深基坑降水井施工技术要点及常见问题分析

马海波

摘要：随着我国经济快速发展，一般地面公共交通运输已经远远满足不了人们出行需求，地铁建设以其运行速度快、运输能力大正在大中型城市兴起。本文旨在对地铁车站深基坑降水施工技术及常见问题简要论述。

关键词：车站；深基坑；降水

前言

地铁是我国大中型城市公共交通运输最主要方式之一，以其运行速度快、运输能力大，基本不受各種气候条件的影响等优点，逐渐成为公共交通运输主导。地铁车站是供旅客乘降、换乘和候车的场所，车站深基坑安全有效开挖是地铁施工的重点，深基坑降水施工则是保证车站施工的重中之重。

1.降水目的及方法

为保证车站深基坑开挖施工以及深基坑开挖时基底干燥，在土石方开挖期间利用降水井对深基坑进行降水作业。基坑开挖前二十天须进行坑内疏干降水，以提高土体的抗剪强度。原则上在深基坑内布置两排纵向降水井，为避开结构底板梁位置，进行左右交叉布置。

2.施工降水方案概况

施工降水采用深井管井降水，井孔为钢丝绳磨盘钻成孔，管井深以场地标高为准，管井外露地面50cm。

（1）管井为钢管井管，孔内填1至5mm绿豆砂。抽水井周围必须充填有一定级配和磨圆度较好的中粗石英砂或绿豆砂。严格控制填滤料的规格，保证水井出清水，防止水井淤塞和坑外掏空。

（2）钻进时尽量采用清水和稀泥浆，保证水井的出水量。成井后应立即进行冼井，可用空压机自下而上冼至水清、井底不存在泥砂为止，冼井后安装水泵并进行单井试抽，并做好工作压力、水位、抽水量的记录。

（3）水泵每口井应选用不少于两台水泵，水泵应置于设计深度，水泵吸水口应始终保持在动水位以下。

（4）降水单位在深基坑开挖期间应每天测报抽水量及坑内地下水位。每日观测水位的变化。

（5）管井位置应避开工程桩、柱、地梁、墙及小型承台等，如相矛盾，经设计人员同意后作适当移位。

3.其他降排水施工措施

车站主体冠梁上挡土墙高出地面20cm，防止地表水流入深基坑。深基坑土方开挖过程中，当由于下雨等原因造成深基坑表面积水时，加大降水力度，并在深基坑内采用挖排水沟、集水井的方法积水，然后用水泵将水抽出。

4.工艺流程

降水井工艺流程：定位探管、钻机对中、成孔、井管安装、填充滤料、洗井、试抽、正式抽降水、水位及含砂量观测、停泵拔管

5.常见的质量通病和防治方法

5.1深基坑地下水降不下去

现象：深井泵（或深井潜水泵）的排水能力有余，但井的实际出水量很小。

原因分析：井深、井径和垂直度不符合要求，井内沉淀物过多，井孔淤塞。洗井质量不良，砂滤层含泥量过高，孔壁泥皮在洗井过程中尚未破坏掉，孔壁附近土层在钻孔时遗留下来的泥浆没有除净，使地下水向井内渗透的通道不畅，严重影响单井集水能力。滤管的位置、标高以及滤网和砂滤料规格未按照土层实际情况选用。水文地质资料与实际情况不符，井管滤管实际埋没位置不在透水性能较好的含水层中。

预防措施：

（1）钻孔应大于井管直径300至500mm，井深应比所需降水深度深3至6m；井管垂直放在井孔当中，四周均匀填滤料，用铁锹下料。滤料填至井口下1m，然后用不含砂的粘土封口至井口面。

（2）洗井。在清理孔内泥浆后，用泥浆泵冲清水与拉活塞相结合洗井，借以破坏深井孔壁泥皮，并把附近土层内遗留下来的泥浆吸出。然后立即单井试抽，使附近土层内未吸净的泥浆依靠地下水不断向井内流动而清洗出来，至地下水渗流畅通。抽出的地下水应排放到深井抽水影响范围以外。

（3）在钻孔过程中，应对每一个井孔取样，核对原有水文地质资料。在下井管前，应复测井孔实际深度。结合设计要求和实际水文地质情况配井管和滤管，并按照沉放先后顺序把各段井管、滤管和沉淀管依次编号，堆放在井口附近，避免错放或漏放滤管。

（4）在井孔内安装或调换水泵前，应测量井孔的实际深度和井底沉淀物的厚度。如果井深不足或沉淀物过厚，需对井孔进行冲洗，排除沉渣。

5.2深基坑地下水位降深不足或降水速度慢

现象：观测孔水位未降低到设计要求；在预定时间内达不到预定降水深度；深基坑内涌水、冒砂，施工困难。

原因分析：深基坑局部地段的深井量不足。深井泵（或深井潜水泵）型号选用不当，深井排水能力低。因土质等原因，深并排水能力未充分发挥。水文地质资料不确切，深基坑实际涌水量超过计算涌水量。

预防措施：

（1）先按照实际水文地质资料计算降水范围总涌水量、深井单位进水能力、抽水时所需过滤部分总长度、点井根数、间距及单井出水量。复核深井过滤部分长度、深井进出水量及特定点降深要求，以达到满足要求为止。深井的井距一般15至20m，渗透系数小，间距宜小些；渗透系数大的，间距可大些。在深基坑转角处、地下水流的上游、临近江河等的地下水源补给一侧的涌水量较大，应加密深井间距。

（2）选择深井泵（或深井潜水泵）时应考虑到满足不同降水阶段的涌水量和降深要求。一般在降水初期因地下水位高，泵的出水量大；但在降水后期因地下降深增大，泵的出水量就会相应变小。

（3）改善和提高单并排水能力，可根据含水层条件设置必要长度的滤水管，增大滤层厚度。对渗透系数小的土层，单靠深井泵抽水难以达到预期的降水目标，可采用另加真空泵组成真空深井进行降水；真空泵不断抽气，使井孔周围的土体形成一定的真空度，地下水则能较快的进入井管内，从而加快了降水速度。

（4）深基坑降水深度大于8m时，可根据分层挖土的情况采用二道以上滤管分层取水。一般深井滤水管设在底部，抽水先抽滤管部位的下层水，上层水由水的重力作用通过土体的空隙往下慢慢渗透，从而降低地下水位，减少土体的含水率；这样土层越厚，降水需要的时间越长。采用多道滤管则可缩短降水时间，但要注意每道滤管挖土暴露后要立即用毛毡或其他材料将其封闭，防止影响抽水效果。

6.降水井质量保证措施

（1）成孔时精心施工，杜绝塌孔事故发生，防止因塌孔而危及周围建筑物安全；成孔保证孔径上下一致，圆顺垂直，防止井孔缩径、倾斜。

（2）各节井管焊接时上下管应对准，保证上下同心、焊接严密，不透水、不漏气；降水设备的管道、部件和附件等，在组装前必须经过检查和清洗，滤管在运输、装卸和堆放时应防止损坏滤网。

（3）抽水前统一测一次各井静止水位，抽水开始后，水位未达到设计降水深度以前，每天观测三次水位（根据观测数据绘制水位降深值S与时间t过程曲线图分析水位下降趋势，预计降水深度要求所需时间）。达到以后每天观测一次，做好记录进行分析，确定抽水量及强度。

（4）控制单井出水量及抽水强度，减少降水影响范围。

（5）根据水位、水量观测记录，查明降水过程中的不正常状况及其产生的原因，及时提出调整补充措施，确保达到要求的降水深度。

（6）抽水设备定期保养，降水期间不得随意停抽；降水井点系统设双电源供电，除采用市政电力外，配备发电机组，市政停电时采用发电机组供电。

（7）注意保护井口，防止杂物掉入井内，经常检查排水沟沉淀池，严禁渗漏。

（8）更换水泵时测量井深，掌握水泵安装的合理深度，防止埋泵。

总结语

深井降水施工对地下水源较丰富的工程的地下水位控制非常适用，效果明显，降水井相对位置及井深的选择至关重要，直接影响降水效果，井体材料及滤网的选择很大程度上决定降水井的适用寿命，要确保降水井的降水效果，一定要从细节入手，以取得最佳效益，更好的为工程施工服务。

参考文献：

[1]符敏，刘新龙，深基坑降水理论研究及方案设计，山西建筑，2004.

[2]张永波、孙新忠，基坑降水工程，地震出版社，2000.

[3]姜清华、颜克诚、蔡枫，浅谈基坑降水发展及优化设计，中国水运，2006年4月第12期.