管井降水在工程上的应用

中国石化集团 第四建设公司 胡玉良

管井降水在工程上的应用

中国石化集团 第四建设公司 胡玉良

本文，笔者利用工程实例，从管井降水的作用和特点、水力参数的取定与基坑涌水量计算、管井的构造与布置、管井的施工以及降水施工时应考虑的因素等几方面对管井降水的构造与施工进行论述。

一、实例工程概况

1. 某工程地处福建漳州漳浦古雷半岛，根据业主提供的工程勘察报告可知，基础底部所处②层，土质为细砂层，地下水位高，初见水位埋深在0.8～1.00 m，地下的情况不可预见，土方开挖无法正常施工（②层细砂含泥量大，明沟排水开挖时，土中夹含水及时排出，以致形成软泥和流沙，使基槽受到浸泡）。

2. 场地地貌概述及土壤性状。该工程场地位于古雷半岛，原始地貌属海陆相交互沉积平原。场地平坦开阔，西邻新杜古线，中西部为明达玻璃硅砂矿取砂场，现已形成水库，库底标高-4. 3～1 m；其余为菜地，标高3～9.5 m。场地内及附近未发现不良地质作用和地质灾害。据区域地质资料显示，也无区域性的断裂通过。据钻探揭露，在钻探深度范围内，钻探区域内自上而下分布的岩土层、淤泥层、粉砂层、淤泥质土层、残积砂质黏性土层、全风化花岗岩层、散体状强风化花岗岩层、碎块状强风化花岗岩层和中风化花岗岩层。粉质黏土-1在部分地段相变为黏土，粉质黏土与黏土工程性能相近，因此不再另外划分；中砂0-3在局部地段相变为粗砂，中砂与粗砂工程性能也相近。

3.地下水位及其变化幅度、最高水位情况。勘察期间（平水期）测得拟建场地内陆域钻孔地下水初见水位埋深0.30～6.80 m，标高2.59～3.22 m；混合稳定水位埋深0.30～6.60 m，标高2.82～3.32 m。水域钻孔由于受地表水体的影响，初见水位和混合稳定水位埋深均为0.00 m。粉质黏土0-1以下强（良）透水层（细砂-}2、中砂-}3）的承压水头埋深分别为3.30 m ，1.90 m ，2.70 m，高程分别为3.06 m，2.44 m，2.71 m。根据场地所处位置、区域的气候特征、周边排水条件，参考区域水文地质资料，估计场地地下水位年变化幅度约1 m，场地年最高水位按黄海高程为5～6 m，自然地坪较高处地下水位也较高。

二、管井降水的作用和特点

管井降水是目前应用较多的降水方法之一。它是在拟建工程的基坑周围每隔一定距离布设一个管井，每个管井内安装一台水泵，当多个管井同时抽取地下水时，使基坑范围内的地下水降低到基底开挖基础面以下要求深度，并始终保持地下水位低于基础底面一定距离，以达到在干燥状态下进行基础施工的目的，直到基础施工回填完毕。管井降水因其井距大、多井点相互独立、降水设备少和操作工艺简单和工程费用低等特点，广泛应用于各种深基坑工程中。

三、水力参数的取定与基坑涌水量计算

1. 基坑降水需要依据工程地质和水文地质条件、降水要求及降水对周围环境影响，确定管井的构造、数量、井距平面布置及滤管、滤料的规格，从而进行水泵选型、水位观测孔布置。

2. 土的渗透系数是降水设计的主要依据。重要的工程要通过野外现场抽水试验来确定。若降水深度通过多种含水土层时，土层渗透系数可取加权平均值。影响半径也是计算基坑涌水量的主要参数，通常按R0=2S进行计算。

基坑总涌水量和管井出水量的估算是确定管井数量和井距的依据，每天流入基坑的地下水量，一般采用经典的裘布依理论推导计算公式进行分类计算。管井的出水能力取决于水文地质条件和抽水设备。

四、管井的构造与布置

管井主要有井口、井管、过滤管和沉淀管等结构组成。工程降水常采用无砂混凝土管作为过滤器，过滤器外包滤布和滤料，这样可增大过滤器及周围有效孔隙率，减少地下水流入过滤器的阻力，增大井孔出水量，防止涌砂。地下水以下为滤水管，使地下水能顺利流入滤水管内，提高抽水效果。

降水管井布置。根据基坑的平面形状及所需降水深度，一般沿基坑外围四周呈环形布置，也可沿基坑两侧或单侧呈直线布置，距边坡上缘2 m左右。对降水面积大的基坑，降水漏斗曲线不能满足基坑中心降水要求时，可在基坑中部增设临时降水管井，其随土方开挖逐渐失效。井点应深入透水层6～9 m，通常应比所需降水的深度深6～8 m，井距一般为10～15 m。

五、管井的施工

1. 测放井位。按降水井井位平面布置图测放井位，当布设的井点受地面障碍物或施工条件影响时，可作适当调整。

2. 埋设护口管。护口管底口应插入原状土层中，管外应用黏性土封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面0.1～0.3 m。

3. 钻机就位。机台应安装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘与孔的中心三点成一线。

4. 成孔。采取泥浆护壁冲击钻成孔或泥浆护壁钻孔方法成孔，孔径应比井管直径大300 mm，钻孔应保持圆正垂直，孔深不小于设计深度，偏差不小于200 mm。

5. 清孔换浆。钻孔钻进至设计标高后，应进行冲孔，清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度保持在1.15～1.25 g/cm3。

6. 吊放井管。井管采用无砂混凝土管，在预制混凝土井托上放置井管，在底部中间设导中器，四周拴8号铁丝，缓缓下放，当管口与井口相差200 mm时，接上节井管，接头处用玻璃丝布黏接，以免挤入泥砂淤塞井管；竖向用2～4条3 mm宽竹条绑扎井管管身，固定井管，底端井管作为沉砂管，以上3.0 m井管外包一层尼龙网作为过滤段，避免堵塞井壁。吊放井管要垂直。为防止雨水、泥砂或异物进入井口，井管要高出地面300 mm，井口加盖。

7. 填滤料。井管下入后立即填入滤料。滤料沿井孔四周均匀填入，宜保持连续性，将泥浆挤出井孔。填滤料时，应随填随测滤料填入高度，不得用装载机直接填料，以防不均匀或冲击井壁。

8. 洗井。成井后，借助空压机清除孔内泥浆，至井内完全出清水为止，再用污水泵反复进行恢复性抽洗，抽洗次数不得少于6次洗井应在成井4 h内进行，以免时间过长护壁泥皮逐渐老化而难以破坏，影响渗水效果。

9. 水泵安放。成井施工结束后，及时下入潜水泵，泵的端部至井底距离不小于0.5 m。安装并接通电源，每井附近设置电闸箱，预埋电缆，做到单井单控电源。

10. 排水。洗井及降水运行时，用管道将水排至场外。

六、结论

管井降水以其排水量大、排水效果好、设备少、易于维护等优点而被广泛应用。在该工程中即采用了此降水方案，并保持不间断抽水，确保了基坑在干燥状态下施工，取得了显著效果，可见降水方案是可行的。