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湿陷性黄土地区大断面渠道降排水施工方法 孙 敬 超 ( 中国水 电建设 集 团第十五 工程局有 限公 司 陕西 西安7 1 0 0 6 5 ) 摘 要 南水北调 中线一期 工程 总干渠 温博 段渠道 为 窄长 式基坑 ，该段 地 下水位 一般 高于 渠底板 2 m～7 m， 存在着施工期排水问题。根据现场地质情况， 通过相关计算， 确定降排水方案为单 排 管井降水 。从现场 降水效果看 ， 此方案施 工简便 ， 工程量 较小 ， 满足 降水要 求。 关键 词 湿陷性黄土 区； 渠道 ； 降排水 中图分类号 ： T U 4 4 4 文献标识码： B 1工 程概 述 南 水北 调 中线一 期 工程 总 干 渠温 博段 第 三施工 标 段起 始桩 号 I V 2 2 + 0 0 0，末 端桩 号 I V 2 8 + 5 0 0， 其 中渠道长 度 5 6 8 6 m。 本标段 位于幸 福河段 工程 地质段 内 ， 为 粘砂 多层结构 。 渠 坡土岩性 主要 为黄土状 重 粉质 壤土 、 粉 质粘 土 和粉 细砂 ， 局 部 夹卵 石 透镜 体 ， 渠底 板则 主 要位 于粉 质粘 土 、 黄 土 状重 粉质壤 土和重粉质 壤土 中。 表层黄 土状 土一般 具有轻微 ～中等 湿陷性 ， 多 属非 自重 湿陷性黄土， 场地地基湿陷等级一般为 I 级 ( 轻 微 ) 。 黄土 状土 、 粉 细砂 结 构较 松散 ， 抗 冲刷 能力 差 ， 粉 细砂渗透 性较好 ， 渠道存 在 冲刷 、 淤 积 、 渗漏 问题 ， 需 要采 取 防渗抗 冲刷处 理 措施 。该段 地下水 位一 般高 于渠底 板 2 m～ 7 m， 存 在施 工排 水 问题 ， 需 要 根据 土体 的渗 透性 采取相 应的排水 措施 。 排 水时还应 防止 产生流沙 、 流土现 象 。 2降水方法的选择 基坑 降 水通 常采 用 的方 法 有 明沟 排水 和井点 降水两种 。 明沟降 水是 当基 坑 深 度接 近 地下 水 位 时 ， 沿基 坑 四周设 置排水 沟 、 集 水井 。 用抽排 设备把地 下水从 集水井 中抽走 。 随着基坑 的 开挖 ，排 水 沟和 集水 井 随之分 级设 置 与 加 深， 直到坑底达到设计高程为止。本工程为 渠道 工程 ， 设 计有 衬砌 砼 面板 ， 渠 坡 面板 厚 度 为 1 0 c m， 渠 底 为 8 c m， 因为 砼 板 太 薄 ， 建 基 面上不 允许 有 明沟 ，且 纵 向排水 沟 对基 础 、 砼 面板稳定 不利 。 因此 ， 不考 虑明沟排 水 方案 。 井点 降水 目前 常用 的方法 有轻 型井点 、 喷射井点 、 电渗 井点 、 管井井点 、 自渗 井点 等 多种方法 。本工程 在开挖 完成 后 ， 要 进行砼 衬砌 的多个工序施 工 ， 因此降排 水工 作要贯 穿多 个工序 ， 持续 时间 很 长 ， 轻 型 井点 等相 对 于管 井降 水 ， 管路 布 置较 为复 杂 ， 不便 于 后续 工程施 工 ， 而管井降水施工方便 、 布置简 单 、 无复杂管路 、 无 降水 深度 限制 ， 对渠 道衬 砌 影响较 小 ， 因此选用 管井法进行 降排水 。 3降水井平面布置 降 水井 的平 面 布置 基 本上 可 分为 两 种 形式 ：块 状形 的基坑多 采用环 形封 闭式 ， 条 形基坑 采用直线 形布置 方式 。 渠道基坑 为条 形 ， 故 降水井 采用直线 形布置 。 因渠道 基 坑底 部距 承压 水层 在 1 5 m以 上， 降水井无需穿透承压水层 ， 且周围为农 田，为避免坑外抽水降低周围地下水位 ， 降 水井布置在渠道基坑中部。 降水 井布置 在渠道 中间 ， 虽对 渠道 衬砌 有一 定影响 ， 但降水 效果较 好 ， 钻井 、 抽 水工 程量 也大为 减少 。 根据招标文件地质资料 ， 壤土渗透系数 K= 3 ． 2 5 x 1 0 - Z m／ d，潜 水 层底 部 高 程 8 4 m左 右 ， 取潜水 井最低水 位 8 9 m( 井 底 2 m左 右为 集水 部分 ) ， 地下 水位 降至渠 底( 高程按 9 9 m 算 ) 以下 l m。见管井 布置图 。 根据 以上已知资料 计算井 的影 响范围 。 R=1 0 S、／ 、 式中 ， R——抽水 影响半 径 ； s —— 降水深度( 渠底部分) ， 9 9 — 8 9 ． 2 5 = 9 ． 7 5 m ； K—— 土壤 渗 透 系数 ，平均 取 3 ． 2 5 x 2 1 0 ％ d d。 数 据代人 公式得 ， R = 1 7 ． 6 m。 3 ． 1降水井 间距 降水要求： 水位降低至渠底设计高程以 下 l m， 根据 影 响 半 径 与 降 水 深度 关 系式 R = 1 0 S 、 ／ K ， 计算平均水力坡度 ． S 1 O 、 ／ 1 o 、 i ： 吉。 根据 图中降水井 实际降水 深度 S = 8 ． 7 5 m 和平均水力坡度 i - — ， 计算降水井间距为 l 6 x 2 =3 2 m 。 降 水井 影响 范围 3 2 m， 渠底 宽度 1 7 m ～ 2 1 m， 满足要求。 3 ． 2基 坑 出水 量 梯 形 断 面 简 化 为 矩 形 断 面 ，宽 度 为 3 9 ． 4 m， 降水 井控制 长度为 3 2 m。 基坑涌水量： Q = 不 1 ． 硼 _3 6 K S 2 式 中 ， K —— 渗 透 系 数 ， 平 均 取 3 ． 2 5 l O - ~ n ／ d； s —— 水位 降深 ，地 下水 位 1 0 6 m一渠 底 9 9 m+ l m= 8 m； R —— 影 响 半 径 ，前 面 计 算 结 果 为 1 7． 6 m ； 引 用 基 坑 半 径 ， 、 ／ =2 0m。 数据代 人公式 ， 得 ： Q= l O ． 3 m3 ／ d 。 3 ． 3井径计 算 图 1 管井布置图( 单位： m) 竹山电站电气主接线方案设计 柯 贤安 ( 安康 市水利水 电土木 建筑勘测设 计 院 陕西安康 7 2 5 0 0 0 ) 摘 要 主接线是电力系统接线组成 中的一个重要组成部分 ，它代表 了变电站电气部分的主体结 构 ， 是 电气设 计 的首要部分 。 同时， 它也是构 成 电力 系统 的主要环 节 ， 是 电力 系统 网络结 构 的重要组成 部分。 文 中结 合竹 山 电站 工程 实例 ， 对 小型水 电站 电气主 接线技 术经 济方案进 行 了比较， 并提出了设计 中应该注意的事项。 关键词 电气一次； 主接线方式； 小型水电站 中图分 类号 ： T V 7 3 5 文献标 识码 ： B 电气 主接线 主要 是指在 发 电厂 、 变 电 所 、 电 力系统 中 ， 为满 足预 定 的功率 传 送 和运 行等要 求 而设计 的 、表 明 高压 电气 设 备 之间 相互 连接关 系的传 送 电能 的 电 路 ， 其 连接 方式 对供 电可 靠性 、 运 行灵 活 性及 经济合 理性等起 着决定 性作用 。 1电气主接线要求 对一个 电厂而 言 ， 电气 主接线 在 电厂 设 计 时就根 据机 组 容量 、电厂 规模 及 电 厂 在 电力系 统 中的地 位 等 ，从供 电的可 靠 性 、 运 行 的灵 活 性 和方 便 性 、 经济 性 、 发展 和 扩建 的可 能性 等方 面 ，经 综合 比 较后 确定 。它 的接 线 方式 能反 映 正常 和 事 故 情况 下 的供送 电情 况 。 电气 主接线 又称 电气 一次 接线 图。 电气 主接线 方 案一 般需 要 满足 以下 几点 要求 ： 降水 井为潜 水完整井 ， 单井 出水量 ： Q =1 ． 3 6 6 K 式中 ， Q——降水 井 出水 量 ， 1 0 ． 3 m 3 ／ d； K ——渗 透 系 数 ，平 均 取 3 ．2 5 1 0 - Z m／ d； H —— 潜水 含水 层厚 度 ，地下 水位 1 0 6 m一潜水 层底 8 7 m= 1 9 m； s —— 水位 降深 ， 地 下水 位 1 0 6 m一 井水位 8 9 ． 2 5 m= 1 6 ． 7 5 m； R —— 降水井 半径 。 数 据 代 入 公 式 ， 试 算 出 降 水 井 半 径 r = 0 ． 5 m。 3 ． 4钻孔成井 成孑 L 施工 机械 设备 选 用旋 挖钻 机 及 其 配套设 备 ， 采用 泥浆 护壁 、 无 砂砼 管做 井 管的成 孔 工艺 。其工 艺流 程为 ： 钻 孔 、 清孔 、 下 滤管 及井 管 、 井壁 回填 粗砂 及封 57B 井 、 洗井 、 试抽水 、 正式 抽水 。 整 个 钻孔 成井 的过程 都 必须 严格 按 照要 求进 行施 工 ， 严格 控 制好施 工 质量 ， 尤其应 注意填砾 料 、 洗 井两 道工艺 。砾料 在 井排 降 水 中起过 滤作 用 ，应 选用 粒 径 < 5 m m，且符合 当地产 滤料 的标 准级配 的 坚 硬砂 砾 石 。滤料 投放 应 沿井 壁外 侧从 里 向外 均匀 投放 ，且 要监 测 记 录不 同 高 程 管段 的投 放量 ，以评 价填 砾层 的 实际 密度 。 洗井 的质量 要求 为 ： ( 1 ) 用 不 同工 具反 复洗 井后 ， 进行 试 验 抽 水 ，最后 两次 试验 抽 水在 相 同水 位 下降时的单位涌水量之差不超过 1 5 ％。 试 验 抽水 时的 出水 量 ，不应 小 于正 式 时 的抽 水量 。 ( 2 ) 抽 水开 始后 十分 钟 ， 含 砂量 不超 过 1 ／ 1 0 0 0 0， 抽 出的水要 清 。 表 1 图 2 渠道标 准断面 ( 单位 ： m) 渠道 降排水 主要机械设 备配 置表 名 称 规格 ／ 型号 单位 数 量 备注 潜水 泵 Q = 2 0 m3 ／ h H = 2 0 m △ 2 0 ( 7 ． 5 k W) 口 反 循环 回转钻机 1台 钻 孔8 0 0 ra m ( 1 2 k W ) 3 ． 5降压井施 工及抽 排水设 备选 型 根据 初 步计 算 的 抽水 量 ，选 用 Q≥ 8 ． 0 m 3 ／ h， 扬 程 ≥3 0 ． 0 m 的潜 水泵 。主要 机 械设 备配置 见表 1 。 4结 语 ( 1 ) 根 据 目前试 验 段 降水 情况 ， 管 井 降水方案是可行的。地下水位降至渠底 2 m 以下 后 ，单 井 出水量各 个井 点不尽 相 同 ，这 是 因为 地质 的局 部 差异 情况 造 成 的 ， 可根 据实际情 况重新 选用水 泵 以满 足 工程 要求 。因此 ， 在 设计井 点数量 、 井位 、 抽水设 备等方 面应充 分注 意 ， 应 留有较大 的安全 储备 。 ( 2) 相 对 于其 他井 点 降水 ， 管 井 降水 成本低很多， 且能达到降水效果， 既经济 又 便于施 工 、 管 理。 ( 3 ) 降水形成降水漏斗 ， 从而可能造 成 周 围地 面 的沉降 。通 过 对周 围地 面 观 测 ， 渠道基 坑降水 对周 围地 下水位 及地 面 沉降影响非常小。 ( 4 ) 工程的总体降水效果非常好， 开挖 过程 中整个渠道 内无地 下水 ，处于干地施 工， 满足了渠道降水的要求 ， 达到了预期的 效 果 ，使 得开挖作业尤其是后 续的渠道衬 砌施工作业得 以顺利进行。茨西 承剩 ( 责任 编辑 ： 黄灵 芝) o ( J 1 、 、 ( o ( 了 ) o