箱涵基坑降排水方案

箱涵基坑降排水方案我是某市政项目的技术主管，目前负责城郊一段排水管网扩建工程的技术管控，其中核心施工段为120米长的C30钢筋混凝土箱涵，基坑最大开挖深度约6.2米。前段时间试挖3米深的探坑时，刚好赶上旁边灌溉渠放水，坑壁不到半天就渗出了明水，还出现了小范围溜坡，吓得我赶紧让工人撤了出来。干工程的都知道，基坑降排水是保命的活儿，要是水控不住，不仅边坡容易塌，坑底土被泡软了，箱涵的承载力也不达标，后期容易沉降开裂。我翻了之前三个类似项目的施工记录，又拉着地勘、分包的带班师傅碰了两次会，结合现场实际地质条件，特意编制了这套降排水方案，说白了就是要把基坑里的水“抽得走、控得住、不坏事”。1现场水文地质条件及降排水控制目标降排水最怕“闭门造车”，不摸清楚现场的水从哪来、有多少，方案就是废纸一张。我带着测量组和地勘单位的技术员，沿着箱涵轴线走了三遍，每20米打一个探坑，还把两版本地勘报告翻得页脚都卷了，总算把情况摸透了。1.1现场基础条件摸排1.1.1地质与水文情况场地表层1米左右是杂填土，都是以前修老路堆的碎砖、烂泥，透水性差但存水多；往下3米是粉质黏土，质地相对密实，但有裂隙；再往下就是粉细砂层，一直到十几米深，水一泡就软。水位的情况比预想的复杂，一共三层水：第一层是杂填土里的上层滞水，埋深大概1.5到2.5米，主要靠旁边的灌溉渠渗水补给，一到浇地的时候水位就涨；第二层是粉质黏土和粉砂层中间的层间水，就是夹在两层土中间的水，流动慢但是难排，埋深大概3.5到4米；第三层是粉砂层里的承压水，就像被压在“盖子”下面的水，初始埋深大概7.5米，水头有3米高，也就是说如果上面的土压力不够，它会往上顶，我们基坑挖6.2米，离承压水层顶只剩1.3米，稍微不注意就可能出现坑底突涌。1.1.2周边环境限制这段箱涵旁边就是农用灌溉渠，离基坑最近的地方只有15米，渠底没有做防渗，浇地的时候漏水量不小；另一侧是当地村民常用的一条土路，离基坑红线大概8米，路下面铺了一根用了十几年的自来水管，要是降水太多导致地面沉降，把水管压裂了，老百姓肯定有意见。还有个麻烦事，基坑红线刚好到农田边，没多余的场地放太宽的降水设备，这是我们选方案的时候最头疼的限制条件。1.2降排水控制目标说实在的，上次那个小项目就是没把目标拆细，干的时候以为水降下去就行，结果边坡渗水溜了坡，补了快半个月，费钱又费工，所以这次我特意把目标拆到了每个环节：一是基坑内的稳定水位必须降到基底以下0.5米，也就是至少降到6.7米深，保证坑底始终是干的，不会被水泡；二是坡面不能有集中渗流，不能出现溜坡、流砂的情况，流砂就是粉砂被水带出来，像稀粥一样涌，根本没法干活；三是周边地面沉降不能超过3厘米，旁边的土路、自来水管还有农田田埂都不能裂，不然协调起来太麻烦；四是雨季的时候，12小时内能把坑内的积水排干净，不能让箱涵的钢筋、模板长时间泡在水里。2降排水方案选型及总体思路摸清楚了现场的水文和周边情况，接下来就是选最适合的降排水方案，我一开始也在好几个方案里纠结，反复对比了成本、场地条件、降水效果三个方面，才最终敲定。2.1方案比选过程我一共考虑了三种常用的基坑降排水方式，挨个排了雷：第一种是明沟加集水井的明排法，就是在坑底挖沟把水攒到井里抽，成本最低、操作也简单，但我们基坑挖到粉砂层了，明排容易带着砂一起涌，不仅边坡塌得快，还可能把底下的土抽空，导致地面沉降，上次试挖的时候已经出了小溜坡，所以这个方案直接pass；第二种是轻型井点降水，就是在坡顶插一圈细管子抽，适合粉质黏土地层，但一级轻型井点最多只能降6米深，我们要降6.7米，不够用，要是做二级井点，得往坡顶外面再占2米多的场地，可旁边就是农田，没地方放，也不合适；第三种是管井降水加明排的组合方案，沿基坑两侧打深一点的管井，提前把土层里的水抽走，再配合坡顶截水、坡面泄水、坑底集水沟排水，既能覆盖三层水的降水要求，管井占的地方还小，离坡顶1.5米就能打，刚好符合我们的场地条件，缺点是成本比前两种高一点，但比起出事返工的损失，这点钱真不算什么。2.2总体方案布局最终我们确定的是“管井主导降压降水+坡顶截水沟拦地表水+坡面泄水孔导排渗流水+坑底集水沟+集水井兜底排水”的组合式降排水体系，从地上到地下、从坡顶到坑底，把所有可能进水的渠道都堵上、把渗进来的水都排走。简单来说就是：坡顶把雨水、灌溉渠的渗水先拦住，不让往基坑里流；管井提前把土层里的滞水、层间水抽走，降低承压水的水头，防止坑底突涌；坡面上打孔把没抽干净的渗漏水引出来，别把坡体泡软；坑底再设一层排水沟，把剩下的渗水和雨水都攒起来抽走，相当于四道防线，层层兜底。我跟设计院的水文工程师通了两次电话，他说这个方案虽然不算最省钱的，但最贴合我们这个项目的实际情况，安全系数也够。3降排水系统施工工艺及操作要点确定了组合式降排水的总体思路，接下来就是具体的施工细节，我把每个环节的操作要点都给班组做了书面交底，关键部位我自己盯着干，就怕哪儿没做到位，后期掉链子。3.1管井降水系统施工管井是整个降排水系统的核心，打不好的话，后面所有的安排都白搭。3.1.1管井布置参数管井沿箱涵基坑纵向两侧对称布置，离边坡上口线1.5米，刚好在红线以内，不占农田。井间距设为15米，120米的长度，每侧打9口井，首尾都布井，一共18口。井深我特意加到了10米，比我们需要的降水深度多3米，其中最下面1米是沉砂管，专门存抽上来的细砂，防止堵泵，上面2米是滤管，用来过滤砂层里的水，剩下的井管都是实管。井管是直径300毫米的无砂混凝土管，透水性好还不容易坏，井孔直径400毫米，井管和孔壁之间的缝隙，填2到5毫米的干净石英砂当滤料，一直填到地面下1米的位置，再用黏土封孔，防止地表水顺着井孔倒灌进去。我特意跟打井的班组交代，滤料一定要用买来的干净石英砂，不能用现场挖出来的河砂，不然含泥多了堵滤管，到时候水抽不出来就麻烦了——之前有个项目就是图省事用了现场的砂，结果半个月后管井废了一半，得不偿失。3.1.2施工与运行要求打井的顺序是先测放井位，再用旋转钻机成孔，成孔之后要清孔，把孔里的泥浆冲干净，直到泥浆比重降到1.1以下才能下管，不然泥皮糊在滤管上，水根本渗不进来。下管、填滤料之后，最关键的是洗井，这个环节我盯得最紧，当时有个打井的工人图省事，洗了十几分钟就说洗好了，我过去一看，抽出来的水还浑着，当场就让他接着洗，用活塞式洗井器反复抽洗，直到连续三次取样的水都是清的，不含明显砂粒才能停。井打好之后试抽24小时，测每个井的水位降深，能到7米以上才算合格，要是达不到，就补打加密井，不能将就。运行的时候也有讲究，不能一下开足马力猛抽，得循序渐进，头三天先开一半的泵，让水位慢慢降，等水位降到基底以上2米左右，再把所有泵都打开，慢慢降到设计水位。这也是我之前跟老工长学的，说降水就像熬粥，得小火慢炖，不能急着开大火，不然周边土的应力变化太快，容易出现不均匀沉降，把旁边的田埂或路弄裂了，老百姓找过来更麻烦。我安排了专门的值班工人老周24小时盯着，每4小时测一次水位，记在专用的台账本上，我每天早上转现场第一件事就是翻这本子，比看手机还勤，就怕出岔子。抽出来的水都排到附近的市政雨水管网里，不能随便往农田里排，不然浇地的水又渗回来，等于白抽。3.2明排及截水系统施工光有管井不够，地表水、下雨的雨水、坡面的渗漏水，都得靠明排系统处理，相当于第二第三道防线。3.2.1坡顶截水沟在边坡上口线外面1米的地方，挖一条30厘米宽、40厘米深的截水沟，用M5水泥砂浆砌24厘米厚的砖墙，内侧抹2厘米厚的砂浆找平抹光，把坡顶的雨水、灌溉渠漏过来的水都拦住，顺着沟排到两端的市政管网里。每隔50米设一个40厘米见方的沉砂池，把水里的泥砂沉淀下来再排出去，不然泥砂堵了市政管网，人家排水所该找上门了。这个小细节还是上次去住建局开安全会的时候，别的项目总工提的，我当时就记在小本子上了，这次直接用上，省得后期出了问题再补改。我跟班组说，截水沟必须先做完，再往下挖土方，别小看这条小沟，之前雨季的时候，有个项目就是没做坡顶截水，雨水顺着坡流下去，把坡脚泡软了，塌了一大片，光清淤就干了三天。3.2.2坡面泄水孔我们的基坑按1:1.25放坡，坡面要挂钢丝网喷5厘米厚的混凝土防护，要是把坡面包得太死，里面的渗漏水排不出来，压力大了一样会把坡面冲垮。所以我们在坡面上打直径50毫米的PVC泄水管，长度1米，间距2米，梅花形布置，管头伸到坡体里面，外面稍微朝下斜一点，孔里面塞满碎石，把坡体里的渗漏水引出来。泄水孔的出口正对着坡面上的纵向排水沟，把引出来的水顺着坡排到坑底的集水沟里，不能随便冲坡脚。3.2.3坑底集水系统在基坑底的两侧，离坡脚30厘米的位置，挖30厘米宽、40厘米深的排水沟，用碎石铺底，表面抹一层砂浆，每隔30米设一个集水井，直径800毫米，深1.5米，用砖砌起来抹面，井底比沟底低1米，专门沉淀泥砂，防止抽的时候堵泵。坑底的渗水、顺着坡流下来的雨水，都顺着排水沟流到集水井里，再用潜水泵抽出去。我特意跟带班的李哥说，集水井的底一定要夯实，井壁要砌结实，不然抽水的时候塌了，泵就埋进去了——上次我们还真碰到过，捞泵捞了一下午，耽误事儿。4质量管控及安全保障措施光有施工方法还不够，怎么保证每一步都按要求做，怎么防止出现安全隐患，我也针对性地定了几条管控要求，说白了就是把规矩画在前头，谁都不能糊弄。4.1质量管控要点首先是管井的质量验收，每口井打完都要查井深、滤料填充量、洗井效果，试抽的时候水的含砂率不能超过万分之一，不然抽出来的水带砂，会把土层里的细颗粒带走，导致地面沉降，到时候麻烦就大了。然后是截水沟、排水沟的质量，要表面平整，没有裂缝、漏水的地方，我每次转现场都要顺沟走一遍，看见有漏水的地方，马上让班组补。还有就是水位和沉降监测，不仅要测基坑里的水位，还要测周边土路、田埂、自来水管旁边的沉降点，测量班的小徐每周测两次，有一次他说有个点降了2.8厘米，快到3厘米的预警值了，我赶紧让停了两口离农田近的井，后来水位稳住了，沉降也没再发展，虽然进度慢了点，但别出大事儿就行。4.2安全保障措施降排水的安全首先是用电，所有的潜水泵都要接漏电保护器，电线要架起来，不能泡在水里，值班的老周必须戴绝缘手套，不能湿手碰电箱，我让电工每天都检查一遍线路，有破皮的马上换。然后是坡顶的荷载，打井剩下的钻杆、砂石料，都不能放在截水沟旁边1米以内，不然压得边坡塌了，后果不堪设想。还有就是设备备用，潜水泵备3台备用的，坏了马上换，另外专门调了一台100千瓦的发电机放在现场，油箱加满，万一停电了，马上启动发电机供电，不然水涨上来泡了基底，刚做好的垫层就废了——上次园区里挖电缆，突然停了半天电，亏了有发电机，不然肯定出事。下雨的时候，雨停了不能马上下基坑，得先把边坡检查一遍，看看有没有裂缝、渗水、溜坡的情况，确认安全了再让工人下去。5突发险情应急处置预案当然了，工程施工变数多，哪怕前期准备得再充分，也可能碰到突发情况，所以我也提前做了应急处置的预案，真出了事儿，大家都知道该怎么处理，不至于乱成一团。5.1常见险情处置方法要是出现边坡小范围溜坡或者集中渗流，先把坡上的材料、设备都移走，减轻荷载，然后用沙袋堆在坡脚反压，再在溜坡的地方多打几个泄水孔，把里面的水引出来，等渗水量小了，再补挂网喷混凝土。要是坑底出现流砂、管涌，就是坑底的土往上冒水带砂，马上让所有人撤到安全地方，然后用沙土袋或者黏土回填反压，把涌水的地方压住，同时加开备用泵，加大降水力度，等水位降下去、涌水停了，再慢慢处理，绝对不能冒险挖土。要是遇到特大暴雨，基坑里积水涨得快，就把所有的备用泵都拉出来抽，同时安排人疏通坡顶的截水沟，防止雨水再往坑里流，雨太大的话就先停工，把人都撤上来，等雨停了、水排完了，检查一遍边坡再复工。5.2应急响应流程我跟所有现场人员都交代清楚了，不管看见什么险情，第一时间喊人撤，然后马上报告带班的，带班的报给我，我再根据情况报项目经理和相关部门，绝对不能瞒报，也不能自己偷偷处理。干了这么多年，我就怕有人出了事儿先自己扛着，扛不住了再报，那就晚了，所以我跟大家说，哪怕是虚惊一场，也得告诉我，骂两句都没关系，别