1工程簡介

1.1項目工程概況

陽明東（動物園）220kV輸變電工程配套線路的設計電壓等級為電壓等級220kV和110kV；線路總回路數：220kV線路3回、110kV線路14回。在洪都北大道與陽明路交叉口的陽明路南側洪都北大道中心西側設3#工作井。

其中，3#工作井壁內徑∅12m，井深21.9m（不含底板封底混凝土厚度），頂管的管底標高為20.0m，3#工作井設計參數見表1，剖面見圖1。

表1 3#工作井設計主要參數表

圖1 3#工作井工程設計剖面圖

1.2周邊工程環境條件

本工程頂管隧道所經地段均為南昌市主要道路，交通繁忙，地下管線較復雜。3#井處洪都北大道之中，道路沿線埋有雨水箱涵，道路中心線埋有多種地下管線；3#井的西側為高7層的住宅樓，該樓基礎類型為淺基礎；緊鄰井的北側為陽明路隧道。據施工現場揭露，井周分布有地下障礙物，工作環境復雜。

1.3場地巖土條件及水文地質條件

1.3.1場地巖土構成

基坑開挖及支護深度范圍內，場地覆蓋層為雜填土、淤泥（局部）、粉質粘土、中砂、粗砂及強風化泥質粉砂巖，表層砼路面未單獨劃層，其一般厚度為0.2～0.3m。3#井的鉆孔揭露層厚及標高情況如表2所示。

表2各土層揭露層厚標高情況表

1.3.2含水層及水文地質條件

場地原始地貌為贛江沖積平原，地下水有2層。上部為上層滯水，埋藏相對較淺，一般在3.5m以內，水量一般，其補給來源主要為大氣降水、地表水及生活污水，管涵滲漏入滲。下部地下水為第四系孔隙潛水，微承壓，埋藏相對較深，根據勘測期間所測水位，一般在6.0～9.0m左右，水量豐富，其補給來源為贛江水系涇流側向補給，水位隨贛江水位、季節變化而變化，變化幅度一般在1～3m之間，經現場實測地下水位在地面以下9m（2015年5月份）。

勘察報告建議場地砂土的滲透系數為：第⑤層中細砂（8.35×10-3cm/s）=7.1m/d，第⑥層粗砂混礫石（9.0×10-3cm/s）=7.7m/d，第⑦層礫砂混卵石（1.27×10-1cm/s）=110m/d。另據大量的南昌市管井降水工程計算的⑤層中細砂、⑥層粗砂混礫石、⑦層礫砂混卵石綜合滲管系數可達100m/d。

2.管井設計

2.1設計依據

⑴會議紀要；⑵本工程的工程設計圖件；⑶本工程的勘測報告（江西省電力設計院）；⑷《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120）；⑸工程現狀條件及本次現場踏勘情況。

2.2管井設計的總體思路

3號工作井緊鄰青山湖隧道南側，圍護墻施工前期勘探過程中發現地下有很復雜地下障礙物，經與設計單位及有關專家反復討論，決定采用咬合樁圍護結構，全套管下鉆，破除障礙物，套管內清障。

對于大深度開挖基坑采用咬合樁圍護結構，存在較大安全風險，由于垂直度限制，下部樁體咬合存在很大不確定性。為此在2015年3月中旬開挖過程中進行上部試開挖，當開挖到地下14m即第1道腰梁位置時，從墻體測斜、地面沉降及地下水位觀察數據反映，基坑是安全的，當時坑外地下水位是地面以下9m，比坑內高出5m。

為減少下一步開挖施工風險，從經濟安全的角度出發，采用工作井內與工作井外降水相結合，可能地減小工作井內外的水位差，確保施工的正常進行，且保證井內作業人員設備及周邊環境安全[1]。據場地地質水文地質條件、含水巖組條件，綜合確定的水位控制情況如下：3#工作井，井外動水位按18.40m計算（坑底以上3.5m），井內動水位按22.40m（坑底以下0.5m）取值。

2.3管井設計

2.3.1管井降水的水文地質參數

管井降水的水文地質參數，是管井降水計算基本原始的計算參數，計算的水文地質參數見表3。

3#井按園型圍護體系，等效影響半徑ro按6m+管井離工作井外邊線距離4m，計算取10m。

2.3.2管井降水的影響半徑

管井降水的影響半徑按式⑴進行計算：R=10S·K0.5⑴

上式中：R為降水的影響半徑（m）；S為降深（m）；K為滲透系數（m/d）。

經計算管井降水的影響半徑分別為：3#工作井為940m。

2.3.3基坑總涌水量計算

采用承壓潛水—潛水非完整井基坑涌水量模型計算。計算簡圖如圖2所示。

均勻含水層承壓-潛水非完整井基坑涌水量可按式⑵進行計算：⑵

經計算，3#井基坑總涌水量12853.4m3/d。

2.3.4管井單井涌水量及管井個數

管井出水量計算公式如式⑺：q=65πld（K）0.333⑶

上式中：q為管井單井出水量（m3/d）；l為管井過濾器進水段長度（m）；d為管井過濾器直徑（m），取0.4m；K為含水層滲透系數（m/d），取100m/d。

經計算，3#井的單井出水量為1971.5m3/d。

據南昌工程一般潛水泵配備，3#工作井的降水井采用100m3/h即2400m3/d潛水泵。降水所需井數按式⑷進行計算。n=1.1×Q/q⑷

式中：Q基坑總涌水量（m3/d）；q單個管井涌水量（m3/d）；經計算，3#工作井降水管井個數7.17眼取8眼。

2.3.5管井設計

管井設計主要包括以下幾個方面[2]：

⑴成井直徑Φ800mm，深度25m，入強風化巖1.4m，保證足夠的進水段長度；

⑵采用鋼管作井管，井管井徑Φ400mm，上部為板管，下部為濾管，濾管長度不小于10m，濾管與板管采用電焊連接；

⑶濾管外壁包2層20目的濾網；

⑷井管外壁外環間隙填100～150mm的砂礫石作為反濾層，濾料礫徑為含水層顆粒粒徑的2～8倍，防止濾料含泥量過高；回填濾料頂面控制在濾管頂部3～5m為宜，濾料之上采用粘土回填進行上部上層滯水的止水處理；

⑸管井深度保證入風化基巖1.5以上，也即3#井管井深度大于25.9m、25.1m，確保管井的有效沉渣段。

⑹管井施工選用的設備為反循環鉆機施工設備施工，施工時盡可采用清水鉆進成孔，必須采用泥漿成井時成井結束后應進行洗井處理。

2.3.6降水監測

⑴監測內容

降水的監測內容包括以下內容[3]：

①支護體系、止水帷幕的滲水、水漬、線水現象監測，做好工作井內水量記錄，一旦變化異常，及時作出預警；

②工作井內的水位監測；

③工作井外的動態水位監測，監測點利用原Φ108降水井量測；

④周邊管線、城市道路、樓房變形的檢查。

⑵監測周期

監測周期為支護體系、止水帷幕的滲水、水漬、線水、工作井內外水位每天進行，周邊管線、城市道路、樓房變形的巡查以主。其中監測重點為監測周期為支護體系、止水帷幕的滲水、水漬、線水、工作井內外水位。

2.3.7排水

本次管井較為集中，加之就近有市政雨水方涵，管井抽出地下水采用軟管直接排入市政雨水管涵之中。

3管井試抽

單個管井試抽：從啟動潛水泵抽水半小時內，管內水位即可降到24m，停抽40min內管內水位上升到11m，從水位觀察孔中觀察，水位下降到地面下10.8m，水位下降很明顯。

8眼井聯合試抽：2d內地下水位下降到設計要求的18.4m，達到預定目標。

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