管井降水的設(shè)計與施工

1、2015年第3期(總第156期江西建材施工技術(shù)管井降水的設(shè)計與施工■劉鵬，李坤南京市長江河道管理處，江蘇南京210011摘要：水工建筑物基礎(chǔ)位于含水層時，需要進行降排水，創(chuàng)造干地作業(yè)條件。本文通過對管井降水思路的梳理和施工工藝的介紹，方便大家在施工實例中借鑒和參考。關(guān)鍵詞：管井設(shè)計施工工藝1引言水工建筑物在開挖深基坑過程中，基礎(chǔ)深度一旦超過地下水位埋深，由于含水層被切斷，在壓差作用下，地下水會不斷滲流人基坑，造成基坑浸水，使現(xiàn)場施工條件

2、變差，邊坡穩(wěn)定性、地基承載力下降。為保證施工安全，應(yīng)采取有效的降水措施。對于地下水豐富、降水深、面積大、滲透系數(shù)大、土質(zhì)為粉砂類土的施工環(huán)境，多采用管井降水。通過均勻布井，控制單井落差，使水位降深滿足施工要求，同時減少對地層的擾動和對原有建筑物的影響，避免周圍地面產(chǎn)生過大的沉降。根據(jù)地下水有無壓力、管井底部是否達到不透水層，管井分為無壓完整井、無壓非完整井、承壓完整井、承壓非完整井，以無壓完整井為例用水井理論分析管井的設(shè)計與施工。2管井

3、的設(shè)計思路21基坑等效化將開挖的基坑等效化為一口大井，用大井法計算基坑總的涌水量。總涌水量：Q女=1366K(2H—S)S／lg(1fL／r)參數(shù)的確定：Q大——總涌水(m／d)R——群井降水影響半徑(m)，抽水影響半徑與土的滲透系數(shù)、水位降落值及抽水時間有關(guān)，水位穩(wěn)定后可按庫薩金公式求出：R=2S(，也可由帶觀測井的抽水試驗得出。r_一基坑等效半徑(m)，矩形基坑r=029(ab)，a、b為基坑的長、短邊。s——水位降落值(m)，一般

4、降到操作面下05～1m。H——含水層厚度(m)，綜合以往施工經(jīng)驗和降水井的深度及地層來確定。也可先假定一個數(shù)值，按完整井模型，采用含水層厚度按1米間隔遞增，計算涌水量，然后按非完整井模型，以同樣的方法計算總涌水量，它們會有一個重合點，再結(jié)合經(jīng)驗確定含水層厚度。K——滲透系數(shù)m／d，可用現(xiàn)場抽水試驗測定，計算中取各土層滲透系數(shù)的加權(quán)平均數(shù)。22確定單井出水量根據(jù)裘布依公式：Q照=1366K(2H—S0)So／lgR／ro參數(shù)的確定：Q望一

5、單井在無干擾井下的出水量(m／d)；fn一抽水井半徑(m)；So一管中的水位降落值(m)；1——濾管長度(m)＼LJSnH，，／，／，／1123確定管井的數(shù)量n在群井同時抽水的狀態(tài)下，每個單井的出水量會減少，形成干擾群井，因此在Q單的基礎(chǔ)上乘以一個小于1的系數(shù)，則Q=aQ單。n=Q大／Q’單即用總的涌水量除以修正后單井出水量，再加以一定的富余系數(shù)B，B一般不小于11n=Bn24確定管井的間距管井一般基坑周圍離邊坡上緣2米左右環(huán)形布置，深

6、度應(yīng)比所需降水的深度深6～8米，井距一般為8～15米，井距太大降水效果不好，同時考慮水泵損壞時，維修的間隔不能給附近的水位造成過大的提升。通常按實際部署檢查疏干基坑中心點0設(shè)計水位時裝置的總涌水量Q實總，Q宴總=1366K(2H—S)S／lg(Rr)一lg(x1x2x3x)／“若Q實總nQ井距、井數(shù)滿足降水要求。x為井點位置至基坑中心點的距離。25水泵的選擇水泵流量與管井的出水能力相匹配，水泵小時，達不到降深要求；水泵大時，抽水不能連續(xù)

7、，增加維護難度，對地層影響較大。水泵功率N(kw)一般與流量有關(guān)：N=KQH／75~12K——安全系數(shù)；Q——基坑涌水量(m／d)；一泵效率，一般取04～05；2——動力機械效率，一般取075～085施工現(xiàn)場一般準備大中小各種規(guī)格水泵，以便在現(xiàn)場調(diào)配。3管井的施工31工藝流程測放井位——護筒埋設(shè)——鉆機就位——鉆孔——清孔——下井管——填放濾料——洗井——試抽——成井。32管井結(jié)構(gòu)管井上、下部各有一節(jié)不透水管，中間為透水管，井管內(nèi)徑與單

8、井要求出水量、水泵直徑、施工機械及井管的市場規(guī)格有關(guān)。井壁外裹2～3層尼龍網(wǎng)作濾網(wǎng)，外纏10～15mm的鐵絲固定，井壁與井筒之問填放粗濾料，上口用粘土封填，以防上層滯水流人。井管底部用鋼板封底，接頭用電焊接頭，井管底與井底之間填300mm厚的2～4cm碎石，防止井管下沉。33施工技術(shù)要點(i)鉆孔過程中，認真填寫施工記錄，記錄地層變化情況、含水層巖性及頂板深度和厚度，以及清水或泥漿的漏失情況；(2)安裝井管前必須清理井底沉渣，稀釋泥漿，

9、比重不大于125，填料之前再次稀釋泥漿，比重不大于115，填料后立即進行洗井，水徹底抽清，保證濾網(wǎng)暢通；(3)水泵應(yīng)置于設(shè)計深度，吸水口應(yīng)始終保持在動水位以下。水泵排水管線及電源線的鋪設(shè)安裝嚴格按規(guī)范要求進行；(4)對單井進行試抽試驗檢查降水效果，水位下降速度和出水量。定期取樣檢測含砂率，保證含砂率不大于05％e；(5)為保證降水工作順利進行，在施工期間不能停電或做好應(yīng)對停電的預(yù)案，使管井連續(xù)、穩(wěn)定降水。4結(jié)束語基坑管井降水由于土層水文

10、地質(zhì)條件的復(fù)雜性，有關(guān)參數(shù)如滲透系數(shù)、抽水影響半徑等取值的準確性將影響管井系統(tǒng)涌水量的計算成果。因此利用水井理論必須與場地實際情況相聯(lián)系，在降水實踐中采用信息化施工，定時檢測降深、涌水量；采用抽水試驗驗證降水效果，進一步優(yōu)化降水設(shè)計的施工方案。參考文獻[1]建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范(JGJ／T1l1—98)[s][2]姚天強，石振華基坑降水手冊[M]中國建筑工業(yè)出版社，20061032015年第3期(總第156期江西建材施工技術(shù)管井降

11、水的設(shè)計與施工■劉鵬，李坤南京市長江河道管理處，江蘇南京210011摘要：水工建筑物基礎(chǔ)位于含水層時，需要進行降排水，創(chuàng)造干地作業(yè)條件。本文通過對管井降水思路的梳理和施工工藝的介紹，方便大家在施工實例中借鑒和參考。關(guān)鍵詞：管井設(shè)計施工工藝1引言水工建筑物在開挖深基坑過程中，基礎(chǔ)深度一旦超過地下水位埋深，由于含水層被切斷，在壓差作用下，地下水會不斷滲流人基坑，造成基坑浸水，使現(xiàn)場施工條件變差，邊坡穩(wěn)定性、地基承載力下降。為保證施工安全，應(yīng)

12、采取有效的降水措施。對于地下水豐富、降水深、面積大、滲透系數(shù)大、土質(zhì)為粉砂類土的施工環(huán)境，多采用管井降水。通過均勻布井，控制單井落差，使水位降深滿足施工要求，同時減少對地層的擾動和對原有建筑物的影響，避免周圍地面產(chǎn)生過大的沉降。根據(jù)地下水有無壓力、管井底部是否達到不透水層，管井分為無壓完整井、無壓非完整井、承壓完整井、承壓非完整井，以無壓完整井為例用水井理論分析管井的設(shè)計與施工。2管井的設(shè)計思路21基坑等效化將開挖的基坑等效化為一口大井

13、，用大井法計算基坑總的涌水量?？傆克浚篞女=1366K(2H—S)S／lg(1fL／r)參數(shù)的確定：Q大——總涌水(m／d)R——群井降水影響半徑(m)，抽水影響半徑與土的滲透系數(shù)、水位降落值及抽水時間有關(guān)，水位穩(wěn)定后可按庫薩金公式求出：R=2S(，也可由帶觀測井的抽水試驗得出。r_一基坑等效半徑(m)，矩形基坑r=029(ab)，a、b為基坑的長、短邊。s——水位降落值(m)，一般降到操作面下05～1m。H——含水層厚度(m)，綜合

14、以往施工經(jīng)驗和降水井的深度及地層來確定。也可先假定一個數(shù)值，按完整井模型，采用含水層厚度按1米間隔遞增，計算涌水量，然后按非完整井模型，以同樣的方法計算總涌水量，它們會有一個重合點，再結(jié)合經(jīng)驗確定含水層厚度。K——滲透系數(shù)m／d，可用現(xiàn)場抽水試驗測定，計算中取各土層滲透系數(shù)的加權(quán)平均數(shù)。22確定單井出水量根據(jù)裘布依公式：Q照=1366K(2H—S0)So／lgR／ro參數(shù)的確定：Q望一單井在無干擾井下的出水量(m／d)；fn一抽水井半徑

15、(m)；So一管中的水位降落值(m)；1——濾管長度(m)＼LJSnH，，／，／，／1123確定管井的數(shù)量n在群井同時抽水的狀態(tài)下，每個單井的出水量會減少，形成干擾群井，因此在Q單的基礎(chǔ)上乘以一個小于1的系數(shù)，則Q=aQ單。n=Q大／Q’單即用總的涌水量除以修正后單井出水量，再加以一定的富余系數(shù)B，B一般不小于11n=Bn24確定管井的間距管井一般基坑周圍離邊坡上緣2米左右環(huán)形布置，深度應(yīng)比所需降水的深度深6～8米，井距一般為8～15米

16、，井距太大降水效果不好，同時考慮水泵損壞時，維修的間隔不能給附近的水位造成過大的提升。通常按實際部署檢查疏干基坑中心點0設(shè)計水位時裝置的總涌水量Q實總，Q宴總=1366K(2H—S)S／lg(Rr)一lg(x1x2x3x)／“若Q實總nQ井距、井數(shù)滿足降水要求。x為井點位置至基坑中心點的距離。25水泵的選擇水泵流量與管井的出水能力相匹配，水泵小時，達不到降深要求；水泵大時，抽水不能連續(xù)，增加維護難度，對地層影響較大。水泵功率N(kw)一

17、般與流量有關(guān)：N=KQH／75~12K——安全系數(shù)；Q——基坑涌水量(m／d)；一泵效率，一般取04～05；2——動力機械效率，一般取075～085施工現(xiàn)場一般準備大中小各種規(guī)格水泵，以便在現(xiàn)場調(diào)配。3管井的施工31工藝流程測放井位——護筒埋設(shè)——鉆機就位——鉆孔——清孔——下井管——填放濾料——洗井——試抽——成井。32管井結(jié)構(gòu)管井上、下部各有一節(jié)不透水管，中間為透水管，井管內(nèi)徑與單井要求出水量、水泵直徑、施工機械及井管的市場規(guī)格有關(guān)

18、。井壁外裹2～3層尼龍網(wǎng)作濾網(wǎng)，外纏10～15mm的鐵絲固定，井壁與井筒之問填放粗濾料，上口用粘土封填，以防上層滯水流人。井管底部用鋼板封底，接頭用電焊接頭，井管底與井底之間填300mm厚的2～4cm碎石，防止井管下沉。33施工技術(shù)要點(i)鉆孔過程中，認真填寫施工記錄，記錄地層變化情況、含水層巖性及頂板深度和厚度，以及清水或泥漿的漏失情況；(2)安裝井管前必須清理井底沉渣，稀釋泥漿，比重不大于125，填料之前再次稀釋泥漿，比重不大于1

19、15，填料后立即進行洗井，水徹底抽清，保證濾網(wǎng)暢通；(3)水泵應(yīng)置于設(shè)計深度，吸水口應(yīng)始終保持在動水位以下。水泵排水管線及電源線的鋪設(shè)安裝嚴格按規(guī)范要求進行；(4)對單井進行試抽試驗檢查降水效果，水位下降速度和出水量。定期取樣檢測含砂率，保證含砂率不大于05％e；(5)為保證降水工作順利進行，在施工期間不能停電或做好應(yīng)對停電的預(yù)案，使管井連續(xù)、穩(wěn)定降水。4結(jié)束語基坑管井降水由于土層水文地質(zhì)條件的復(fù)雜性，有關(guān)參數(shù)如滲透系數(shù)、抽水影響半徑等