论文部分内容阅读
前言
砚台船闸位于洪泽县苏北灌溉总渠右堤2K+300处，通过一闸三首合用一闸室，而达到沟通总渠、砚临河及洪新排涝河的通航要求。新建船闸为Ⅳ级通航标准，过闸船舶以500级驳船为主，考虑兼顾1000t级船舶可以通航，工程总投资3500元。
1、基本資料
本工程船闸主体基坑开挖最深底高程为▽2.1m，工程地质勘察报告揭示的土质主要为2层粘土或粉质粘土和3层重粉质砂壤土，含水层主要为重粉质砂壤土。透水层主要分布在3层重粉质砂壤土高程▽-0.07～▽6.03层。
地下水位随上下游的水位升降而变化，上游水位一般为▽9.7m 左右，下游水位为▽10.3左右。地下水属潜水和微承压水，2.1层粘土为主要潜水含水层，3层重粉质砂壤土为微承压含水层。
根据工程地质勘察报告，场地内含水层岩性以粉砂为主，局部为粉质粘土夹粉砂薄层，粉质土的渗透系数K=3*10-4cm/s（0.26m/d）。
2、施工降水方案
根据本工程地下下水丰富，降水深、面积大、时间长的特点，船闸主体基坑（闸室、上下闸首、上下游翼墙）开挖采用井管降水。
2.1 闸室(含中闸首)基坑需井量：
船闸闸室段降水井打入不透水层，基坑涌水量采用承压完整井点系统涌水量计算，基坑降水至最低底板底下0.5m，即标高▽1.6m，则降水深度取下游水位最高值时的值。
基本资料：承压完整井涌水量Q=2.73KMS/(lgR-lgx0)。其中:K取K=3*10-4cm/s（0.26m/d），影响半径R取25m(根据建筑施工计算手册表3-2抽水影响半径R值选取)。M为透水层厚度▽-0.07～▽6.03，取为6.1m ，S降水深度8.7 m。
2.1.1闸室
基坑开挖总长L=120 m，基坑开挖总宽B=38 m，x0为引用基坑半径,本工程矩形基坑，面积为: A=120×38=4560m2， x0=η(L+B)/4， 因B/L=0.3选定系数η=1.13计算出x0=44.6m,R抽水半径R=44.6+25=69.6m将上述数据代入公式得:
Q=2.73KMS/(lgR-lgx0)=2.73×0.26×6.1×8.7/( lg69.6-lg44.6) =195m3/d
计算井点管数量和间距单井出水量q=65πdl×式中d为降水井管内径0.315m，l滤管长度本工程计划定为1m，K值同上，q=65*3.14*0.315*1*=41m3
闸室需要井点数量n=1.1Q/q=1.1×195/41=5.2，取n=6（口）
2.1.2 中闸首
a=12、b=24，a/b=0.5,基坑面积为: A=12×24=288m2， r0=0.565A（1/2），r0=9.6m，R抽水半径R=9.6+25=34.6m，K、M取值同上，外河水位较低为▽9.0m ，基坑面为▽4.6m，S降水深度取值为▽9.0m-▽4.1m=4.9m将上述数据代入公式得:
Q=2.73KMS/(lgR-lgx0) =2.73×0.26×6.1×4.9/（lg34.6-lg9.6）=39 m3/d
单井出水量q同上为41m3
中闸首需要井点数量n=1.1Q/q=1.1×39/41=1.1，取n=2（口）
闸室(含中闸首共需井点数量为6+2=8口。
井点管间距平均为D=2（L+B）/n=2(120+38)/8=39.5m，取间距为30m
2.2 上闸首基坑需井量
上闸首a=20、b=34，a/b=0.6,基坑面积为: A=20×34=680m2，K、M取值同上，S降水深度取值为▽9.7m-▽1.6m=8.1m ，r0=0.565A（1/2）=14.7m，R抽水半径R=14.7+25=39.7m将上述数据代入公式得:
Q=2.73KMS/(lgR-lgx0) =2.73×0.26×6.1×8.1/（lg39.7-lg14.7）=82 m3/d
单井出水量q同上为41m3
需要井点数量
n=1.1Q/q=1.1×82/41=2.2，取n=3（口），考虑在四角各布一口井，则需4口。
2.3 下闸首基坑需井量
下闸首基坑尺寸同上闸首，但外河水位比上闸首高0.6m，则降水深度S= 8.7 m，
Q =2.73×0.26×6.1×8.7/（lg39.7-lg14.7）=88 m3/d
需要井点数量
n=1.1Q/q=1.1×88/41=2.1，取n=3（口），考虑在四角各布一口井，则需4口。
2.4 上、下游冀墙基坑降水
上下游冀墙基坑虽在闸首井管控制范围内可不设降水井，但距外河较近，故在上下游冀墙基坑1米外两侧和中间各设一降水井，共需布置6口。
2.5 降水井布置
据以上计算结果，在基坑四周共布置22口降水井（其中：上闸首4口, 闸室8口, 下闸首4口，上、下游翼墙各3口），降水井打入不透水层高程▽-2.5,井深9m，如下图所示。
2.6井点结构：
管井采用在▽6.5设2m平台钻孔，成孔直径为60cm，透水管为直径31.5cmPVC波纹管，井管外包孔径100目的玻璃丝布两层，节与节之间用铁丝捆扎牢固。其外填粗砂和碎石混合滤料，厚15cm。每个井中配置5.5kw潜水泵一台，扬程为25米。
3、结论
砚台船闸运用井管降水，通过近10个月的使用，地下位一直控制在基坑土面50cm以下，基坑土面一直处于干燥状态，便于了工程的顺利实施。管井降水井距大，易于布置，排水量大，降水设备简单，对于类似本工程渗透系数大（20～250m3/d），地下水丰富，降水深，面积大，时间长的降水工程均可使用，可代替多组轻型井点作用。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
砚台船闸位于洪泽县苏北灌溉总渠右堤2K+300处，通过一闸三首合用一闸室，而达到沟通总渠、砚临河及洪新排涝河的通航要求。新建船闸为Ⅳ级通航标准，过闸船舶以500级驳船为主，考虑兼顾1000t级船舶可以通航，工程总投资3500元。
1、基本資料
本工程船闸主体基坑开挖最深底高程为▽2.1m，工程地质勘察报告揭示的土质主要为2层粘土或粉质粘土和3层重粉质砂壤土，含水层主要为重粉质砂壤土。透水层主要分布在3层重粉质砂壤土高程▽-0.07～▽6.03层。
地下水位随上下游的水位升降而变化，上游水位一般为▽9.7m 左右，下游水位为▽10.3左右。地下水属潜水和微承压水，2.1层粘土为主要潜水含水层，3层重粉质砂壤土为微承压含水层。
根据工程地质勘察报告，场地内含水层岩性以粉砂为主，局部为粉质粘土夹粉砂薄层，粉质土的渗透系数K=3*10-4cm/s（0.26m/d）。
2、施工降水方案
根据本工程地下下水丰富，降水深、面积大、时间长的特点，船闸主体基坑（闸室、上下闸首、上下游翼墙）开挖采用井管降水。
2.1 闸室(含中闸首)基坑需井量：
船闸闸室段降水井打入不透水层，基坑涌水量采用承压完整井点系统涌水量计算，基坑降水至最低底板底下0.5m，即标高▽1.6m，则降水深度取下游水位最高值时的值。
基本资料：承压完整井涌水量Q=2.73KMS/(lgR-lgx0)。其中:K取K=3*10-4cm/s（0.26m/d），影响半径R取25m(根据建筑施工计算手册表3-2抽水影响半径R值选取)。M为透水层厚度▽-0.07～▽6.03，取为6.1m ，S降水深度8.7 m。
2.1.1闸室
基坑开挖总长L=120 m，基坑开挖总宽B=38 m，x0为引用基坑半径,本工程矩形基坑，面积为: A=120×38=4560m2， x0=η(L+B)/4， 因B/L=0.3选定系数η=1.13计算出x0=44.6m,R抽水半径R=44.6+25=69.6m将上述数据代入公式得:
Q=2.73KMS/(lgR-lgx0)=2.73×0.26×6.1×8.7/( lg69.6-lg44.6) =195m3/d
计算井点管数量和间距单井出水量q=65πdl×式中d为降水井管内径0.315m，l滤管长度本工程计划定为1m，K值同上，q=65*3.14*0.315*1*=41m3
闸室需要井点数量n=1.1Q/q=1.1×195/41=5.2，取n=6（口）
2.1.2 中闸首
a=12、b=24，a/b=0.5,基坑面积为: A=12×24=288m2， r0=0.565A（1/2），r0=9.6m，R抽水半径R=9.6+25=34.6m，K、M取值同上，外河水位较低为▽9.0m ，基坑面为▽4.6m，S降水深度取值为▽9.0m-▽4.1m=4.9m将上述数据代入公式得:
Q=2.73KMS/(lgR-lgx0) =2.73×0.26×6.1×4.9/（lg34.6-lg9.6）=39 m3/d
单井出水量q同上为41m3
中闸首需要井点数量n=1.1Q/q=1.1×39/41=1.1，取n=2（口）
闸室(含中闸首共需井点数量为6+2=8口。
井点管间距平均为D=2（L+B）/n=2(120+38)/8=39.5m，取间距为30m
2.2 上闸首基坑需井量
上闸首a=20、b=34，a/b=0.6,基坑面积为: A=20×34=680m2，K、M取值同上，S降水深度取值为▽9.7m-▽1.6m=8.1m ，r0=0.565A（1/2）=14.7m，R抽水半径R=14.7+25=39.7m将上述数据代入公式得:
Q=2.73KMS/(lgR-lgx0) =2.73×0.26×6.1×8.1/（lg39.7-lg14.7）=82 m3/d
单井出水量q同上为41m3
需要井点数量
n=1.1Q/q=1.1×82/41=2.2，取n=3（口），考虑在四角各布一口井，则需4口。
2.3 下闸首基坑需井量
下闸首基坑尺寸同上闸首，但外河水位比上闸首高0.6m，则降水深度S= 8.7 m，
Q =2.73×0.26×6.1×8.7/（lg39.7-lg14.7）=88 m3/d
需要井点数量
n=1.1Q/q=1.1×88/41=2.1，取n=3（口），考虑在四角各布一口井，则需4口。
2.4 上、下游冀墙基坑降水
上下游冀墙基坑虽在闸首井管控制范围内可不设降水井，但距外河较近，故在上下游冀墙基坑1米外两侧和中间各设一降水井，共需布置6口。
2.5 降水井布置
据以上计算结果，在基坑四周共布置22口降水井（其中：上闸首4口, 闸室8口, 下闸首4口，上、下游翼墙各3口），降水井打入不透水层高程▽-2.5,井深9m，如下图所示。
2.6井点结构：
管井采用在▽6.5设2m平台钻孔，成孔直径为60cm，透水管为直径31.5cmPVC波纹管，井管外包孔径100目的玻璃丝布两层，节与节之间用铁丝捆扎牢固。其外填粗砂和碎石混合滤料，厚15cm。每个井中配置5.5kw潜水泵一台，扬程为25米。
3、结论
砚台船闸运用井管降水，通过近10个月的使用，地下位一直控制在基坑土面50cm以下，基坑土面一直处于干燥状态，便于了工程的顺利实施。管井降水井距大，易于布置，排水量大，降水设备简单，对于类似本工程渗透系数大（20～250m3/d），地下水丰富，降水深，面积大，时间长的降水工程均可使用，可代替多组轻型井点作用。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。