２０１１年９月 第３３卷第５期 地下水 Ｇｒｏｕｎｄ ｗａｔｅｒ Ｓｅｐ．，２０１１ Ｖｏ１．３３ Ｎ０．５ 多管降水法在电力线路工程基坑降水 过程中的研究应用 王亚军 （陕西省电力设计院，陕西西安７１００５４） ［摘 要］以往榆林沙漠地区基坑降水采用先开挖后降水，容易出现基坑边坡塌方，降水难度大，费工费时，降水 效果差，本工程基坑降水采用了多管降水法，从管井的沉设方法，ＰＰＲ新材料的运用，井管的制作等方面，开发研究 出小范围内基坑降水的新方法，降水效果好，可在具有相同水文地质条件的工程降水中应用。 ［关键词］ 基坑降水；设计；ＰＰＲ材料井管 ［中图分类号］Ｐ６４１．４ １ ［文献标识码］ Ｂ ［文章编号］ １００４—１１８４（２０１ １）０５—００１４—０２ Ｓｔｕｄｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｕｌｔｉ—－ｔｕｂｅ Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ Ｐｉｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｐｒｏｊ ｅｃｔ ＷＡＮＧ Ｙａ—ｊｕｎ （Ｓｈａａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ Ｘｉ’ａｎ ７ １ ００５４．Ｓｈａａｎｘｉ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ Ｙｕｌｉｎ ｄｅｓｅｒｔ ａｒｅａ，ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ￣ｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｉｓ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｆｉｒｓｔｌｙ，ｗｈｉｃｈ ｃａｕｓｅｓ ｐｒｏｎｅ ｔｏ ｌａｎｄ— ｓｌｉｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｉｔ ｓｌｏｐｅ．Ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｄｉｉｃｕｌｆｔ，ｌａｂｏｒ—ａｎｄ ｔｉｍｅ—ｃｏｎｓｕｍｉｎｇ，ｐｏｏｒ ｒａｉｎｆａｌ１．Ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｆｏｕｎ— ｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｗｉｔｈ ａ ｍｕｌｔｉ—ｔｕｂｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｉｎｋ ｔｕｂｅ ｗｅｌｌｓ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ，ＰＰＲ ｕｓｅ ｏｆ ｎｅｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｉｔｓ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｅｔｃ．，ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ａ ｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ａ ｓｍａｌｌ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ，ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｉｓ ｇｏｏｄ ａｎｄ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅ ｔｏ ｒａｉｎｆａｌｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｐｒｏｊｅｅｔｓ ｗｈｉｃｈ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄ：Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ；ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ＰＰＲ ｗｅｌｌ ｔｕｂｅ １ 概况 该工程降水地点位于榆林市榆溪河一级阶地上，距离榆 溪河道约１．０ ｋｍ，３３０ ｋＶ榆神输电力线路工程有５级塔位于 榆溪河一级阶地上，铁塔基础埋深为３ ｍ，塔基根开约１３ ｍ， 线路铁塔基础形式为柔性台阶式基础，采用大开挖方式进行 基坑开挖 ２ 降水方案设计 ２．１基坑降水方案选择 一般工程降水应根据场地水文地质条件不同，可采用基 坑内挖明沟降水，点井降水，真空点井，引渗井等降水方法， 每一种降水方法适用的水文地质条件都有所不同，选取合适 的降水方法，可以节约成本，提前工期，收到事倍功半的效 果。考虑到铁塔基础埋深较浅，基础埋深为３．０ ｍ，属于浅基 坑，含水层岩土为粉细砂的特点，可采用点井降水方法。 ２．２基坑涌水量估算 １．１场地地质条件 场地沉积物为第四系冲洪积形成的粉细砂，浅黄色一灰 色、砂质不纯，含有机质及粘性土，粘性土含量３％～６％，粉 细砂层厚度为６ ｍ，该层下伏地层为基岩，属侏罗纪褐色细砂 开挖后的基坑为１５ ｍ×１５／ｎ的方形基坑，利用等代大井 法按照面积相等将块状基坑面积等代为圆形大井面积算出 岩，岩体较为完整，中厚层，产状近乎水平，中等风化。 １．２水文地质条件及水文地质参数 ｒ ，计算潜水含水层基坑的总涌水量，根据潜水完整井稳定流 计算公式（裘布依公式）： ｎ 场地地下水属孔隙潜水类型，地下水埋藏深度０．３—０．５ ｍ，，含水层厚度为５．５—５．８ ｍ，地下水主要接受榆溪河流水 的侧向补给，自然蒸发是地下水的主要排泄方式。通过现场 抽水试验，场地粉细砂的渗透系数ｋ＝ｍ／ｄ。 １．３６６Ｋ（２Ｈ—Ｓ）Ｓ ｌｇＲ—ｌｇｒ０ 确定降水参数： 含水层厚度Ｈ：５．８ ｍ； 基坑中心水位降深ｓ＝３ ｍ； ［收稿日期］２０１１—０５—１２ ［作者简介］ 王亚军（１９６４一），男，陕西兴平人，工程师，主要从事电力勘察工作。 １４ ３３卷 第５期 地下水 ２０１１年９月 单井降水时水位降深ｓ’＝４．４ ｍ； 含水层渗透系数Ｋ＝５．３ ｍ／ｄ（取当地经验值）； 降水井的影响半径Ｒ＝３３．２６ ｍ 基坑面积等代为圆大井的半径ｒ０＝７．６２ ｍ； 单井降水时孔径ｒ ＝０．０５ ｍ； 根据地下潜水抽水影响半径的库萨金经验公式： Ｒ＝２ｓ俪 将以上降水参数代入基坑的总涌水量的裘布依公式和 地下潜水抽水影响半径的库萨金经验公式计算基坑的总出 水量为２９１．８７ ｍ ／ｄ。 ２．３用试算法求井数 采用群井降水时，漏斗曲线的平均坡度经验值取１／１０， 可算出各单井水位降深必须大于４．４ ｍ（基坑深度＋漏斗曲 线的平均坡度×井点距离基坑中心距离＋０．５），按照下列公 式验算 ｎ，一 ： 鱼鱼 ｉ 二墨：２曼： ｌｇＲ一 ｌｇ（ｎｒｗ）一 ｌｇｒ０ 当ｎ＝８时，Ｑ， ＝２８６．６８ ｍ ／ｄ，稍微小于Ｑ＝２９１．８７ ｍ ／ｄ。 当１＇１＝９时Ｑ， ＝２９７．８５ ｍ ／ｄ，稍微大于Ｑ＝２９１．８７ ｍ ／ｄ。 所以井数按９个孔位确定。 在基坑四个边布置点井群，为了减少水头损失，各点井 按完整井设计，各点井同时抽水时，在基坑内形成一个大的 降水漏斗，将井群抽水效果视为一大口井的抽水效果，换算 成等效圆半径为，根据潜水井总涌水量方程，粉细砂渗透系 数Ｋ取当地经验值，Ｋ＝５．５ ｍ／ｄ，计算基坑总涌水量为 ６０７ｍ。／ｄ，再根据方程式用试算法确定管井的个数约为９个。 ２．４布井方式 井点布置沿基坑周边布置，井点距离基坑边保持１．５ ｍ 距离，位于上游一边布置３个井点，其余三个边各布置２个 井点，形成封闭状（井点布置见图１），按照砂土边坡坡率允 许值按自然休止角为４５。考虑，并考虑到铁塔根开大小及方 便基础浇筑支模占用外放尺寸的需要，基坑底边长约为 １２ ｍ，基坑上部边长约为１５ ｍ。因为线路铁塔基坑为正方 形，各井点距离基坑中心距离几乎相等，在抽水过程中，各井 点涌水量近似相等的。 ０ ０ 图１ 基坑尺寸及井点布置示意图 ２．５降水前准备工作 动力：动力柴油机标定功率１２．１３ ｋｗ，标定转速为２ ２００ ｒ／ｍｌｎ ｏ 水泵：水泵选ＺＢＪ型自吸离心泵，型号ＺＢＪ１００—１２，吸上 高度８ ｍ，扬程１２ ｍ，流量５０ ｍ ／ｈ。 ＰＰＲ材料井管制作过程：将容易弯曲的 ５０ ｍｍ ＰＰＲ料 材管子裁剪成７．５—８．５ ｍ长共９段，在被截断后的ＰＰＲ材 料管子末端１～１．５ ｍ长度范围内每隔５ ｃｍ穿一直径中１Ｏ ｍｍ小圆孔，再用包网过滤布缠２层，即制作成井管及包网过 滤器。 ２．６管井的沉设方法 ＰＰＲ材料井管及包网过滤器制作完工后，开始沉设井 管。沉设井管时，利用高压水头冲击粉细砂层成孔，高压水 使粉细砂液化，当高压水头导人管向下送人粉细砂土中达到 降水设计深度以下１ ｍ时，迅速拔出导入管，这时粉细砂天 然结构被高压水头破坏，形成一个圆柱形粉细砂液化通道， 液化后的粉细砂对ＰＰＲ管材摩阻力小，这时把准备好的 ５０ ｍｍＰＰＲ井管顺着液化通道迅速插入到井管设计深度即制作 成井管，将各个井管熔接到集水管上，集水管可见图２。 ●———一 提前焊接到 泵进水口上 ‘塑！！ ● ——一 熔接在集 ・●卜————一 水管进水口 ・● ——一 图２集水管示意图 ３ 降水效果 根据实际测算，从开始到地下水位降至３．５ ｍ，共用了 ２．５天，达到了预期目的，降水效果显著，降水过程中的地下 水位线图见图３。 图３ 降水漏斗曲线示意图 ４结论及建议 （】）该降水方法设备简单，容易操作，成本低，适宜用于 具有相同水文地质条件的工程降水。 （２）降水过程中，若泵体出水口管中出现半管水或基坑 水下降缓慢，可以随时减少或增加井点，操作起来方便、 可行。 （３）各井管在沉设过程中，井管底部应沉设至同一深度， 防止空气通过井管进入集水管影响整个抽水系统的正常 工作。 （４）井管采用ｑｂ５０ ｍｍ ＰＰＲ管材，ＰＰＲ管材容易弯曲，容 易与集水管进水口熔接，沉设和制作井管方便等特点。 １５
