大庆降水工程方案的选择需要综合考虑多方面因素,以下是详细的选择要点:
一、工程地质与水文地质条件
地层岩性:
了解场地内的地层分布,如黏性土、砂性土、砾石层等不同土质的厚度与埋深。例如,若以黏性土为主,其渗透性相对较差,可能适合采用轻型井点降水;若存在深厚的砂性土层,降水难度较大,深井井点或许更为合适,因为砂性土透水性强,需要更大的抽排水能力。
对于有特殊土质如膨胀土、湿陷性黄土的场地,还要考虑降水对土体性质的影响,避免引发地基变形等次生问题。
含水层特性:
确定含水层的类型(潜水、承压水)、水位埋深、含水层厚度及富水性。潜水含水层一般与大气降水联系紧密,水位季节性变化明显,降水方案要适应这种波动;承压水则有稳定的水头压力,降水时需防止减压不当引发周边地面沉降,像在沿海地区的承压水层附近施工,就要精准控制降水幅度。
测定含水层的渗透系数,渗透系数大的含水层(如粗砂、砾石含水层渗透系数可达数十米每天甚至更高),需要高流量的降水设备,如大口径深井泵,以保证有效降低水位;渗透系数小的(如黏土含水层渗透系数可能小于0.1米每天),可优先选用真空井点等温和的降水方式。
二、工程环境
周边建筑物与构筑物:
调查周边建筑物的基础形式(浅基础、桩基础)、结构类型(砖混、框架等)、建成年代及沉降敏感度。对于年代久远、基础浅且为砖混结构的敏感建筑,降水方案要严格控制降水引起的地面沉降,可采用回灌技术,在降水井周围布置回灌井,将抽出的水经过处理后回灌到地下,维持周边地下水位稳定,防止建筑物因失水沉降。
靠近轨道交通设施时,更要慎之又慎,不仅要限制地面沉降,还要避免因降水导致地下水流向改变,影响轨道结构的稳定性,此时需要与轨道交通部门协同,开展专项水文地质监测,依据监测数据实时调整降水策略。
地下管线分布:
查明各类地下管线(供水、排水、燃气、电力、通讯等)的走向、埋深、材质及管节连接方式。对于柔性接口的排水管线,相对来说对沉降适应能力稍强,但仍需关注;而刚性接口的供水管线一旦沉降不均,极易发生破裂泄漏。降水井布置应尽量避开管线,若无法避开,要采取针对性的防护措施,如对管线进行悬吊、加固,同时通过数值模拟预测降水对管线的影响,提前制定应急预案。
三、工程要求与降水目标
降水深度与范围:
根据基础施工方案,确定所需的降水深度,如筏板基础施工可能要求将地下水位降至基底以下0.5-1米,不同深度的基坑对降水有不同需求。对于大面积的基坑工程,不仅要保证基坑内部降水达标,还要关注降水对周边区域的波及范围,防止对相邻地块造成不必要的影响,可结合场地地形、水文地质条件,利用数值模型模拟不同降水方案下的水位降深分布,优化降水井布局。
降水时间要求:
明确工程工期内降水起止时间,若工期紧张,需要快速降低地下水位,像一些抢险救灾工程,可能要优先选用成井快、降水效率高的方案,如大口径管井结合大功率水泵;若施工周期较长,对降水速度要求不高,则可综合考虑成本、稳定性等因素,选用常规的井点降水系统,并做好长期运行维护准备。
四、经济成本
设备购置与租赁费用:
对比不同降水设备的价格,如轻型井点设备相对便宜,但适用范围有限;深井井点的成井设备、深井泵等造价较高。同时考虑租赁市场行情,对于短期工程,租赁可能更划算;长期项目若设备利用率高,购置自有设备在综合成本上可能更优。
施工与运行成本:
施工成本涵盖成井、安装、调试等环节费用,深井井点成井工艺复杂,成本高,而轻型井点施工相对简便。运行成本包括水电费、设备维护费、人工值守费等,大功率的降水设备运行成本高,像一些大型基坑采用的多级深井降水,耗电量大,需综合权衡降水效果与运行成本,通过优化运行时段(如在非关键施工时段适当降低水泵功率)、采用节能设备等降低成本。
五、施工技术与可行性
施工队伍技术能力:
评估施工团队对各类降水技术的掌握程度,若施工人员熟悉轻型井点施工,且该方案能满足工程基本需求,可优先选用,确保施工质量与进度;对于复杂的深井降水、地下水控制一体化项目,要求施工队伍具备岩土工程勘察、水文地质计算、成井工艺等多方面专业技能,否则可能因施工不当导致降水失败或引发安全问题。
场地施工条件:
考虑场地空间是否允许大型设备进场、安装,若场地狭窄,像老旧城区改造项目,大型深井钻机难以施展,就需选择占地面积小的降水方式,如小型真空井点或简易的明排降水(适用于浅层少量积水情况);还要关注场地的交通便利性,方便设备、材料运输及后期维护,若交通不便,会增加施工成本与难度,间接影响降水方案的选择。
在实际选择中,往往需要专业工程师通过详细勘察、数值模拟、多方案比选等手段,权衡上述各因素,制定出最适宜的降水工程方案。