浅谈管井的概念原理及其在施工中应用

刘清华 张 娜 梁顾山

（淮河水利水电开发总公司 蚌埠 233002）

管井法降水就是在基坑周围安全距离外布置一定数量的管井，在井中放入潜水泵，地下水在其重力作用下流入井内，被潜水泵吸走，从而降低地下水的一种方法。管井法降水以其经济性强、可控性好、排水量大、降水深、适应性强等优点，在降低地下水的施工措施中得到广泛的应用。它尤其适用于渗透系数大（10～5cm/s）的砂类土，一般管井由滤水管、底座、滤料和抽水设备组成（见下图）。

1 管井的布置及施工

要想成功地降低地下水，防止扰动建基面,保证建筑物基础的均一性、完整性（规范要求降至建基面以下0.5m，这样既满足了干地施工的要求又最大可能地避免了降水对工程地质的影响），首先要进行渗流计算，合理布置井距及井深、井径。

1.1 井距

井距主要根据降水深度，含水层的厚度、深度等因素综合确定。布置时要根据降水漏斗原理进行计算，并结合地质报告尽量均匀、对称布井。控制单井的落差，使水位均匀降至设计要求。井距不能太大，一般不超15m。井径主要根据单井要求的出水量、水泵的出水量确定。

1.2 造孔

管井的造孔可采用射水法、振动射水法和钻射法下沉，目前施工中常用钻孔结合射水法造孔，泥浆护壁。在钻孔时要注意保证钻孔的垂直度，孔径、孔深达到设计尺寸。并注意记录钻进深度与回水情况，根据回水所含泥土类别分析地质结构。

2 下管

管井示意图

钻孔完成后及时下管，井管的透水性、耐久性及刚度要符合施工要求，在下管时要保持井管垂直、居中。管身外要包上60目的罗底，以防漏砂，井管对接处要严密封堵并在周围用竹条捆绑固定，以保证井管之间连接牢固并有一定的直线度。井管的底部2～3m为混凝土土管，用于沉淀井水泥沙，中间为透水管，用来汇集地下水，上部1m左右为混凝土管，井管下沉后及时填入滤料，以防坍壁。

3 滤料

滤料的选择是很关键的一步，不同的地质情况应选择不同的滤料。滤料选择的成功与否直接决定了成井的质量。因为滤料颗粒如果过大则滤不去砂，失去了过滤的作用，这样井出水量大，但会挟带出泥沙，扰动管井周围的地基，直接威胁构筑物的安全。这样的井是废井，工程中严禁使用。如果选择的滤料过细，能很好地滤砂，但同时也降低了管井的集水能力，影响其出水效果，达不到降水的目的。单纯从滤料上考虑，在能滤去地下中砂的前提下，尽量选择较大颗粒的滤料。

下面着重探讨一下在不同地质条件下的滤料选择问题。

3.1 粘土地基中的滤料选择

粘土地基粘聚性很好，渗透系数小，土的颗粒不易被渗水带走。因此在粘土地基中一般用0.2～0.5cm的瓜子片做滤料即可。由于粘土地基渗透系数小，一般不推荐用管井法降低地下水，如果采用管井，应采用扩大井深和井径、减小井距的办法来提高管井的降水效果。

3.2 砂土地质条件下的滤料配置

一般砂土的颗粒较大，透水性强，渗透系数大。在此类地质条件下可根据情况选择颗粒直径较小的滤料，如0.2～0.5cm石或掺入一定比例的粗砂的混合料。具体掺入比要根据土质情况通过渗流试验确定。

在砂土地质条件下滤料厚度需增加一些，以增强过滤效果。以人工方式下料，保证滤料沿管井周围均衡上升，不悬空，不冲击井管。为保证滤料厚度，成孔直径应大于管径30～40cm。

4 洗井

为防止泥浆固化，堵塞渗流通道，在滤料下入后要及时洗井。完成一眼井，洗清一眼井，不能待所有管井完成后洗井。洗井时要边注清水边用污水泵抽排。洗井的目的是将井中泥浆污物在注入水冲滚时，用污水泵将其冲排，并同时打开管井的渗流通道，增强管井的集水能力。还可以用压缩空气冲洗，直到井中抽出的水由浑变清，并达至正常出水量时为止。

管井施工完成后，在降水阶段，要做观测井定时观察地下水位下降情况。并对比管井中水位下降情况，做好记录备查。当抽排一段时间后，随着渗流通道的畅通，管井的集水能力会增大，此时观测管井中水位要保证在设计降低的地下水位以下。根据管井的集水能力配备功率适合的潜水泵。因为如果水泵的排水量不大于管井集水的能力，地下水位就不下降；过大时管井中的水很快抽完，造成水泵空转，容易损坏水泵。如果水位上升或没有降到设计水位，应更换更大功率的水泵。

5 结语

管井法降水以其经济性强、可控性好、排水量大、降水深、适应性强等优点，在降低地下水的施工措施中得到广泛的应用。