工程技术有限公司，山西长治 046031)
通过对长治瑞达焦化工程现场的勘察，选取了管井降水的方法，并从管井间距、井深、地面排水系统等方面，阐述了降水方案的施工方法，为后期基础工程的施工奠定了基础。
基坑，降水方案，地下水，管井
1 工程概况
工程名称:长治市瑞达有限公司200万吨焦化项目一期工程2号焦台等基础降水设计;建设地点:山西省长治市首钢长治钢铁有限公司新区;建设单位:首钢长治钢铁有限公司;工程概况:拟建建筑物基础埋深约为9.5 m～1.6 m。地下水位埋深约为1.0 m。
2 编制依据
2.1 设计图纸
北京首钢国际工程技术有限公司提供的设计图纸。
2.2 工程勘察报告
中国有色金属工业西安勘察设计研究院2014年4月提供的《长治市瑞达焦化有限公司200万吨焦化项目一期工程岩土工程勘察报告》。
2.3 主要规程、规范、标准
国家相关基坑支护、降水工程技术规范等规程、规范和标准。建筑法、消防法及环境管理体系等法规、规定。
2.4 场地周边情况
现场调查发现，场地内存在排水明渠，有水段自预粉碎机室西侧处西南—北东向流入场地内，在风机房东侧改道向东流出场地，另外有若干段无水明渠，渠道宽约3 m，深约2 m～3 m。整个场地较为平坦，南北最大高差约为1.5 m。
2.5 地形地物
施工场地位于首钢长治钢铁有限公司新区东部，西临该公司9号高炉，地形较平坦，地面标高约在893.00 m～897.50 m之间。
地貌单元属长治盆地，浊漳河Ⅰ级阶地。
2.6 地层岩性
①1层杂填土:以煤灰渣、砖块、碎石为主，含少量粘性土，成分杂乱不均;层厚0.40 m～3.30 m。
①2层素填土:主要由粘性土组成，含少量煤屑、砖屑，土质不均匀;层厚0.40 m～2.10 m。
①3层耕土:褐色，由粘性土组成，含较多植物根系，土质松散不均匀;层厚0.30 m～0.50 m。
②层粉质粘土:褐黄色～黄褐色，具虫孔，含少量蜗牛壳，钙质结核，层间夹粉细砂透镜体，软塑状态为主;层厚1.70 m～7.00 m。
②1层粉细砂:褐黄色，石英质～长石质，颗粒较均匀，级配不良，饱和，稍密状态，局部混较多圆砾;层厚0.40 m～2.90 m。
③层粉质粘土:浅灰色～褐黄色，具有氧化铁条纹及斑点，少量钙质结核，该层底部局部夹粉土薄层，可塑状态为主，局部地段层间钙质结核富集，厚度约200 mm;层厚2.20 m～10.80 m。
④层粉细砂:灰黄色，以石英、长石为主，颗粒均匀，级配不良，饱和，中密状态;层厚0.40 m～6.00 m。
⑤层粉质粘土:褐黄色～褐红色，含氧化铁条纹，贝壳碎片，零星钙质结核，硬塑状态，局部夹粉土薄层或透镜体。层厚6.40 m～23.80 m。
⑤1层中砂:褐黄色，以石英、长石为主，颗粒较均匀，级配不良，饱和，密实状态;层厚0.50 m～2.10 m。
⑥层粉质粘土:灰黄色～褐黄色，含铁锰质，贝壳碎片，土质较均匀，硬塑状态为主;层厚5.60 m～10.80 m。
⑥1层中砂:褐黄色，以石英、长石为主，颗粒较均匀，级配不良，饱和，密实状态;层厚0.50 m～1.80 m。
⑦层粉质粘土:灰褐色～黄褐色，含铁锰质，零星钙质结核，硬塑状态为主;层厚6.90 m～11.30 m。
⑧层粉质粘土:黄褐色～灰绿色，含氧化铁，零星贝壳碎片、钙质结核，土质较均匀，硬塑状态为主;该层为穿透，最大揭露厚度17.70 m。
2.7 地下水
现场调查发现，场地内存在排水明渠，有水段自预粉碎机室西侧处西南—北东向流入场地内，在风机房东侧改道向东流出场地，另外有若干段无水明渠，渠道宽约3 m，深约2 m～3 m。
距拟建场地约3 km外有漳泽水库，水头高约10 m，是本场地地下水主要补给来源。
勘察期间，全部勘探点均见到了地下水，量测的稳定水位深度为0.90 m～2.80 m，相应的高程为892.11 m～894.85 m，属潜水类型。
据有关文献资料，地下水位年变化幅度约为1.0 m。
2.8 抗震设计条件及场地评价
拟建场地位于浊漳河Ⅰ级阶地之上，地层分布较均匀，层位较稳定，无不良地质作用，按GB 50011—2010及GB 50191—2012规范4.1.1条划分，属于建筑抗震一般地段。
3 降水、止水设计方案
3.1 降水设计参数以及方案选择
由于基坑降水深度范围内地层主要为粉质粘土、细砂，对这两种主要地层的渗透系数进行加权平均，得出平均渗透系数:k= 2.94 m/d。
根据《长治市瑞达焦化有限公司200万吨焦化项目一期工程岩土工程勘察报告》及拟建建筑物的基础埋深、基坑的所需面积及降水对工程的必要性，综合上述因素，采用管井降水方法，基坑底周边及较大基坑中间局部辅助明沟排水。
3.2 降水技术及降水方法
针对瑞达焦化项目一期工程所在场地地下水类型，结合该场区水文地质条件及相邻9号高炉和8号高炉的降水经验，本着节约、安全、高效、经济的原则，采用管井泵抽的降水方案，通过对井底抽水，使相应建筑地基地下水形成一定降深，达到基础施工的要求，使地下水位降至槽底以下0.5 m，集水坑底以下1.0 m。符合后期基础工程施工的地下水要求。
基坑底周边及较大基坑中间局部设置排水沟及积水坑，用清水泵将水排出坑外。
3.3 降水方案设计
1)降水的目标。
降水井封闭运营10 d后，地下水水位降到槽底以下0.5 m，集水槽以下1.0 m，且能保证基槽底部无水作业。
2)基坑涌水量计算。
首先基坑圆形化:
式中:r0——基坑等效半径，m;
A——基坑面积，m2。
选择潜水完整井计算基坑涌水量:
式中:H——含水层厚度，m;
S——基坑水位降深，m;
k——渗透系数，k=2.94 m/d。
3)管井之间距离的确定。
瑞达焦化一期工程降水井点间距的确定，不是由每一个井点的出水能力所决定，而是综合考虑降水的方式方法、地层含水岩性的渗透特性、基础埋置深度、漳泽水库对该区域地下水的补给情况和相邻8号及9号高炉场地降水施工经验，确定2号焦台区域合理的管井间距约12 m。
4)设计井深。
本区域迎水面及基坑深度大于5 m处设计降水井井深25 m，基坑较浅处设计降水井井深20 m。
5)管井结构的设计。
降水管井设计开孔口直径为800 mm，等直径至井底。
钻进工艺采用反循环回转钻进工艺，地面泥浆需作排放处理。
降水管井安装水泥滤水管，其外侧直径为600 mm，内侧直径500 mm，地表以下2 m范围内安装水泥壁管。降水井的水泥滤水管外包2层均为60目尼龙过滤网，井管必须保证垂直，不能错位。填砾料选择颗粒磨圆度较好的直径为1 mm～3 mm砂砾料，四周均匀投砾，地表以下2.0 m以上用粘土封井止水。
管井制成后应及时洗井，并用污泥泵将沙抽净，上水清澈，确保含水层的畅通。
水泵安装为单相潜水电泵，型号为QX［6(3)-30-2.2］，采用自动控制开关，防止烧泵。降水施工前，先做抽水试验，测量单井出水量。根据实验结果，调整泵型。管井结构的设计见表1。
表1 管井结构的设计
6)管井及排水明沟的布设。
降水管井距基坑上口线2 m以外沿基坑周边闭合布设。在槽底坡脚处设置排水明沟、集水坑(井)，集水坑内置潜水泵抽水，抽排至槽顶排水管网中。排水明沟边缘距边坡的坡脚至少300 mm，排水明沟上口宽600 mm，下口宽350 mm，沟深300 mm。基坑角部设集水坑，沿排水沟每50 m设一个集水坑，集水坑上下口宽均为800 mm×800 mm，深度800 mm。采用水泥砂浆砌筑排水明沟和集水坑。
7)地面排水系统设计。
在距基坑上边缘2.0 m处，环基坑周边设置φ219×8 mm钢管排水管，水力坡度为5‰，通过设在干管排水口处的沉淀池(用砖砌筑或用钢板焊制)沉淀后，清水排入业主指定的主排水沟内。降水井需砌筑保护井台，集水管线、电缆应充分保护。
8)基坑地面的防渗措施。
在基坑顶部6 m范围内不允许设置任何用水点，在拟建建筑场地内的所有用水点均应设置排水沟，将排放水引入排水管道。
9)降水运行及水位预测。
a.降水井运行后，应安排专人负责管理运行，观测地下水位，降水井全面封闭后基坑中央地下水位在7 d左右可降至基槽底，满足基坑开挖要求。
b.降水开始后，应准备足够的备用泵(包括清水泵和污泥泵)，初期可用扬程和功率较大的泵，正常运行时部分可换用中小型泵。
c.降水运行期间，备4台90 kW的发电机，并备足相应的燃料，有相关的值班人员，保证降水开始后不能停止。
10)特殊情况处理。
a.由于本工程施工工期较长，必须考虑停电、降水井寿命、泵备用量等诸因素，以确保基坑安全。
b.降水用电保证双路供电，一旦停电，备用电源随时启动。
c.保证周围施工车辆、人员不得碰触降水设施。
d.要注意防止砂子、土掉入井内。
3.4 设计工作量
1)设计2型降水井，50口，共1 250延长米。2)设计3型降水井，15口，共300延长米。3)降水面积约18 238 m2。4)降水周期约3个月。5)φ219×8 mm钢管排水管约783延长米。6)基坑底明排降水1 200。
The precipitation construction scheme design of Changzhi Ruida coking engineering
Li Zichuan
(Shanxi Shougang International Engineering Technology Limited Company，Changzhi 046031，China)
Through the site survey to Changzhi Ruida coking engineering，this paper selected the tubular well precipitation method，and from the tubular well spacing，well depth，surface drainage system and other aspects，elaborated the construction method of precipitation scheme，laid foundation for later foundation engineering construction.
foundation pit，precipitation scheme，groundwater，tubular well
TU463
:A
1009-6825(2016)35-0102-02
2016-09-30
李子川(1983-)，男，工程硕士，工程师
