城市深基坑工程管井降水技术

文亚平

中国能源建设集团浙江火电建设有限公司（310000）

在地下水丰富的城市进行深基坑施工时，地下水的防治是需要解决的首要问题，采用科学的降水方法来控制地下水位，是为了满足施工作业面要求、地基承载力要求及基坑安全性等要求。管井降水具有设备简单、排水量大、降水较深、降水面积大、多井点相互独立、可使作业面达到“无水”环境、利于施工等特点，在富水深基坑施工中广泛应用。

1 地下水对深基坑的影响

1.1 基坑底突涌破坏

对深基坑承压水降水不当且覆土压重不足，导致在隔水层中开挖深基坑时承压含水层的水头压力冲破深基坑底部土层，从而产生深基坑底突涌破坏。

1.2 深基坑底管涌破坏

深基坑底部为砂层、粉砂层、黏性土层时，若降水不当会导致地基土体中细颗粒被渗流推动带走从而形成管涌。

1.3 深基坑壁流土破坏

在饱和含水地层，水力本身的梯度比较大，速度非常快，围护墙封闭效果差，导致大量的水带砂粒或砂浆涌入基坑，严重时会引发地面塌陷、基坑失稳。

2 深基坑管井降水的目的及原理

2.1 管井降水的目的

减少动水压力，避免深基坑底涌水量过大、水位差过大而产生流砂、基底隆起、深基坑坍塌等事故，应增强土体抗剪强度，提高土体承载力，确保在开挖深基坑时， 地下水位低于开挖底面0.5 m 以下，保证深基坑能在干燥条件下顺利施工。

2.2 管井降水的原理

管井降水一般适用于渗透系数大的砂砾层、地下水丰富的地层以及轻型井点不易解决的场合。 根据地质勘探资料提供的基坑水文体质特征以及设计资料提供的开挖深度影响范围确定管井降水深度、单井出水能力及管井设置数量。 布置好管井后，深基坑开挖前，潜水泵必须在保持抽水的同时使周围的水位与井内的水位形成落差，井外的水流通过引力的方式汇聚在井口周围，形成漏斗状，使深基坑内水位低于开挖面，同时使土体产生固结，从而满足土方开挖要求及深基坑安全性要求。

3 管井结构的构成

管井主要是由井口、滤水管和沉淀管等部件构成。

为防止外部污水及垃圾进入降水井内，井口要与地面形成一定的距离差，其外围部分必须用质量比较好的泥土或者是水泥封闭起来，防止污染物的进入。

井壁管是为了能够加固井壁设置的。 有些井口设计不合理，导致井口的防水性比较差，有许多杂质进入。 井壁管能够防止污染物的进入。 井壁管可用钢管、铸铁管、钢筋混凝土管或塑料管等。

滤水管采用PVC 加筋管，直径300 mm，外包1层7 目镀锌铁丝网，再包3 层60 目尼龙网。

砾料是指填充在井内的粗砂。

沉淀管直径与滤水管相同，材质选取钢管。 沉淀管长度0.5 m。沉淀管一般设置在过滤器底部，目的是为了沉淀出井内的杂质。

4 管井施工工艺

根据地质情况选择管井成井方法，一般可采用泥浆循环钻机、旋挖钻机施工等成井施工工艺。 施工流程为: 定位→埋护筒→成孔→清孔→下井管→回填滤料→洗井→安装水泵→抽水。

定位:利用相关的设备将井点的平面布置完成，在测量进口的同时， 需要保证误差在要求范围之内。

埋护筒:需要利用测斜仪放置于井口的外部，保证准确的垂直度。

成孔:旋挖成孔，一径到底。 成孔过程中应及时调整成孔垂直度。

清孔:桩孔成型后必须清除孔底沉渣，清孔后沉渣厚度不得大于500 mm。

下井管:利用提吊法将管子放下去，要保证滤水管的质量， 及时更换不符合质量的滤水管和井管。保证井管放下之后是居中的情况，而且应该将井管焊牢，避免杂质进入到井管内部。

封孔回填:滤料投送需要检测滤料的高度，确保能够安全的到达所指定的位置。 在地表以下回填2.00 m 厚黏性土，回填时，要根据阻力的大小来调节套管的提拔速度。

洗井:采用排污泵或清水泵，必须洗到水清砂净为止，洗井后进行试抽水，确定单井出水量及水位满足设计要求。

安装水泵: 潜水泵经检查正常后采用钢丝绳掉放下井，然后铺设电缆和电闸箱，安装并接通电源，而且单井单控电源。

抽水:洗井会造成大量的废水，降水也会流入井内，所以需要相关的设备将这些水及时排出。

5 降水施工管理

5.1 降水试运行要求

在水试运行之前必须要明确各个井口的高度和地下水位的高度。

抽水设备启动的同时需要检查排水系统的运行状况。

检查无误之后，各个系统根据相关的规定进行工作。

5.2 降水运行

围护桩施工完成后，方可进行成井施工，在止水帷幕全封闭后才能进行抽水。 抽水必须是具有工作经验的人操作，要保证观测和记录信息的准确。配备用的抽水系统设备，应有备用工作电源。

预抽水应在正常工作开始之前进行，开挖深度如果逐渐加深，就要割除上半部的井管。 需要有专人负责水泵的打开和关闭，根据挖掘的深度来控制井内的水位。

要一直确保水位在开挖面以下，保证水流的疏干效果。

在抽水工作进行过程中必须时时检查设备的运行，避免故障的发生。 水泵在没有工作的时候必须关停，避免烧坏水泵设备。

当竖井建设完成之后，要在井盖周围设置提醒标志， 现场的施工人员也要做好保护井口的工作，避免行人和施工人员出现意外。 要不间断给井口注浆，做好井盖的密闭工作。

6 封井施工

降水运行结束，向井管内灌入混凝土。 混凝土的灌入高度低于混凝土路面约10 cm， 保证井管的密闭性能。 然后除去管外多余的井管，保证管口比混凝土路面要低，再用水泥砂浆填充管口，完成封井工作。

7 结语

在城市地下水位较高的深基坑施工中，地下水位的合理控制是深基坑的施工安全和施工进度重要保障。 管井降水施工时严格按照设计及规范要求施工，能够减小深基坑的施工风险，加快工程进度，提高工程的综合效益。