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減壓井施工工藝控制

時間日期：2011-3-17 已被閱讀次：[11251]

佛山市佛利建設(shè)工程有限公司　李小軍

　　[摘　要]　介紹了羅南泵站工程減壓井的施工工藝特點，在進水前池兩側(cè)合理布置了減壓井，
　　　　　　　有效的降低了前池兩側(cè)范圍內(nèi)的承壓水頭，較好的解決了前池護底的抗浮和進水渠
　　　　　　　出現(xiàn)管涌的情況。
　　[關(guān)鍵詞]　水利工程　減壓井　施工工藝

　　1、工程概況
　　羅南泵站工程位于佛山市南莊鎮(zhèn)羅格圍南堤4＋800樁號處，泵站設(shè)計裝機4臺，裝機容量4000Kw，設(shè)計排澇流量40.84m3/s。該站主要負(fù)責(zé)羅格圍西南片（含南莊鎮(zhèn)城區(qū)）的排澇任務(wù)。站址處外江（北江下游）10年一遇外江洪水位為6.59m（珠基高程，下同），50年一遇設(shè)計防洪水位為7.34m。
　　工程地質(zhì)經(jīng)鉆孔揭露，基礎(chǔ)土層主要由粉細(xì)砂、中砂、礫砂層組成，其中粉細(xì)砂層位于上部，層厚12～16m，中砂層位于中部，層厚22～24m，礫砂層位于底部，層厚1～3m，高程為－41～－43m，下臥強風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖。屬透水較強的地基，特別是中砂和礫砂層，其滲透系數(shù)達4.48×10－3 cm/s和6.91×10－3cm/s，且砂層與外江水力聯(lián)系密切，容易產(chǎn)生較高的滲透水頭，易在地層中形成相對集中的透水通道。外江達到10年一遇洪水位6.59m以上時，進水前池滲透壓力過大很容易形成管涌。對整個泵站及堤圍防洪有很大的威脅。設(shè)計在進水前池兩側(cè)布置了24口減壓井以消減滲透壓力。

　　2、減壓井工作原理及設(shè)計參數(shù)
　　減壓井用以降低作用在堤壩下游或是堤內(nèi)覆蓋層中的承壓水頭及滲透壓力，以防止發(fā)生管涌與流土、沼澤化等現(xiàn)象的一種井管排滲設(shè)施。減壓井導(dǎo)滲原理是：通過濾水管將來自上游滲透水流直接導(dǎo)入井內(nèi)，阻止水流往下游流動，在地下迅速降低壓力水頭，以達到保護大壩的穩(wěn)定和降低下游地下水位的目的。
　　本工程在前池及攔污柵兩側(cè)設(shè)減壓井24眼，每側(cè)12眼，井底高程－25.0m，井面高程3.5m，鋼管采用DN300鍍鋅鋼管，減壓井主要釋放深層地下水的滲透壓力。減壓井先鉆直徑0.8m孔，鍍鋅鋼管外及孔底填反濾料，減壓井底反濾料厚0.8m，鍍鋅鋼管外側(cè)包兩層不銹鋼反濾網(wǎng)，－24.2至－10.0鍍鋅管做成花管，鉆孔均勻分部Φ12@150�；ü芡夤鼉蓪又睆�0.193mm 20目的不銹鋼濾網(wǎng)，用14＃軟鐵線綁扎。在導(dǎo)滲溝至3.5m間，DN300鍍鋅鋼管外回填粘土。在高程1.2m，減壓井鍍鋅鋼管開孔用Φ200鍍鋅鋼管接入導(dǎo)滲溝引入進水渠。

　　3、減壓井施工工藝
　　3．1施工工序
　　施工準(zhǔn)備一測量放樣及鉆機定位一成孔一下井管一填料回填一洗井一抽水試驗。
　　3．2測量放樣及鉆機定位
　　用測量儀器放出減壓井軸線和每孔孔位，鉆機依井點位置的標(biāo)記就位。就位過程保持鉆機平正、穩(wěn)固。在鉆架或鉆桿上作出控制深度的標(biāo)尺，以便在施工中進行觀測記錄。
　　3．3成孔
　　減壓井采用QJ150一Ⅰ型反循環(huán)鉆機成孔，采用泥漿護壁。對不同地層使用不同粘度的泥漿，并進行檢測。根據(jù)不同的地質(zhì)情況，對護壁泥漿性能控制為粘土層泥漿的粘度18秒，砂層為25秒，礫砂層為32秒。在鉆進過程中，對不同地層采用不同的鉆速，粘土層采用每分鐘N250轉(zhuǎn)，砂層采用每分鐘N180轉(zhuǎn)，礫砂層采用每分鐘N120轉(zhuǎn)。當(dāng)鉆至設(shè)計孔深是，測量成孔直徑、孔斜。
　　3．4清井及下井管
　　在清井前將制作好的井管運至現(xiàn)場，井管由標(biāo)準(zhǔn)長度為6m的鍍鋅鋼管用螺牙連接而成，井管底部用8mm厚鋼板焊接封底。為保證下管時不發(fā)生偏移，在整個井管上每隔3m設(shè)置一個定位器用于固定井管，并通過導(dǎo)向裝置調(diào)整井管穩(wěn)定在井孔中心位置。下井管前，進行清井，將濃漿置換為稀漿(約漿液比重為1 .1)。先將泥漿泵下到井底上方約5m位置，稀漿工作導(dǎo)管下到井底，啟動泥漿泵抽出濃漿，同時將1．1的稀漿泵入井底進行漿液置換，過程中緩慢上提，直至置換完成。將制作好的井管，利用鉆機自身的卷揚機將其垂直調(diào)入孔內(nèi)，井管接頭需連接牢固，井管直下到回填好的0.8m厚反濾料的上部，通過定位器固定放穩(wěn)，調(diào)整井管通過導(dǎo)向裝置保持其位置在井孔中間。
　　3．5填料回填
　　填料主要為級配礫石反濾料，井管下入后立即填入濾料，為了保證反濾層的均勻性及使反濾層在施工洗井時能夠隨著細(xì)粒的進入井內(nèi)而自由沉降，不至發(fā)生架空脫節(jié)現(xiàn)象，反濾層必須滿足：（1）反濾料的不均勻系數(shù)η<5；（2）反濾層的最小厚度： 7.5D85≤T最小≥15m；（3）反濾料的最大粒徑（D最大）： T最大≤ 。其中， D85為反濾料土中過篩率為85％的粒徑，T為反濾層的厚度。
　　3．6洗井
　　減壓井洗井主要采用鉆桿活塞、空壓機(排氣量為9m3／min)及潛水泵進行。在水位高過進水管項部高程時，用鉆桿活塞、空壓機進行洗井，過程中用潛水泵進行數(shù)次深度清底；在水位較低時適當(dāng)進行清水回灌輔助洗井，直至抽出清水為止。如單井洗井不能滿足抽水試驗要求，須重新進行洗井，直至達到滿足要求為此。注意洗井在成孔8h內(nèi)進行，以免時間過長，護臂泥皮逐漸老化，影響滲水效果。
　　本工程洗井過程與傳統(tǒng)方法有所改變，由于減壓井鉆至中砂層泥漿控制比較濃，再加井管外裹雙層20目不銹鋼濾網(wǎng)，第一次清洗完時滲水不是很好。及時組織了市水利系統(tǒng)專家及從事減壓井工作的專業(yè)技術(shù)人士，用提前準(zhǔn)備好的高揚程深井泵抽排泥漿，再灌入清水，用鉆桿活塞多次置換清洗，效果明顯，達到了設(shè)計抽排水量。
　　3．7抽水試驗
　　在洗井后立即進行抽水試驗。檢測標(biāo)準(zhǔn)：①每小時進入井內(nèi)的砂量不超過O．5L：②抽水試驗過程中，單井出水量須不小于5L／s，試驗檢測24口井全部合格，確定減壓井施工成功。

　　4、質(zhì)量控制
　　4．1造孔質(zhì)量控制
　　減壓井造孔成孔直徑須不小于800mm：孔位采取測量儀器放樣，鉆機安裝時調(diào)平，固定牢固、開鉆前從兩個垂直方向用角度尺校正鉆機立柱，并用側(cè)斜儀檢測鉆進中的孔斜，減壓井造孔和成井后的井孔垂直度均小于0．5％。
　　4．2套管焊接質(zhì)量控制
　　井管的連接用螺牙連接而成，連接好后要把每節(jié)管預(yù)留出的不銹鋼濾網(wǎng)用14＃鍍鋅軟鐵線綁扎好。并確保井管全部對正接直、接頭封閉嚴(yán)密；井管全部下入孔內(nèi)后將井管調(diào)整到鉆孔中心并固定在護筒上。
　　4．3填料回填質(zhì)量控制
　　各回填料回填時保證連續(xù)均勻，及時測量回填高度、計算理論數(shù)量與實際數(shù)量之差。

　　5、結(jié)束語
本工程減壓井施工完畢正值汛期，外江水位超過自排高程0.4m時減壓井就有水排出經(jīng)導(dǎo)滲溝導(dǎo)入進水渠，并且現(xiàn)場采取水樣做實驗沒有任何砂粒沉淀物，且隨外江水位高程變化與流量變化比較明顯，見表1。有效減少了本工程強透水地基在高水頭差作用下對泵站產(chǎn)生的破壞及影響。

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