大慶降水工程方案的選擇需要綜合考慮多方面因素,以下是詳細(xì)的選擇要點:
一、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件
地層巖性:
了解場地內(nèi)的地層分布,如黏性土、砂性土、礫石層等不同土質(zhì)的厚度與埋深。例如,若以黏性土為主,其滲透性相對較差,可能適合采用輕型井點降水;若存在深厚的砂性土層,降水難度較大,深井井點或許更為合適,因為砂性土透水性強,需要更大的抽排水能力。
對于有特殊土質(zhì)如膨脹土、濕陷性黃土的場地,還要考慮降水對土體性質(zhì)的影響,避免引發(fā)地基變形等次生問題。
含水層特性:
確定含水層的類型(潛水、承壓水)、水位埋深、含水層厚度及富水性。潛水含水層一般與大氣降水聯(lián)系緊密,水位季節(jié)性變化明顯,降水方案要適應(yīng)這種波動;承壓水則有穩(wěn)定的水頭壓力,降水時需防止減壓不當(dāng)引發(fā)周邊地面沉降,像在沿海地區(qū)的承壓水層附近施工,就要精準(zhǔn)控制降水幅度。
測定含水層的滲透系數(shù),滲透系數(shù)大的含水層(如粗砂、礫石含水層滲透系數(shù)可達(dá)數(shù)十米每天甚至更高),需要高流量的降水設(shè)備,如大口徑深井泵,以保證有效降低水位;滲透系數(shù)小的(如黏土含水層滲透系數(shù)可能小于0.1米每天),可優(yōu)先選用真空井點等溫和的降水方式。
二、工程環(huán)境
周邊建筑物與構(gòu)筑物:
調(diào)查周邊建筑物的基礎(chǔ)形式(淺基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ))、結(jié)構(gòu)類型(磚混、框架等)、建成年代及沉降敏感度。對于年代久遠(yuǎn)、基礎(chǔ)淺且為磚混結(jié)構(gòu)的敏感建筑,降水方案要嚴(yán)格控制降水引起的地面沉降,可采用回灌技術(shù),在降水井周圍布置回灌井,將抽出的水經(jīng)過處理后回灌到地下,維持周邊地下水位穩(wěn)定,防止建筑物因失水沉降。
靠近軌道交通設(shè)施時,更要慎之又慎,不僅要限制地面沉降,還要避免因降水導(dǎo)致地下水流向改變,影響軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,此時需要與軌道交通部門協(xié)同,開展專項水文地質(zhì)監(jiān)測,依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)實時調(diào)整降水策略。
地下管線分布:
查明各類地下管線(供水、排水、燃?xì)?、電力、通訊等)的走向、埋深、材質(zhì)及管節(jié)連接方式。對于柔性接口的排水管線,相對來說對沉降適應(yīng)能力稍強,但仍需關(guān)注;而剛性接口的供水管線一旦沉降不均,極易發(fā)生破裂泄漏。降水井布置應(yīng)盡量避開管線,若無法避開,要采取針對性的防護措施,如對管線進(jìn)行懸吊、加固,同時通過數(shù)值模擬預(yù)測降水對管線的影響,提前制定應(yīng)急預(yù)案。
三、工程要求與降水目標(biāo)
降水深度與范圍:
根據(jù)基礎(chǔ)施工方案,確定所需的降水深度,如筏板基礎(chǔ)施工可能要求將地下水位降至基底以下0.5-1米,不同深度的基坑對降水有不同需求。對于大面積的基坑工程,不僅要保證基坑內(nèi)部降水達(dá)標(biāo),還要關(guān)注降水對周邊區(qū)域的波及范圍,防止對相鄰地塊造成不必要的影響,可結(jié)合場地地形、水文地質(zhì)條件,利用數(shù)值模型模擬不同降水方案下的水位降深分布,優(yōu)化降水井布局。
降水時間要求:
明確工程工期內(nèi)降水起止時間,若工期緊張,需要快速降低地下水位,像一些搶險救災(zāi)工程,可能要優(yōu)先選用成井快、降水效率高的方案,如大口徑管井結(jié)合大功率水泵;若施工周期較長,對降水速度要求不高,則可綜合考慮成本、穩(wěn)定性等因素,選用常規(guī)的井點降水系統(tǒng),并做好長期運行維護準(zhǔn)備。
四、經(jīng)濟成本
設(shè)備購置與租賃費用:
對比不同降水設(shè)備的價格,如輕型井點設(shè)備相對便宜,但適用范圍有限;深井井點的成井設(shè)備、深井泵等造價較高。同時考慮租賃市場行情,對于短期工程,租賃可能更劃算;長期項目若設(shè)備利用率高,購置自有設(shè)備在綜合成本上可能更優(yōu)。
施工與運行成本:
施工成本涵蓋成井、安裝、調(diào)試等環(huán)節(jié)費用,深井井點成井工藝復(fù)雜,成本高,而輕型井點施工相對簡便。運行成本包括水電費、設(shè)備維護費、人工值守費等,大功率的降水設(shè)備運行成本高,像一些大型基坑采用的多級深井降水,耗電量大,需綜合權(quán)衡降水效果與運行成本,通過優(yōu)化運行時段(如在非關(guān)鍵施工時段適當(dāng)降低水泵功率)、采用節(jié)能設(shè)備等降低成本。
五、施工技術(shù)與可行性
施工隊伍技術(shù)能力:
評估施工團隊對各類降水技術(shù)的掌握程度,若施工人員熟悉輕型井點施工,且該方案能滿足工程基本需求,可優(yōu)先選用,確保施工質(zhì)量與進(jìn)度;對于復(fù)雜的深井降水、地下水控制一體化項目,要求施工隊伍具備巖土工程勘察、水文地質(zhì)計算、成井工藝等多方面專業(yè)技能,否則可能因施工不當(dāng)導(dǎo)致降水失敗或引發(fā)安全問題。
場地施工條件:
考慮場地空間是否允許大型設(shè)備進(jìn)場、安裝,若場地狹窄,像老舊城區(qū)改造項目,大型深井鉆機難以施展,就需選擇占地面積小的降水方式,如小型真空井點或簡易的明排降水(適用于淺層少量積水情況);還要關(guān)注場地的交通便利性,方便設(shè)備、材料運輸及后期維護,若交通不便,會增加施工成本與難度,間接影響降水方案的選擇。
在實際選擇中,往往需要專業(yè)工程師通過詳細(xì)勘察、數(shù)值模擬、多方案比選等手段,權(quán)衡上述各因素,制定出最適宜的降水工程方案。