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摘要：通过采用深井（管井）井点降水设计施工，解决了在深水中采用钢板桩施工深基坑的目的，达到了预期效果。
关键词：管井降水；深基坑；施工技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
工程概况
新建铁路哈尔滨至齐齐哈尔客运专线松花江特大桥位于哈尔滨市既有滨洲线松花江桥下游50米处、横跨松花江干流，跨越主河道部分桥跨为 (1*77+3*156+1*77)四线系杆拱连续梁，设计速度200km/h，有砟轨道。主桥对应桥墩号为36-41#，桥梁基础设计施工方案为双壁钢围堰施工，混凝土水下封底，经施工单位优化施工方案采用拉森Ⅳ型钢板桩围堰施工，采用管井井点降水法施工基础。以38#平台为例，就基坑降水施工展开探讨。38#桥梁施工设计栈桥及施工平台高程为１１９．００ｍ，承台基础底面标高为102.７１９ｍ，松花江常水位为１１５.8ｍ，钢板桩围囹顶面设计标高为１１７.００ｍ，钢板桩围堰尺寸为27.9ｍ＊43.8m.钢板桩外侧水深为7m。在钢板桩外侧分别施工宽度为10米的施工平台，具体尺寸如下图。
二、管井降水设计计算
1、地质钻探
在施工平台用钻机在钢板桩围囹外侧进行地质钻探确认地质情况，根据地质钻探结果，确认在承台底面以下7m以下为淤泥质粘土，淤泥质粘土以上部分为粉土和砂土。
2、渗透系数及影响半径计算
沿施工平台进行抽水试验，在试验现场钻一孔抽水井，抽水井钻至不透水层，在距测井10m和30米位置处布置观测孔，以观测周围地下水变化，当地下水进入抽水井流量与抽水量相等且维持稳定时，测得此时的单位抽水量q，同时观测孔处测量其水头分别为h1和h2，计算渗透系数k。根据抽水试验，测得数据如下
q=1200m3/d，r1=10m，r2=30m，h1=3.111，h2=7.333,带入公式
得到k=9.5167m/d
根据水力坡度线确认在该种情况下，降水井的影响半径为90m.
3、管井的设计形式及参数确认
根据地质钻探结果和试验结果，确认土的渗透系数K为9.5167m/d；
H1---潜水含水层厚度,Ｈ１=１１５.7－１０２.７－7＝20ｍ
R---降水井影响半径(m) R =90ｍ
r0---引用基坑半径，对于矩形基坑，L=43.8m，B=27.9m， 所以r0=0.29(L+B) =20.793
S---基坑水位降深
rw---井点半径，设计井点管半径为0.3m
R0---基坑等效半径与降水井影响半径之和
l-管井过滤器进水部分长度
y0--单井井管进水长度
r1r2r3…ｒｎ―降水井距基坑中心的距离
Ｕ-围堰周长
ｑ１－单位渗流量
ｓ１―基坑开挖面以下降水深度，取4m
ｈ―――含水层到基坑开挖面的深度,取13m
4、基坑涌水量计算
根据上述确认参数，依据路桥施工计算手册中基坑总涌水量计算公式，在含水层为均质土并且有不漏板桩围堰时计算公式为
Ｑ=ｋＨＵｑ１其中
Ｈ-含水层厚度２０ｍ
Ｕ-围堰周长＝（２７.９＋４３.８）×２＝１４３.４ｍ
ｑ１-单位渗流量因为ｈ／（ｈ＋ｓ1）＝０．７６４，
（ｈ＋ｓ1）／Ｈ＝０．８５，所以根据路桥施工计算手册单位渗流量计算图确认ｑ１＝０.３５；
将上述数据代入公式计算基坑总涌水量为
Ｑ=９５５２.９ｍ３／ｄ
5、单位管井的出水量计算
ｑ＝１２０πｒｓ３√ｋ＝１２０＊π＊０．3*３√９．５１６７＝２３９．６４６（ｍ３／ｄ）
6、计算深井过滤器进水部分总长度为：
Ｑ/ｑ＝９5５２．９／２３９．６４６.25=４２．０５８ｍ
根据群井抽水单个深井（管井）过滤器浸水长度计算公式
计算得群井抽水单个深井（管井）过滤器浸水长度y0为11.75m.
此数值满足ny0(10*11.75=117.5)＞ 42.058m井的钻孔深度达到不透水层，取20m。
深井井点布置考虑该工程平面尺寸，经多次试排后确定10眼深井距基坑中心距离如下
7、基坑中心点水位降深计算
基坑中心点降水深度可按照下列公式计算
根据降水井排列布置图计算得
S=16.35m,满足施工需要。
8、群井涌水量计算
X1= 36.3509 lg X1=1.5605X2= 35.7466 lg X2=1.5532
X3= 32.9502 lg X3=1.5179X4= 34.0006 lg X4=1.5315
X5= 36.4297 lg X5=1.5622X6= 30.3433 lg X6=1.4819
X7= 31.3378lg X7=1.4961 X8= 28.8431 lg X8=1.4600
X9= 33.1429 lg X9=1.5204X10= 32.7345 lg X10=1.5150
因此lgx1、x2…x10=1.5605+1.5532+1.5179+1.5315+1.5622+1.4819+1.4961+1.4600+1.5204+1.5150=15.2221將上述数据代入上面公式，计算得
Q=9617m3
所以上述管井计算的总涌水量与基坑计算的总涌水量相近，故总涌水量，深井井点数和布置距离满足本工程降水需要。
三、管井降水系统施工
１、井管的选择
降水井井管采用薄壁钢管，壁厚１.５ｍｍ，钢管直径为０.５ｍ，孔隙率为４０％,外侧缠双层井底布。
2、滤料的选择
滤料选用圆度较好的硬质岩石滤料，规格满足D50=(6~~8)d50,不均匀系数小于2.
3、抽水设备的选择
抽水设备为深井泵，设计降水井出水量为70m3/d,深井泵采用100m3/d，扬程采用50m.
4、井的成孔
首先在设计管井的位置利用振拔锤先打入一根820mm的螺旋管，防止江水和降水井联通，护壁管打入江底面以下6米，然后在护壁管内进行管井施工，施工采用循环钻机，清水护壁，在井打到设计深度逐级下管井管，然后用滤料添灌均匀。
5、洗井及抽查降水井效果
将水泵设置在设计深度，成井后进行洗井，洗井进行24h，并检查降水井工作情况和水位降低情况，在单井合格后进行群井降水并进行基坑开挖。
四、几点体会
通过采用深井（管井）降水施工，缩短了工期，降低了工程成本，开创了在深水中施工桥梁基础不用双壁钢围堰和水下封底混凝土的先例，为今后深水桥梁施工提供了可以借鉴的宝贵经验。
参考文献
1、建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99） 中华人民共和国建设部
2、路桥施工计算手册 周水兴、何兆益、邹毅松等人民交通出版社
3、地基基础工程施工计算席永慧、徐伟中国建筑工业出版社
关键词：管井降水；深基坑；施工技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
工程概况
新建铁路哈尔滨至齐齐哈尔客运专线松花江特大桥位于哈尔滨市既有滨洲线松花江桥下游50米处、横跨松花江干流，跨越主河道部分桥跨为 (1*77+3*156+1*77)四线系杆拱连续梁，设计速度200km/h，有砟轨道。主桥对应桥墩号为36-41#，桥梁基础设计施工方案为双壁钢围堰施工，混凝土水下封底，经施工单位优化施工方案采用拉森Ⅳ型钢板桩围堰施工，采用管井井点降水法施工基础。以38#平台为例，就基坑降水施工展开探讨。38#桥梁施工设计栈桥及施工平台高程为１１９．００ｍ，承台基础底面标高为102.７１９ｍ，松花江常水位为１１５.8ｍ，钢板桩围囹顶面设计标高为１１７.００ｍ，钢板桩围堰尺寸为27.9ｍ＊43.8m.钢板桩外侧水深为7m。在钢板桩外侧分别施工宽度为10米的施工平台，具体尺寸如下图。
二、管井降水设计计算
1、地质钻探
在施工平台用钻机在钢板桩围囹外侧进行地质钻探确认地质情况，根据地质钻探结果，确认在承台底面以下7m以下为淤泥质粘土，淤泥质粘土以上部分为粉土和砂土。
2、渗透系数及影响半径计算
沿施工平台进行抽水试验，在试验现场钻一孔抽水井，抽水井钻至不透水层，在距测井10m和30米位置处布置观测孔，以观测周围地下水变化，当地下水进入抽水井流量与抽水量相等且维持稳定时，测得此时的单位抽水量q，同时观测孔处测量其水头分别为h1和h2，计算渗透系数k。根据抽水试验，测得数据如下
q=1200m3/d，r1=10m，r2=30m，h1=3.111，h2=7.333,带入公式
得到k=9.5167m/d
根据水力坡度线确认在该种情况下，降水井的影响半径为90m.
3、管井的设计形式及参数确认
根据地质钻探结果和试验结果，确认土的渗透系数K为9.5167m/d；
H1---潜水含水层厚度,Ｈ１=１１５.7－１０２.７－7＝20ｍ
R---降水井影响半径(m) R =90ｍ
r0---引用基坑半径，对于矩形基坑，L=43.8m，B=27.9m， 所以r0=0.29(L+B) =20.793
S---基坑水位降深
rw---井点半径，设计井点管半径为0.3m
R0---基坑等效半径与降水井影响半径之和
l-管井过滤器进水部分长度
y0--单井井管进水长度
r1r2r3…ｒｎ―降水井距基坑中心的距离
Ｕ-围堰周长
ｑ１－单位渗流量
ｓ１―基坑开挖面以下降水深度，取4m
ｈ―――含水层到基坑开挖面的深度,取13m
4、基坑涌水量计算
根据上述确认参数，依据路桥施工计算手册中基坑总涌水量计算公式，在含水层为均质土并且有不漏板桩围堰时计算公式为
Ｑ=ｋＨＵｑ１其中
Ｈ-含水层厚度２０ｍ
Ｕ-围堰周长＝（２７.９＋４３.８）×２＝１４３.４ｍ
ｑ１-单位渗流量因为ｈ／（ｈ＋ｓ1）＝０．７６４，
（ｈ＋ｓ1）／Ｈ＝０．８５，所以根据路桥施工计算手册单位渗流量计算图确认ｑ１＝０.３５；
将上述数据代入公式计算基坑总涌水量为
Ｑ=９５５２.９ｍ３／ｄ
5、单位管井的出水量计算
ｑ＝１２０πｒｓ３√ｋ＝１２０＊π＊０．3*３√９．５１６７＝２３９．６４６（ｍ３／ｄ）
6、计算深井过滤器进水部分总长度为：
Ｑ/ｑ＝９5５２．９／２３９．６４６.25=４２．０５８ｍ
根据群井抽水单个深井（管井）过滤器浸水长度计算公式
计算得群井抽水单个深井（管井）过滤器浸水长度y0为11.75m.
此数值满足ny0(10*11.75=117.5)＞ 42.058m井的钻孔深度达到不透水层，取20m。
深井井点布置考虑该工程平面尺寸，经多次试排后确定10眼深井距基坑中心距离如下
7、基坑中心点水位降深计算
基坑中心点降水深度可按照下列公式计算
根据降水井排列布置图计算得
S=16.35m,满足施工需要。
8、群井涌水量计算
X1= 36.3509 lg X1=1.5605X2= 35.7466 lg X2=1.5532
X3= 32.9502 lg X3=1.5179X4= 34.0006 lg X4=1.5315
X5= 36.4297 lg X5=1.5622X6= 30.3433 lg X6=1.4819
X7= 31.3378lg X7=1.4961 X8= 28.8431 lg X8=1.4600
X9= 33.1429 lg X9=1.5204X10= 32.7345 lg X10=1.5150
因此lgx1、x2…x10=1.5605+1.5532+1.5179+1.5315+1.5622+1.4819+1.4961+1.4600+1.5204+1.5150=15.2221將上述数据代入上面公式，计算得
Q=9617m3
所以上述管井计算的总涌水量与基坑计算的总涌水量相近，故总涌水量，深井井点数和布置距离满足本工程降水需要。
三、管井降水系统施工
１、井管的选择
降水井井管采用薄壁钢管，壁厚１.５ｍｍ，钢管直径为０.５ｍ，孔隙率为４０％,外侧缠双层井底布。
2、滤料的选择
滤料选用圆度较好的硬质岩石滤料，规格满足D50=(6~~8)d50,不均匀系数小于2.
3、抽水设备的选择
抽水设备为深井泵，设计降水井出水量为70m3/d,深井泵采用100m3/d，扬程采用50m.
4、井的成孔
首先在设计管井的位置利用振拔锤先打入一根820mm的螺旋管，防止江水和降水井联通，护壁管打入江底面以下6米，然后在护壁管内进行管井施工，施工采用循环钻机，清水护壁，在井打到设计深度逐级下管井管，然后用滤料添灌均匀。
5、洗井及抽查降水井效果
将水泵设置在设计深度，成井后进行洗井，洗井进行24h，并检查降水井工作情况和水位降低情况，在单井合格后进行群井降水并进行基坑开挖。
四、几点体会
通过采用深井（管井）降水施工，缩短了工期，降低了工程成本，开创了在深水中施工桥梁基础不用双壁钢围堰和水下封底混凝土的先例，为今后深水桥梁施工提供了可以借鉴的宝贵经验。
参考文献
1、建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99） 中华人民共和国建设部
2、路桥施工计算手册 周水兴、何兆益、邹毅松等人民交通出版社
3、地基基础工程施工计算席永慧、徐伟中国建筑工业出版社