潛水地層深基坑降水施工工法

1、工藝原理

1.1 降水設(shè)計

根據(jù)地下水類型、基坑形狀及含水層構(gòu)造等特點，采用《地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規(guī)范》(GB50307-1999)第8.5.8條中的“大井法”，公式如下：

Q=1.336k(2H-S)S/lg(1+R/r0)

式中：H含水層厚度或靜止水位至含水層底板的距離。

      k:滲透系數(shù)，取k=50m/d；

      R:影響半徑，取R=175m；

ro:基坑等效半徑，ro＝η（B+L）/4

=175（m）

R—降水影響半徑（m）；

S—基坑水位降深（m）取3米；

K—滲透系數(shù)（m/d）K取50m/d；

H—含水層厚度（m）H取17m；

基坑管井?dāng)?shù)量計算

N=kQ/Pε

k-安全系數(shù) 取1.1 

P-潛水泵抽水能力

ε-潛水泵工作效率 0.8

1.2 抽水試驗

根據(jù)降水設(shè)計中的降水井施工進行等間距布置，先施工3-5口降水井進行抽水試驗。在中間井連續(xù)不間斷抽水24小時并保持水位穩(wěn)定，對抽水井和觀測井的水位進行測量，近似的繪制水力漏斗線。

1.3 回灌支管控制

保持井內(nèi)地下水位穩(wěn)定，淘汰之前使用的電子控制方式，即使用電子開關(guān)，水位達到一定高度時開啟，抽至潛水泵是關(guān)閉的做法。基本原理即為抽水量=回灌水量+滲水量。在井口水管處安裝三通并配置可以調(diào)節(jié)流量的閥門，在抽水初期沒30min測量一次水位，記錄水位下降值，抽至設(shè)計要求水位降后（一般為管底以上2米，潛水泵以上1米）處打開回灌水閥，加密觀測地下水位，調(diào)節(jié)回灌水閥流量，根據(jù)地下水位波動情況調(diào)節(jié)回灌量至井內(nèi)地下水位基本穩(wěn)定后連續(xù)觀測3d（避免由于滲水量的變化引起的井內(nèi)水位變化）。在之后每天的水位觀測的基礎(chǔ)上進行微調(diào)。

2、施工工藝流程及操作要點

5.1 施工工藝流程如下

降水設(shè)計—測放井位－安裝鉆機－鉆進成孔－下井管－回填濾料－安泵試抽—抽水試驗—回灌調(diào)節(jié)－正常排水—過程維護。

2.2 操作要點

2.2.1測放井位：根據(jù)明挖段深井井點平面布置圖測放井位，當(dāng)布設(shè)的井點受地面障礙物或施工條件的影響時，現(xiàn)場可作適當(dāng)調(diào)整。

2.2.2安裝鉆機：旋挖鉆機停靠穩(wěn)定，鉆頭對準鉆孔中心，保證鉆桿豎直，保證鉆進平穩(wěn)對機體無擾動。

2.2.3下井管：管材進場后，應(yīng)檢查無砂管是否有損壞。下管前必須測量孔深，孔深符合設(shè)計要求后，開始下井管。用底托將井管托住，每節(jié)井管間用竹條及鐵絲在空口綁扎，依次下放，直至井底。井口應(yīng)高出地面0.5m，并覆蓋。

2.2.4回填慮料：井管下好后，填慮料。慮料為2mm—5mm圓礫石，濾料含泥量（含石粉量）≤3%，填料時，濾料沿井管外四周均勻填入，保持連續(xù)，避免填料速度過快或不均與造成慮管偏移及濾料在孔內(nèi)形成架橋現(xiàn)象，填至常水位標高以上2m，洗井后濾料下沉，及時補充濾料，要求實際填料量不小于95%的理論計算量，待下料完成后上面可用黃粘土回填至井口。

2.2.5安泵試抽：下管、填濾料完成后立即進行洗井，特殊情況下，成井—洗井時間間隔不能超過24小時，井管安裝完成后進行安泵試抽。注意水泵電纜與管道系統(tǒng)在抽水過程中不被損壞，現(xiàn)場要在這些設(shè)備上進行標識。抽水與排水系統(tǒng)安裝完畢，即可開始試抽水。

2.2.6降水觀測

降水期間對地下水動態(tài)進行觀測，并對地下水動態(tài)變化進行及時分析，當(dāng)?shù)叵滤患眲∽兓瘯r，及時分析原因（如水泵損壞，地下含水構(gòu)筑物突然破裂漏水，區(qū)域地下水位上升等），及時采取相應(yīng)處理措施。

3、勞動組織

4、材料和機具設(shè)備

4.1材料配置：

4.1.1潛水泵（滿足揚程及抽水量的要求）

4.2.2回灌閥及抽水管

4.3.3 電箱（一機一閘）

4.3.4 無砂管

4.3.5 尼龍網(wǎng)、慮砂網(wǎng)

4.3.6 回填豆石濾料（含水層深度填埋）

4.2機械設(shè)備及儀器配置

4.2.1旋挖鉆機（或其他鉆孔設(shè)備）

4.2.2水位計：1臺

5、質(zhì)量控制

5.1降水井構(gòu)造

井管采用無砂砼濾水管，在預(yù)制砼管鞋上放置井管，同時水位以下包纏一層60尼龍網(wǎng)（八層樓區(qū)段），緩緩下放。當(dāng)管口與井口相差200 mm時，接上一節(jié)井管，接頭處用尼龍網(wǎng)裹嚴，以免擠入泥砂淤塞井管，豎向用3—4條30 mm寬、長2—3 mm的竹條用2道鉛絲固定井管。為防止上下節(jié)錯位，在下管前將井管依井方向立直，吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，為防止雨水、污水、泥砂或異物落入井中，井管要高出地面不小于20㎝，并加蓋或捆綁防水雨布臨時保護。井管下入后立即填入濾料。濾料應(yīng)具有一定的磨圓度，濾料含泥量（包括含石粉）≤3% ，粒徑4—7 mm，填礫料時，濾料沿井管外四周均勻填入，宜保持連續(xù)，要避免填料速度過快或不均造成濾管偏移及濾料在孔內(nèi)架橋現(xiàn)象，洗井后濾料若下沉應(yīng)及時補充濾料。要求實際填料量不小于95%理論計算量。

5.2鉆進成孔：施工時在水位線以上直接干鉆，人工清理土方，到含水層后，加入適量清水，保證鉆進時不塌孔。鉆進過程要保持連續(xù)，一次成孔。井頸誤差不超過20mm，垂直度誤差≤1%，井深滿足設(shè)計井深要求。

5.3回填慮料：井管下好后，填慮料。慮料為2mm—5mm圓礫石，濾料含泥量（含石粉量）≤3%，填料時，濾料沿井管外四周均勻填入，保持連續(xù)，避免填料速度過快或不均與造成慮管偏移及濾料在孔內(nèi)形成架橋現(xiàn)象，填至常水位標高以上2m，洗井后濾料下沉，及時補充濾料，要求實際填料量不小于95%的理論計算量，待下料完成后上面可用黃粘土回填至井口。

5.4試運行

5.4.1試運行之前，準確測定各井口和地面標高、靜止水位，然后開始試運行，以檢查抽水設(shè)備、抽水與排水系統(tǒng)能否滿足降水要求。

5.4.2在降水井的成井施工階段應(yīng)邊施工邊抽水，即完成一口投入降水運行一口，在基坑開挖前，將基坑內(nèi)地下水降到基坑底開挖面以下0.5m深。

5.4.3開始抽水時，因出水量大，為防止排水管網(wǎng)排水能力不足，可以間隔的逐一啟動水泵，抽水開始后，逐井檢查單井出水量和出水含砂率。

抽水含砂率控制：為防止因抽地下水帶出底層細顆粒物質(zhì)而造成地面下沉，抽出水的含砂率必須保證，粗砂含量＜1/50000，中砂含量＜1/20000，細砂含量＜1/10000。當(dāng)含沙量過大，可將水泵上提，若含沙量仍然較大，重新洗井。

5.5 降水運行 

5.5.1基坑內(nèi)降水應(yīng)在基坑開挖前進行，做到能在基坑開挖前降低基坑內(nèi)的地下水位；

5.5.2降水運行期間，現(xiàn)場實行24小時值班制，值班人員應(yīng)認真做好各項記錄，做到準確齊全。

5.5.3降水運行過程中對降水運行的記錄，應(yīng)及時分析整理，并提交降水運行記錄。

6、安全與環(huán)境保護

6.1降水鉆機在進場后進行安全檢查，保證在施工過程中的安全性。

6.2施工用電保證一機一箱一閘一漏，降水井及電箱編號管理，用電線路每日檢查，確保用電安全。

6.3安裝水管專人指揮。

6.4鉆孔的渣土及時清運，確保施工場地整潔。

6.5成井后用木板覆蓋并用標牌明顯標識。

6.6在施工期間應(yīng)始終保持施工現(xiàn)場良好的排水狀態(tài)，注意污水、臟水不能直接排入永久性排水渠道。同時，做好地表排水工程防止水土流失。

6.7 降水過程中應(yīng)對周邊管線、道路、建筑物等進行監(jiān)測，如發(fā)現(xiàn)較大沉降應(yīng)及時采取回填、注漿加固等措施。

7、工程實例

7.1 西安市小北門立交工程

7.2 西安地鐵二號線TJSG-18標會展中心站

7.3 西安市五污進水總管頂管工作井

7.4 西安地鐵一號線TJSG-13標長樂坡站