7 降水施工工艺标准Word下载.docx
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(m)
土类
轻型井点及多级轻型井点
10-2~10-5
3~6
6~12
粉质黏土、粉土、细砂、中细砂
喷射井点
10-3~10-6
8~20
黏土、淤泥质黏土、粉质黏土
管井井点
<10-6
宜配合其他形式降水使用
粉土、砂土、碎石土、岩石
电渗井点
>10-5
>10
含薄层粉砂的粉质黏土,粉土、粉细砂
各类井点的常用施工物资见表7-2。
表7-2常用主要施工物资
方法
成孔
井管
过滤
止水
其他
降水
钻头、岩心管:
合金、钢粒
钢管、铸铁管、
水泥、混凝土管、无砂大孔混凝土管、塑料管、玻璃钢管、石棉管
过滤器
砾料
滤网
黏土
水泥
海带
橡胶
专用及
通用
工具
轻型井
点降水
高压喷射、
各类钻头、
合金钻头、
冲击钻头
钢管
过滤器
吊锥
喷射井
高压喷射器各类钻头
电渗点
合金钻头
钢管、角钢
金属棒
7.4.3施工设施准备
7.4.3.1施工机械
各类井点降水施工需用机械见表7-3。
水泵可根据基坑出水量、水泵排水量、扬程、允许吸引真空高度、轴功率、壳体外形尺寸等不同情况选择。
水泵型号宜单一,并须配置20%~30%的备用泵数量,最少一台。
表7-3各类井点降水常用机械
成孔机械
抽水机械
降水
回转冲击钻机
锅锥钻机
离心泵、深井泵、深井潜水泵、空压机
轻型井点
小型钻机
离心泵、真空泵
钻机
喷射器、高压泵、空压机、真空泵、
离心泵
离心泵、直流电机
7.4.3.2工具用具
铁锨、撬棍、手推车、钢丝绳、搬手、电缆、闸箱等专用、通用工具。
7.4.3.3监测装置
全站仪、水准仪等定位测量仪器,监测地下水位仪器。
7.4.4作业条件准备
7.4.4.1地质勘探资料具备,根据地下水位深度、土的渗透系数和土质分布已确定降水方案。
7.4.4.2基础施工图纸齐全,以便根据基层标高确定降水深度。
7.4.4.3已编制施工组织设计,确定井点布置、数量、观测井点位置、泵房位置等,并已测量放线定位。
7.4.4.4现场三通一平工作已完,并设置排水沟。
7.4.4.5井点管及设备已购置,材料已备齐,并已加工和配套完成。
7.5施工工艺
7.5.1施工工艺流程
本工艺流程见图7-1。
图7-1降水施工工艺流程
7.5.2操作要求
7.5.2.1井点布置
a)轻型井点布置:
应根据基坑的平面形状与大小、土质和水文情况、降水深度等而定。
当基坑或沟槽宽度小于6m,降水深度小于5m时,可采用单排水点,设在地下水上游一侧;
当基坑或基槽的宽度大于6m或土质不良、渗透系数较大时,宜采用双排井点,设在基坑或基槽的两侧;
当基坑面积较大时,宜采用环状井点布置。
b)喷射井点布置:
喷射井点布置与埋设方法与轻型井点基本相同。
c)管井布置:
采取沿基坑外围四周呈环形布置,或沿基坑(或沟槽)两侧或单侧呈直线形布置。
井管中心距基坑(槽)边缘距离,当用冲击钻时为0.5m~1.5m;
当用钻孔法成孔时不小于3m。
井管埋设深度和距离,应根据降水面积和深度及含水层的渗透系数而定。
d)电渗井点布置:
同轻型井点沿基坑外围布置。
7.5.2.2井点埋设
7.5.2.2.1轻型井点
a)成孔
1)水冲法成孔时,先用起重设备将直径50mm~70mm的冲管吊起,并插在井点位置上,然后开动高压水泵,将土冲松。
冲孔时,冲管应垂直插在土中,并做上下左右摆动,以加剧土体松动,边冲边沉,以保证井管四周有一定数量的砂滤层,冲孔深度应比滤管底深50㎝左右,以防止管拔出时,部分土颗粒沉于坑底而触及滤管底部。
各层土冲孔所需水流压力详见表7-4。
表7-4冲孔所需水流压力表
土层名称
冲水压力(MPa)
松散砂土
0.25~0.45
可塑的黏土
0.6~0.75
软塑状态的黏
土、粉质黏土
0.25~0.50
砾石加黏性土
0.85~0.90
密实的腐植土
0.5
硬塑状态的黏土、粉质黏土
0.75~1.25
密实的细砂
粗砂
0.8~1.15
松散的中砂
0.45~0.55
中等颗粒的砾石
1.0~1.25
黄土
0.60~0.65
硬黏土
1.25~1.50
密实的中砂
0.60~0.70
密实的粗砾
1.35~1.50
注:
1埋设井点冲孔水流压力,最可靠的数字是通过试冲,以上表列值供施工预估配备高压泵及必要时的空气压缩机性能之用;
2根据国产轻型井点的最小间距800mm,要求冲孔距离不宜过近,以防两孔冲通,轻型井点间距宜采用800mm~1600mm。
2)钻孔法:
利用钻机的冲击,回转钻进方法形成井孔。
详见管井井点成孔施工。
b)下井管
在成孔结束前,按设计要求配制好井管(沉淀管+过滤器+井管)。
当井管较长时,也可分段编号,按顺序排列,逐根下入。
连接要可靠,确保过滤器的位置准确。
井管应成直线,避免弯曲,下入孔中应居中。
下管时应仔细检查过滤器的包扎质量,并避免
碰撞磨损,以免井点漏砂而报废。
c)填砾料封孔口
井管下入后,立即倒入粒径5mm~30mm石子,使管底有50cm高,再沿井点管四周均匀投放2mm~4mm粒径粗砂,上部1m~1.5m深度内,
改用黏土逐层填入捣实。
d)洗井试抽
采用注入清水—抽水—再注入清水—再抽水的反复工序,直到水清砂净为止。
7.5.2.2.2喷射井点
a)成孔
1)对于不易产生塌孔的地层,可采用螺旋钻机施工成孔,孔径为300mm~400mm,孔深比井深大0.5m。
2)对易塌孔的松软地层可采用水冲法成孔。
将配制好的井管(沉淀管+带喷射器的过滤器+井管),从下至上按顺序下套管中。
下管时应仔细检查滤管包扎质量和喷射器,确保每根内外管的联接密封可靠。
并使井管居中。
砾料的规格和数量应符合设计要求,填砾应做好记录。
对于水冲套管法施工的井点,应特别注意提管速度与填砾速度相适应。
采取先提后填或边提边填。
防止提管速度过快,造成孔壁坍塌。
防止填砾过快,造成井管与套管之间充填砾料产生摩擦而同时被提起。
砾料填至距孔口1m左右,改换黏土填入,边填边捣实,直至井口。
d)洗井与试抽
洗井方法同轻型井点。
洗井结束后,应进行单井点的试验抽水,采用单井单泵向井管压入高压水流,检查成井质量和单井出水量。
7.5.2.2.3管井井点
利用各类钻机钻探成孔。
常用钻探成孔方法见表7-5。
表7-5管井钻探成孔方法选择
钻进方法
施工条件
硬质合金钻进
常规口径Ⅵ级以内岩层,大口径Ⅳ级以内岩石一次成井,黏性土,砂土,砾石层一次成井或多级扩孔
钢粒钻进
常规口径Ⅶ级—Ⅸ级基岩,大口径Ⅴ—Ⅵ级基岩,大漂石,卵石一次成井
牙轮钻进
大口径Ⅵ级以内基岩、砾卵石、漂石一次成井
冲击钻进
多为浅孔,砂土、砾石。
用各种肋骨钻头,抽砂筒钻进,大卵石,漂石用冲击钻头钻进,配合抽砂筒抽渣
反循环钻进
土层、砂、砾、破碎基岩,一次成井
上述钻探方法又可用泥浆护壁冲击钻成孔或泥浆护壁钻孔方法成孔。
当采用泥浆护壁钻孔法时,钻孔直径比滤水管井外径大200mm以上,钻孔底部应比滤水井管深200mm以上。
b)下井管
下井管施工顺序为:
配制井管—包扎滤网缠丝—探孔深—下井管。
1)配制井管:
按照设计的单井结构图要求,根据钻探成孔过程中的实际地层情况。
首先确定过滤器的长度和位置,然后向下配制沉淀管,向上配制井管。
其总长度宜高于地面0.5m左右,配制好的井管应按从下至上的顺序,逐根编号按序排列。
2)包扎滤网缠丝:
除特殊过滤器外,一般均应在滤管包扎滤网或缠丝。
滤网的选择应与含水层相适应,一般为10孔/cm2和4孔/cm2镀锌铁丝网两层或尼龙网,滤网外以镀锌铁丝绑扎。
3)探孔深:
一切准备就绪后,探测孔深,当与井管长度不符时,一般应重新成孔。
4)下井管:
一般采用钻机、卷扬机提吊下管法,逐根按顺序下入连接。
下管时注意轻提慢放,仔细检查滤网包扎质量,并使井管居中。
当上部孔壁缩径或孔底淤塞,应向孔内注水,缓慢放入,禁止上下提拉和强行冲击。
深井井管沉放前应清孔,一般用压缩空气洗井或用吊桶反复上下取出泥渣洗井,或用压缩空气(压力为0.8MPa,排气量为12m3/min)与潜水泵联合洗井。
深井井管下设时,将预先制作好的井管用吊车或三木搭借卷扬机分段下设,分段焊接牢固,直下到井底。
井管安放力求垂直,并位于井孔中间;
管顶部比自然地面高50cm左右。
当采用无砂混凝土管作井管,可在成孔完孔后,逐节沉入无砂混凝土管,外壁绑长竹片导向,使接头对正。
c)填砾料与封孔口
填砾方法见表7-6,填砾前应将符合的砾料运至孔口。
在井管与孔壁间用铁锹分层填充砂砾滤料。
粒径应大于滤网的孔径,一般为3mm~8mm细砾石。
填滤料一次连续完成,从底填到井口下1m左右,上部采用不含砂石的黏土封口。
表7-6填砾方法选择
操作程序
特点
适用范围
静水填砾
填砾前彻底换浆稀释:
停泵,孔口填入
简单,通过孔口返水判断填砾情况
井壁完整,地层稳定
动水填砾
边冲边填向井管内注水,使清水从管外上返,砾料从孔口填入
砾粒清洁,均匀
井壁不稳,井
较大,砾料不
易投入
边抽边填
用空压机从井管内抽水,砾料从井管外填入
增大出水量,滤层质量,操作复杂,易坍孔
适于较完整的稳定含水层
整体下入
把砾料与滤水管安装在一起,同时下入孔中
重量大,制作复杂,但质量较好
采用贴砾,匡状,笼状过滤器时采用
洗井工作应在填砾后立即进行,以防井壁泥质硬化,造成洗井困难。
常用的洗井方法见表7-7所示。
试抽是在洗井达到要求后,进行单井试验性抽水。
以确定单元井出水量和降深。
深井内安放潜水电源,可用绳吊入潜水层部位。
潜水电机、电缆及接头应有可靠绝缘,并配备保护开关控制。
设置深井泵时,应安放平稳牢固,转向严禁逆转,防止转动轴解体,安放完毕后应进行试抽,满足要求后再进入正常工作。
表7-7洗井方法选择
洗井方法
适用条件
活塞洗井
适用于井管强度高的金属井管及中砂含水层
迅速有效简便,与其它方法配合效果更好,成本低
空压机洗井
适宜于各种深度不同的涌水量的钻孔,不受井管弯曲限制
洗井能力强,能清除孔底沉淀物,安装方便,但功率较低
封闭反压洗井
适宜于泥浆钻进,井管坚固,可进行分段止水
洗井时间短,效果好,设备简单,操作方便,成本低
水泵洗井
适宜于不同深度的基岩,松散层井孔,堵塞不严重
设备简单,成本低
冲洗器洗井
适宜于松散层,不填砾料小口径井管,非金属管
设备简单,操作方便,效果较好,成本低
抽水洗井
适宜于清水钻进成孔的基岩,松散层降深较小
设备简单,易操作,效果较好,成本低
泵压反洗井
适宜于不同深度管井,泥浆钻进成井
设备简单,方便,成本低
7.5.2.2.4电渗井点
a)利用轻型井或喷射井点本身作阴极,以钢管(D50~D70)或钢筋(D25以上)作阳极,垂直埋设在井点管环圈内侧,并外露在地面上约20cm~40cm,其入土深度应比井点管深50cm。
b)阳极埋设可用75mm旋叶式电钻钻孔埋设,钻进时加水和高压空气循环排泥,阳极就位后,利用下一钻孔排出泥浆倒灌填孔,使阳极与土接触良好,减少电阻,以利电渗。
如深度不大,亦可用锤击法打入。
钢筋埋设必须垂直,严禁与相邻阴极相碰,以免造成短路,损坏设备。
c)阴、阳极分别用BX型铜芯橡皮线或扁钢、钢筋连成通路,并对阳极施加强直流电流。
阴、阳极本身的间距,采用轻型井点作阳极。
一般为800mm~1000mm;
采用喷射井点时为1200mm~1500mm,并成平行交错排列;
阴阳极数量应相等,必要时阳极数量可多于阴极数量。
d)为防止电流从土表面通过,应在不需要电渗的土层(如渗透系数较大的土层)的阳极表面涂二层沥青绝缘;
并将地面以上部分的阳极和阴极间的金属或其他导电物处理干净,有条件时亦涂上一层沥青绝缘,以减少电耗。
7.5.2.3地面抽水系统安装
7.5.2.3.1轻型井点
将各井点管通过弯联管,集水总管与抽水设备相连接,接通电源,即可进行试抽水,检查有无漏气、淤塞情况,出水是否正常,如有异常情况,应检修后方可使用,如压力表读数在0.15MPa~0.20MPa,真空度在93kPa以上,表明各连接系统无问题,即可投入正常使用。
7.5.2.3.2喷射井点
喷射井点地面抽水系统包括井点管,工作水管,排水总管及抽水设备等。
一般安装顺序为:
a)安装抽水设施(水泵、空压机、水箱等);
b)工作水管、排水总管;
c)检查安装质量;
保证系统无漏水(气)现象;
d)联接井点管;
e)试抽、调整。
7.5.2.3.3管井井点
先在管井外侧修筑排水沟渠或排水总管。
管井多以单井单泵抽水,只要将管井的出水管(或水泵扬水管)通过弯联管接入排水沟(管)即可。
当各个井点安装完毕后,应进行整体试抽水,以检查水、电管网系统是否达到要求。
7.5.2.3.4电渗井点
电渗井点井点管多为轻型井点和喷射井点。
抽水系统安装详见前述。
7.5.2.4验收
井点系统安装完毕,应及时进行试抽水,核验水位降深、抽水量、管路连接质量、井点出水和泵组工作水压力,真空度及运转等情况。
试抽后应组织现场验收,当发现出水浑浊时,应查明原因及时处理,严禁长期抽吸浑水,验收合格后应观测静止水位高程作为起算水位降深的依据。
7.5.2.5井点运行、地下水位监测
7.5.2.5.1井点运行
井点运行应有组织管理机构。
按照地下水降水工作监测要求,做好各项监测记录。
如每个井点的水位、流量、设备运转等。
根据水位、水量变化情况,及时采取调整措施。
当水位高于降深要求时,宜采用增补降水井点。
调整泵体安装深度或更换较大功率设备。
当水位过于低于降深要求时,则宜适当调整井点数量。
a)轻型井点运行:
井点运行后要求连续工作,应准备双电源以保证连续抽水。
射流泵井点的运行比较简单,只要水泵不出事故,一人操作即可;
对于机械式真空泵,须定时加油,每班需配备一个工人专司加油和常规的保养。
真空度是判断井点系统良好与否的尺度,应通过真空表经常观察,一般真空度应不低于60kPa,如真空度不够,通常是因为管路漏气,应及时修复。
除测定真空度外,还可通过听、摸、看等方法来检查:
听——有上水声是好井点,无声则可能井点已被堵塞;
摸——手摸管壁感到震动,另外冬天热、夏天凉为好井,反之则为坏井点;
看——夏天湿、冬天干的井点是好井点。
如通过检查发现井点管淤塞太多,严重影响降水效果时,应逐个用高压水反冲洗井点管或拔除重新埋设。
b)喷射井点运行:
喷射井点比较复杂,在其运转期间常需进行监测以便了解装置性能,进而掌握其因某些缺点或措施不当时而采取必要的措施。
在运转期间要及时观测地下水位变化。
测定井点抽水量,通过地下水量的变化分析降水效果及降水过程中出现问题。
测定井点管真空度,检查井点工作是否正常。
c)管井井点运行:
深井内安设潜水泵,可用绳索吊入滤水层部位,带吸水钢管的应用吊车放入,上部应与井管口固定。
设置深井泵的电动机座应设平稳,转向严禁逆转(宜有止回阀)。
潜水电动机、电缆及接头应有可靠绝缘,每台泵应配制一个控制开关。
主电源线路沿深井排水管路设置。
安装完毕应进行试抽水,满足要求后始转入正常工作。
d)电渗井点运行:
在电渗降水时,应采取间隙通电,即通电24h后停电23h,再通电,以节约电能和防止土体电阻加大。
7.5.2.5.2回灌
a)采用回灌技术避免因降水可能产生的地面沉降。
回灌井点应埋设在降水区和邻近受影响的建(构)筑物之间的土层中,其埋设方法与降水井点相同。
b)回灌井点滤管部位应从地下水位以上50cm处开始直到井管底部,也可采用与降水井点管相同的构造,但必须保证成孔与灌砂的质量。
c)回灌井点与降水井点之间的距离不宜小于6m。
其埋设深度宜进入稳定降水曲面下1m。
且位于渗透性较好的土层中。
回灌井点滤管的长度应大于降水井点的长度。
d)回灌水量通过水位观测孔中水位变化进行控制和调节,通过回灌宜不超过原水位标高。
回灌水宜采用清水。
e)在灌水过程中,应根据所设置的沉降观测点和水位观测井进行沉降和水位观测,并作好记录。
7.5.2.6井管的拔除及保养
7.5.2.6.1井点系统设备一般能重复使用多次,用毕应予保养。
7.5.2.6.2地下室或地下结构物竣工后并将基坑进行回填土后,方可拆除井点系统。
拔出井点管多借助于倒链、起重机等。
井管起拔时,吊钩应保持在井管的延长线上顺势进行,以免将井管强行拉断。
所留孔洞用砂或土填塞。
井管设备或者立即撤离现场另行整理保养,或者在工地指定的场所冲洗、油漆保养,堆放整齐以备再用。
7.5.2.6.3当降水井点拆除后,方可进行回灌井点拆除,其拆除方法与其他降水井点相同。
7.5.3季节性施工要求
7.5.3.1雨期施工
a)雨期降水时,集水总管平台地面应硬化处理,并挖好排水沟和集水坑,及时将井孔周围的积水排走,确保雨后场地内无积水。
b)暴风雨前后要检查工地临时设施、机电设施、临时线路,发现倾斜、变形下沉、漏雨、漏电等现象,应及时修理加固,有严重危险的应及时排除。
c)抽水机组应架设防雨设施。
d)进入现场的设备和材料避免堆放在低洼处,露天存放的要垫高加苫布盖好。
7.5.3.2冬期施工
a)冬期降水时,对硬化的集水总管平台地面应做防滑处理,并应及时排除井孔周围的积水,防止积冰。
b)抽水机组应有避风、防冻的保温措施。
井点连结总管上要覆盖保温材料,或回填30cm厚以上干松土,以防冻坏管道。
c)停泵时应及时放空管道和水泵内的存水。
7.6质量控制标准
7.6.1控制措施
7.6.1.1工程地质和水文地质资料以及降水范围、深度、起止时间和工程周围环境要求是制定降水设计方案、选择施工机具、计算涌水量、布置井点位置、确定滤管位置和标高等的基本条件,应提前进行勘察或在现场进行有关试验。
7.6.1.2降水工程施工中应理解设计意图和方案,并根据设计与施工的差异随时与设计人员保持联系,及时在施工中补充和修改设计。
7.6.1.3降水工程的成败在于单个井点的成井质量。
井点施工是隐蔽工程必须加强施工过程中的质量监督,严格控制成井口径、孔深、井管配制、砾砂填筑、洗井试抽五道工序。
7.6.1.4降水工作由于宏观上的变异性,在施工材料选择、施工机械、操作方法及人员技术水平等方面,具有较大的人为性,且赋以经验为主的特点。
因此对各道工序要求必须严格细致,稍有不慎或某些条件的变化,就会造成井点失败,即使熟练工人操作,仍有一定数量(10%左右)的不合格井点产生,在施工中应充分注意这一问题。
7.6.1.5降水施工的质量检验标准应符合表7-8的规定。
7.6.2其他质量控制要求
7.6.2.1降水井的深度应根据设计降水深度、含水层的埋藏分布和降水井的出水能力确定。
设计降水深度在基坑范围内不宜小于基坑底面以下0.5m。
7.6.2.2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。
7.6.2.3各种原材料进场应有合格证,对于砂滤层还应进行原材料复试,合格后方可采用。
7.6.2.4井孔应垂直,孔径上下一致。
井管应居于井孔中心,滤管不得紧靠井孔壁或插入淤泥中。
7.6.2.5降水施工完毕,根据结构施工情况和土方回填进度,陆续关闭和逐根拔出井点管。
土中所留孔洞应立即用砂土填实。
7.6.2.6基坑降水常见异常与处理措施详见表7-9。
表7-8降水施工质量检验标准
序号
检查项目
允许偏差或
允许值
检查方法
单位
数值
1
井管(点)垂直度
%
1~2
插管时目测
2
井管(点)间距
(与设计相比)
≤150
用钢尺量
3
井管(点)插入深度(与设计相比)
mm
≤200
水准仪
4
过滤砂砾料填灌
≤5
检查回填料用量
5
井点真空度:
kPa
>60
>93
真空度表
6
电渗井点阴阳极
距离:
喷射井点
80~100
120~150