管道两侧降水，南北回归线两侧降水

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【摘要】阐述了在不良地质的浅埋隧道工程施工过程中，通过管井降水计算分析以及必要的施工控制措施，不仅保证了隧道施工的顺利进行，同时也加快了施工进度，保证了工程质量。安全性，其经验可供同类工程借鉴。

【关键词】管井降水；不良地质；浅埋隧道；建造；应用

1概述

银绰至吉辽输水隧道工程6号隧道位于内蒙古自治区兴安盟突泉县。主体包括焦流河倒虹吸管和6座。主输水隧道首段为无压隧道，全长14687公里，开挖段为拱形直墙式；本工程共布置5个施工支孔，开挖断面均为圆拱直墙型。其中5号施工支隧道全长17723m，开挖断面72m73m，最大纵坡1313m，最大埋深235m，围岩为级。

11地质条件

5号施工支洞地形属冲积平原，地面高程约3106m，洞底高程2871m，地势平坦。根据超前地质预报，该项目位于富水区，上部覆盖层为砾石砂壤土、砾石，厚度约48m~55m；基岩为凝灰质砂岩、凝灰岩，全风化层核心多为松散泥质，夹有风化砾石，泥质多为软塑性至塑性，有的地方泥质与砾石胶结成柱状，用手很容易折断。风化砾石多呈棱角状，裂隙面呈黄棕色。风化层分布厚度大于10m；发掘发现地下水位深约18m，为松散层孔隙水，与基岩裂隙水关系密切。地下水主要来源为岩土层间孔隙裂隙水、地表水入渗等。根据设计钻孔恒水头注水试验结果，岩层平均渗透系数为71810-3cm/s，上覆砂砾石层垂直渗透系数为57210-2cm/s，属高透水层，易发生突水、突泥、塌陷现象。

12施工重难点分析

施工难度根据现场实际情况，明挖地段地下水出露18m左右，且地下水丰富，供应稳定。无降水措施，开挖完全在水下，围岩主要为全风化凝灰岩。遇水软化，施工困难。

安全风险高入口段基坑开挖深度超过5m，属深基坑开挖。由于地下水丰富，施工过程中容易出现流土、管道等渗漏现象，导致基坑不稳定，存在安全隐患。

2管井降水方案选择

各种管井沉淀的使用条件见表1[1]。

表1井点降水适用条件

注表1取自2003年2月《土木工程建设》。

根据实际开挖，结合超前地质预报资料，经过对同类工程中各种堵水、降水、排水方法的技术经济比较，在沿线两侧超前管井点处设置了排水辅助孔。最终选定孔轴。基坑支护施工。

管井井点又称大直径井点，由滤井管、抽水设备和排水管组成。适合地下水丰富、降水深、面积大、时间长的降水工程应用[2]。

根据现场实际情况，采用无压环形深井、非完好井进行脱水。

3管井参数设计

31井点管道标高设计

计算公式HH1+h+iL+l

式中H1——井点管道埋地面至基坑底部的距离，隧道最大埋深为235m；

h——坡底至地下水位降低点的距离，本次取15m；

i——降水曲线斜率，与渗透系数、地下水流量等有关，01根据环空井点测量取；

L——井点管道至坑底中心的距离，取7m；

l——滤管长度，取15m；

HH1+h+iL+l=235+15+017+15=272m

井点管道长度=H+03=275m，其中井点管道距地面03m。

32总进水量计算

计算公式

式中Q——井点系统中单井的涌水量；

K——垂直渗透系数，取71810-3cm/s=62m/d；

H0——降水影响深度，降水深度+滤管长度=235-18+15=242m；

S——水位下降值，地下线路下降高度，取235+3-18=247m；

R——泵送影响半径；

根据常用的计算公式

，计算R=590m；

根据公式

式中X0——环形井点系统假半径；

F——环形井点系统周边面积，明切段+开挖段=12323+1632314=35175；

由公式计算，X0=335m；

所以Q=1366K2H0-SSlgR-lgX0=136662247=39796m3/d

33单井产水量分析

计算公式

式中，q——单井进水量；

d——管井直径，取04m；

l——滤管长度，长15m；

K——土体垂直渗透系数；

常用计算公式q=653140415621/3=225m/d

34井点数量和井距的确定

因此，在5号支洞工程两侧部署20口深井进行井点降水即可满足降水要求。井点间距D=22307520=23m。考虑主支隧道交叉断面结构稳定性，管井间距取20m。

35管井泵配置

根据单井进水量，考虑降水深度、水位及地表高差及功率损耗的影响，每口井配置175QJ50-50/11深井泵一台，流量50m3/h，扬程50m，功率11kW。其优点是安装简单、能耗低、效率高、成本低[3]。

4管井施工

41布局图

管井采用内径400mm、壁厚50mm的混凝土无砂管。沿隧道轴线沿隧道轴线布置，两侧间隔7m，间隔20m。水量大的隧道段可适当加强。单管井最大深度约275m。为了节省降水施工成本，管井深度随着隧道埋深逐渐增加，超前隧道开挖布置井点布置示意图如图1所示管井平面布置图，井点高程布置见图2。

图1先进管井井点布置示意图

图2管井井点立面布置示意图

42施工技术

井点测量定位井口开挖安装套管钻机就位钻洗回填底部垫层挂井管回填滤料清井安装抽油设备并连接控制电路试抽脱水井工作正常脱水完成后，拆除水泵，拔出井管关井。

43操作要点及技术要求

定位根据设计的井位，结合现场实际情况，准确确定并标记每口井的位置。

已完井采用泥墙旋挖钻机钻进。管井内径为400mm。孔口处安装套管，防止孔口塌陷，一侧设置排泥沟和泥浆坑。

成孔后立即清孔，安装井管。井管下入后，应将井管过滤部分置于含水层适当范围内，并在井管与孔壁之间填充砾石滤料。

井管安装完成后，对管井进行清洗，清除井内杂质，然后安装深井泵。

泵安装完毕后，对泵本身及控制系统进行全面、详细的检查。试验合格后，进行抽水，直至井管排出的水由浑变清，达到正常出水量[4]。

随时观察井内地下水位变化，并做好详细记录。

44施工方法

第441章测量放样

根据管井设计参数，采用全站仪放线，清除障碍物，并用白灰标记井点位置。当遇到障碍物时，可以临时调整管井位置，以满足钻井需要。

442井口开挖及套管安装

井口采用人工开挖，深度控制在03-08m。确认无地下管线后，下放套管，并在套管外侧填满粘土，防止钻孔施工时因大量失水而塌孔。必要时可采用钢管防护墙。若有地下管线，需适当调整井位，重新开挖井口。

443钻洗回填井底垫层

该井采用泥墙旋挖钻机钻进，钻孔直径06m，管井直径04m，井眼保持垂直，井深钻至隧道底板以下35m。井管下入前注入清水进行置换冲洗，高压排污泵将泥沙抽出，测量井深。

井筒钻完后，倒入卵石和砂的混合物作为井底垫层，厚度为0.5m。

444悬井管

利用钻孔设备将无砂混凝土管井缓慢下入井孔中部。当管头与井口差0.3m时，连接井管，并用尼龙网将接头包紧，防止泥沙堵塞井管。用3根宽30mm、长1m的竹条固定井口，防止上下节点错位。为防止雨水水泥砂或异物流入井内，井管距地面03m，并临时覆盖保护。

445回填滤料

井管下入后立即填入2-40mm的干净砾石作为滤料，滤料沿井孔周边均匀连续填充，将泥浆挤出井孔外。填充滤料时，应随时测量填充高度。当充填量与理论计算量偏差较大时，应及时查找原因，防止滤料不均匀或冲击井壁。洗井后，若滤料下沉过多，应填至井口以下1m处，上部用不含砂石的粘土填充，以防漏气。

446打井

根据相关规范的要求，在设备下井前用潜水排污泵冲洗井壁上的泥浆，洗井直至沙子清澈，水达到排水要求水质，从而达到清除井壁上的泥浆，疏通滤管，恢复其原有孔隙率的目的。冲井应在完井后6小时内进行，以免时间过长，墙体泥皮逐渐老化，难以破坏，影响渗水效果。

447安装泵送设备并连接控制电路

管井施工完毕后，放入175QJ50-50/11深井泵内，并与60PE管连接。附近有沟渠。

5效果检测

实施过程中，在掌子面开挖支护进尺前25m处钻管井。脱水处理后，虽然掌子面有少量股状水渗出，但没有出现涌水、突水、塌方等不良地质现象。确保工程保质保量完成。为了检测降水的影响，采用相对高程控制法对涌水进行测量和测量。降水前后喷水断面地质条件对比表见表2。

表2管井井点降水效果对比

六，结论

内蒙古银绰至吉辽输水工程6号标准5号施工支线隧道开挖施工实践证明，通过对地质条件较差的浅埋隧道管井降水计算分析，采用先进的管井降水方法施工后，可有效控制地下水位，提高隧道内部水位。改善施工条件，提高施工效率，保证隧道施工安全和施工进度，不对沿线及周边生态环境造成不良影响，对类似地质水文条件下的隧道施工具有一定的参考意义。

参考

[1]《土木工程建设》2003年2月

[2]沙坡头引水隧道超前管井点降水施工及应用，2010年第13期，田胜利建筑工程；710048

[3]徐岩井点降水法在输水管道施工中的应用[A]；水利建设与管理1005-477402-0035-04

[4]蒲宏斌，邓文杰，李洪成分析井点降水在市政工程综合管廊施工中的应用[B]；四川水电第35卷增补2

[5]姚天强石振华基坑排水手册中国建筑工业出版社

关于作者

郭文兵，男，甘肃省温县人，中国水电局五分局银绰吉辽工程，生产经理、工程师，现从事水利水电施工现场管理工作；联系方式手机号码13881940123；QQ273536738

熊亮，男，出生于四川省成都市，中国水电局三分局引绰吉辽工程部工程部主任、助理工程师，从事水利水电建设技术管理工作；联系方式手机号码17608044446；QQ1170440194

罗飞伦，男，出生于四川省成都市水电局三分局银绰吉辽项目，项目经理、工程师，从事水利水电建设项目管理，联系方式手机号15102806655；QQ25479239

今天给各位解了管道两侧降水的相关知识，其中也对南北回归线两侧降水进行了详尽解释，希望大家喜欢！