摘要：众所周知，船闸工程的施工的成败，降水工作是关键。马湾船闸工程因地制宜，根据工程实际，采用防渗帷幕、降水井、明排等综合降水方法，很好的解决了困扰船闸工程的基坑降水问题，起到了显著的效果，现予以分析总结以供同类工程实践时参考。
关键词：船闸；降水工程实践
一、船闸基本情况
根据《沙河漯河节制闸工程可行性研究报告》和《沙颍河周口至漯河段航运工程可行性研究报告》，沙河航道沿线特征水位在马湾船闸上下游正常水位为65.92m，
依据附近场区资料，场地地下水类型主要为孔隙潜水，多以层间水形式存在，富水性较好，勘探期间地下水埋深1.10-9.70m，地下水位标高55.4-65.8m；据区域水文地质资料反映，孔隙潜水年变幅一般在2.0m左右，受季节影响，水位变化幅度较大。
地下水主要接受大气降水及地表径流的渗入及侧向补给，水位动态受季节性变化影响明显，以自然蒸发及侧向径流为主要排泄途径。
船闸主体基坑开挖深达16~19m米（地面标高67.60m，最低下闸首底至高程48.9m），开挖揭示的土质主要有1-1粉土、1-3粉土、2-3细粉砂及3-1粉质粘土，除2-3细粉砂属于中等透水性外，3-1粉质粘土为微透水层，可视为不透水层。
由于开挖揭示的粉土、砂土较多，随地下水渗流及大气降水基坑边坡很容易流土而失稳，并且船闸主体基坑要维持很长一段时间，因此在基坑开挖及船闸主体工程施工期间需要进行降排水。
根据以上情况，船闸主体含上游下游导航墙基坑开挖采用管井降水，引航道护坡护底因施工周期较短，拟采取明排和针井相结合降排水的施工方法。同时由于船闸位于沙河左侧，为确保基坑的渗透稳定（2-3细粉砂的稳定），在基坑沙河侧布置临时防渗帷幕。
二、船闸主体基坑施工降水
1、降水井设计
(1)基本情况分析
由于船闸闸室及闸首基坑最深，基坑施工周期最长，以主体基坑进行降水设计，所有建筑物均按照最不利进行降水布置。
马湾船闸基坑开挖深度约16~19m，为确保基坑安全,根据《沙河漯河至平顶山航运工程漯河港至北汝河口段航运工程马湾船闸工程地质勘察报告》，取最大值渗透系数8.0*10-3cm/s（第2-3层土层渗透系数，其下3-1层可视为不透水层）进行计算。
(2) 基坑涌水量计算
将马湾船闸上下导航墙、上下闸首、闸室墙组成一个大的降水基坑进行计算。基坑尺寸约为420*67m。
①基坑总体涌水量计算
按面状基坑出水量计算，采用均质含水层潜水完整井进行涌水量计算。根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）按下式计算：
Q=πk（2H0-S0）S0/ ln（1+R/r0）
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均质含水层潜水完整井涌水量计算图
--- 基坑涌水量（）；
---含水层渗透系数，，=8.0*10-3cm/s=6.912m/d；
H0---含水层厚度，根据地质报告及现场开挖情况，平均地下水位高程为▽61.5，降水至基坑底以下0.5m,基坑底部高程为▽49.8，降水井底部伸入不透水层2m（不透水层顶部高层约为▽46.0m），井深取平均值15.5m；
S0---基坑水位降低值，对于本项目来讲，由于潜水层底部高程高于基坑底部高程，所以取与含水层厚度值值相同为15.5m；
r0 ---沿基坑周边均匀布置的降水井群所围面积等效圆的半径(m)；可按
r0=，此处，A 为降水井群连线所围的面积。 r0 =94.67m；
---抽水影响半径，潜水含水层可近似按下述经验公式计算：
=320.87m
Q=3525.07m3/d，上述公式使用的边界条件，考虑到上游设置防渗帷幕，按照所计算的流量进行计算。
②单井最大出水量计算：
=122.01m3/d；
---单井出水量；
----滤管有效长度，为1m；
----井管半径，为0.17m；
③井数确定：
=1.1×3525.07/122.01︽32（口）。
考虑到基坑实际尺寸较长，如降水井点数量过少、井距过大，可能达不到预计的降水效果。因此，按经验井点间距实际按20m-30m左右布置，共布置40口井，可以根据施工现场情况进行调整。
2、降水井布置主要参数
降水井顶部高程为▽62.0m（与现状基坑底部基本相同），降水井底部伸入不透水层2m（不透水层顶部高层约为▽46.0m），管井深度取18m，管井间距为20m-30m左右。每眼井中配3kw潜水泵，单泵流量20m3/h,可以满足抽水的要求。初期抽水量大些，随着降水漏斗形成，抽水量相应减小，现场控制潜水泵地下抽水情况，可采取自动控制水位的开关,防止干抽而烧坏水泵。
成孔直径为60cm，内设内径34cm无砂混凝土透水管，无砂混凝土透水管每节长1m。水井管外包孔径40目的玻璃丝布一层，节与节之间用竹片和铁丝捆扎。其外填粗砂和碎石混合滤料，厚10cm。
3、基坑明排水沟布置
船闸基坑降水采用管道结合集水井排放。基坑顶部两侧各布置一道排水管，排水管采用Φ40cm波纹管，穿过施工便道时采用钢管，每隔30m左右设置一道1.0m×1.0m集水井。排水管道，沿现沙河大堤排入外侧河道内。
为防止地表大气降水进入基坑，基坑顶部设置截水沟，截水沟顶宽90cm,底宽30cm ,高30cm,坡比1：1采用水泥砂浆抹面，防止冲刷破坏。排水沟顶面稍低于两侧地面,便于地表水流进。排水沟与集水井向连，沟内明水通过管道排放。
基坑底部及放坡平台外侧设置临时排水沟、集水坑，排放基底渗水、坡面明水用水泵抽水排放至基坑顶部集水井内排出。
4、防渗帷幕施工
由于船闸基坑开挖要穿过砂层，为确保基坑的渗透稳定（2-3细粉砂的稳定），在基坑沙河侧布置临时防渗帷幕，防渗帷幕右岸底部高程为▽46.7，深度约为20m，防渗帷幕左岸底部高程为▽46.7，深度约为20m,帷幕底穿过2-3细粉砂层至3-1粉质粘土层；另为满足船闸纵向防渗要求，在上闸首两侧各设置一堵刺墙，同时在上闸首底板底部及刺墙底部设置防渗帷幕,防渗帷幕底部高程为▽39.7，帷幕深度为11m。
水泥搅拌桩防渗墙施工
多头小直径水泥土深层搅拌桩防渗墙施工技术参数
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钻具选型
本次施工选用十字型钻头施工，其最下端齐平。根据以往施工经验知道，用这种钻头成墙，水泥和土搅拌均匀，墙底与原状土结合较好。钻具型式如下图。
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钻头直径定期检查，保证桩径偏差不大于4%，如不能满足墙体厚度要求，应立即更换或补焊叶片。
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临时防渗帷幕总长度为1060m，共23540m2，一台搅拌桩机在正常情况下每天施工成墙可达120m2左右，但在实际施工中除去各种干扰(如机修、雨天、及其它不可见因素等)，平均每天成墙在100m2左右。本工程23540m2的工作量。上闸首底部基坑防渗帷幕墙厚30cm，共1491m2，该部分防渗帷幕施工在闸室基坑土方开挖到设计高程（留50cm保护层）后进行，使用一台套搅拌桩机，15天完成施工任务。
三、降水施工中重点难点分析
1、施工中的重点
1）、抓好工序的施工质量控制是关键，包括施工设备的新旧，选型是否准确、工人的熟练程度、原材料的质量（防渗帷幕用水泥、降水井用材料等）、降水井布设的位置、防渗帷幕施工的连续性等。对策是严格把好设备、原材料进场验收关，严格督促按照批准的施工方案组织进行施工、抓好施工进度、加班加点、确保原材料的供应（水泥）等。
2）、抓好成品质量的是保证。主要是二个方面：一是降水效果检查，单井出水量。二是防渗墙水泥浆强度要符合设计图纸的要求。
3）、降水井的运行过程中不可避免和基坑土方开挖山施工存在交叉作业的现象，因为做好开挖过程中的降水井管的保护，确保出水量正常也是需要控制的重点工作。
2、降水过程中难点：
1）、降水井的运行往往贯穿船闸施工的全过程，做好过程中的日常维护保养工作，由于涉及到诸多因素的影响（人为管理不到位、天气、设备自身等），通常总是存在这样那样的问题，完全管理到位工作难度大。
2）、防渗帷幕施工中一旦因故停止时间较长，搭接段的处理如果不到位，会存在渗漏的现象。
论文作者:孟丽
论文发表刊物:《城镇建设》2020年第4期
论文发表时间:2020/4/13
标签：基坑论文; 船闸论文; 帷幕论文; 沙河论文; 防渗论文; 高程论文; 含水层论文; 《城镇建设》2020年第4期论文;