浅谈管井降水施工控制措施.docx

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浅谈管井降水施工控制措施

1前言：

....................................................................................................1

1.1地下水的处理的方法，水在土中渗流的基本规律。

........................22管井井点降水.........................................................................................

22．1管井井点降水...................................................................................2

2.2主要机具设备......................................................................................

32．3管井降水常见的问题：

....................................................................33降水前抽水试验.....................................................................................5

3.1抽水试验目的......................................................................................5

3.2抽水试验孔布置..................................................................................5

3.3抽水试验技术要求..............................................................................64井点系统使用注意事项..........................................................................65结论........................................................................................................6参考文献...................................................................................................7

浅谈管井降水施工控制措施

摘要：

施工排水和人工降低地下水是配合基坑开挖的安全措施。

当基坑或沟槽开挖至地下水位以下时，土的含水层被切断，地下水将不断渗入坑内。

基坑或沟槽内的土被水浸泡后可能引起边坡的坍塌，是施工不能正常进行，还会影响地基的承载力。

所以，为做好施工降排水工作，保持干燥的开挖工作面，常采用井点降水。

管井井点降水目前已被广泛地应用于各类地下工程中，可降低水位，加强土体，改善施工条件，获得良好的经济、环境效益。

但是井点降水施工过程中也出现了很多问题，影响了井点降水的效果，有时还给环境带来一定的危害。

在基坑或沟槽降水时，井点降水如果理论分析不准确，降水措施不当，就可能导致一些问题的发生，会影响井点降水效果，甚至降水失败。

降水还必须考虑到对附近建筑物的影响，及时采取措施，避免或减少对邻近建筑物引起的不均匀沉降，因此必须对原因进行分析研究和总结，并有针对性地提出施工控制措施。

本文研究了基坑开挖采用管井井点降水的工作原理，对降水前抽水试验目的、抽水试验孔布置及相关技术要求作了论述，并对如何利用抽水试验确定水文参数进行了探讨，。

关键词：

管xx点降水：

问题：

防止措施，抽水试验，

1前言：

近年来,随着我国经济的迅猛发展,不论高层建筑、市政工程、港口水利工程或某些特种工程,在建设中都会遇到若干深大基坑的土方开挖施工。

我国沿海软弱土层,一般地下水位高,地质属粉质砂土或淤泥质粉质粘土,并夹有薄层粉砂。

在这些软弱的土层施工挖土时,往往会受到流砂困扰,给基坑开挖造成极大困难。

不但难以达到预定设计深度,还会酿成重大事故。

之所以会出现这些异常情况,都是由地下水引起的。

当在施工中，基坑或沟槽开挖时需要降低地下水，发现开挖土质中有细沙、粉砂、或淤泥层时，不宜采用集水井降水法，因为在基坑或沟槽中直接排水，地下水会产生自下而上或从边坡向基坑方向流动的动水压力，容易导致边坡塌方和产生“流沙现象”，并使基坑土结构遭到破坏，这种情况下应考虑井点降水法。

但是施工采用井点降水，如果措施不当，就会出现质量问题，达不到预期的降水效果，拖延工期，造成经济损失。

因此，采用井点降水要特别慎重并采取相应对策。

采取正确合理的井点降水方法至关重要。

本文重要论述了井点降水中的常见问题，并分析产生的原因，提出了预防措施及处理办法。

所在工地潍坊虞河东岸涵闸倒虹工程，采用管井井点降水，土质为细沙土。

管井降水深度为20米，刚开始采用PVC管，管壁留有滤水缝隙，由于下好井管时，没能及时在管井四周填埋滤水石子，导致管子被土压破，降水失败。

又及时该换管井，采用水泥管。

1米一节，紧紧有4节带滤孔，而且在下好井管后有2节没能及时洗井，最后18节井管紧紧有13节完好，但是降水效果不理想。

井点降水是同前基坑开挖中一项非常重要的配套措施，其原理是在基坑周围埋下深于基坑底的井点或管井，以总管连接抽水，使地下水位下降成为一个降落漏斗，并降低到坑底以下

0．5m～1m，从而保证在干燥无水条件下施工，避免流砂等事故，并方便施工。

当降水区缺乏必要水文地质资料，而降水技术要求又高，水文地质条件义复杂时，应先进行地质水文勘测试验，取得必要，水文参数，才能进行井点降水方案设计。

1.1地下水的处理的方法，水在土中渗流的基本规律。

1.1.1地下水的处理有多种可行的方法

从降水方式来说可总分为止水法和排水法两大类。

止水法,即通过有效手段,在基坑周围形成止水帷幕,将地下水止于基坑之外,如沉井法、灌浆法、地下连续墙等;排水法是将基坑范围内地表水与地下水排除,如明沟排水、井点降水等。

止水法相对来说成本较高,施工难度较大;井点降水施工简便、操作技术易于掌握,是—种行之有效的现代化施工方法,已广泛应用

1.1.2水在土中渗流的基本规律

土体本身如果存在并保持水头差，水就会不断地产生流动，形成稳定流。

其渗流速度：

v=k·i（适用于砂及其他较细颗粒的土中）

水在土中渗流的速度v取决于两方面的因素：

①土的透水性（反映为渗透系数k的大小）；②水力条件（反映为水力梯度i的大小），这就是水在土中渗流的基本规律，也就是著名的达西定律。

2管xx点降水

2．1管xx点降水

管井井点系沿基坑每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽水降低地下水位。

本法具有设备较为简单，排水量大，可代替多组轻型井点作用，水泵设在地面，易于维护等特点。

本工艺标准适用于渗透系数较大（20～200m／d），降水深在5m以内，地下水丰富的土层、砂层，或明沟排水法易造成立粒大量流失，引起边坡坍方及用轻型井点难以满足降水要求的情况下，可采用本工艺标准。

2.2主要机具设备

管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机械等组成（图l－9）。

1．滤水井管

下部滤水井管过滤部分用钢筋焊接骨架，外包孔限为1～2mm滤网，长2～3m，上部井管部分用直径200mm以上的钢管或塑料管。

2．吸水管

用直径50～100mm的钢管或胶皮管，插入滤水井管内，其底端应沉到管井吸水时的最低水位以下，并装逆止阀，上端装设带法兰盘的短钢管一节。

3．水泵

采用BA型或B型、流量10～25m3/h离心式水泵或自吸泵。

每个井管装置一台，当水泵排水量大于单孔滤水井涌水量数倍时，可另加设集水总管，将相邻的相应数量的吸水管连成一体，共用一台水泵。

2．3管井降水常见的问题：

2.

3．1井斜

（1）井斜是指成井钻进时钻孔中心偏离了原设计井孔的中心。

发生井斜后，不仅影响成井钻井效率、增加井内事故率，而且容易导致井管安装不直、井管下不到底折断、填砾不均。

成井后还会影响抽水设备的安装。

泵轴下垂直，运转时造成过早地严重磨损，不能正常抽水。

影响井斜的原因是多方面的，出地层方面的原因外，主要是设备的安装和技术操作方面的原因。

如钻机不平或地基不坚固，钻塔中心线偏离了井孔的中心线，天车、转盘和井口不在同一条轴线上，就会造成井斜。

回转钻井时，如果钻头不加导正圈．在第四系地层采用大钻压、高转速钻进，不控制钻进速度，也容易造成井斜。

（2）预防井斜的措施

预防井斜的措施主要是熟悉施工场地的地层条件，把好设备安装关，掌握正确的操作方法。

操作人员要熟悉不同深度的地层情况。

钻机安装平稳、牢固，确保天车、转盘和井口三点呈一线。

钻进第四系松软层时钻具要加导正圈．并稍吊起钻具轻压、懂转，小排量钻井。

出现井斜后要立即停止钻进．查找井斜原因。

属设备安装方面的原因，可调正设备后用轻压、懂转扫至井底，对倾斜井段的井壁进行修整。

如钻井已较深，可采取回填后再扫孔的方法纠斜。

如开钻不久即井斜，纠斜不便时，情况允许可重新开孔钻进。

2．3．2井管上浮

（1）在填砾过程中，如果是下的水泥无砂管，有时会出现井管上浮现象，致使施工无法继续进行例如基坑降水井直径800mm，水泥无砂管直径500mm，井深

20．70m。

当“水一8”井下完井管砾科至1.0m左右时，井管上浮选2m之多。

采取用两根钻杆交叉将井管下压、将潜水泵放^

井内边加请水边抽泥浆和用Φ20钢筋插人井管外间隙疏通等方法均无效。

井管上浮的主要原因是钻进成井后未及时换浆，泥浆稠，密度大，浮力大，砾料规格小，不易下沉。

（2）预防井管上浮的措施

预防井管上浮的措施是钻进成井后及时换浆，使用泥浆密度,砾料规格不宜太小，填砾料速度不宜太快。

井管上浮后有效的处理方法是：

将潜水泵排水胶管接内径为Φ25钢管插入井管外间隙冲堵．并同时向井管内注清水．使井管内外连通，泥浆、砾料混合液密度降低，浮力减小，井管会自动下沉。

如果用高压泵代替潜水泵，效果会更好。

2．3.3出水量少．地下水位降不到位

（1）这类问题主要是换浆不及时、洗井质量差泥皮封阻井壁造成的。

钻进到底后，一般应及时用优质稀泥浆将井内台有岩屑的浓泥浆替换出来，即换浆，以不使井内的劣质泥浆沉淀．保证填砾料正常进行。

但有时

受客观条件限制，如泥浆池小。

白天泥浆又不能外等，来不及换浆或未将井内台有岩屑的浓泥浆替换出运来，导致出水量少．地下水位降不到位。

（2）预防出木量少，地下水位降不下去的主要措施

预防出水量少，地下水位降不下去的主要措施是使用反循环钻进成井．减少井底岩屑，降低泥浆密度，下井管前用钢丝蝇缠在钻头等正圈外缘加大外径后下人井内扫井“破壁，消除钻进中在井壁上结下的泥皮，疏通地下水向井内渗透。

井底深淀岩屑多．地下水位不下去时．还可用3PNI．泵进行清底处理。

如某广场降水井井深20m，共2l口井。

从成井到降水，要求在20天内将地下水位降至-10m。

由于工期紧．又加之位于闹市区．白灭不能拉废浆，降水井全部完成后才一起下入潜水泵，因井底有沉淀岩屑，潜水泵下不到底。

尽管在第20天地下水位降到了设计深度，但后来由于设汁变更，要求地下水位降深再增至12m。

潜水泵下不到底，地下水位降不下去。

针对上面要求，采取的处理措施是：

将Φ6.5钢管用法兰盘连接作吸水管．上端接PNL泵吸水管吊在三角架倒链上以便于上下窜动，下端插入井底沉淀岩屑内。

开动3PNL泵大排量冲冼，将井底沉淀岩屑携带至地面．同时补充清水换浆洗井．达到理想的效果

2．3．4地下水位降深不足

（1）这类问题是指，地下水位能降下去，但观测井水位却来降到设计要求。

地下水位降深不足的原因主要是：

水文地质资料不准确，计算涌水量小于基坑实际涌水量；选用潜水泵排量小；基坑内局部地段的井点数量不足；部分泵出现故障，未全部工作。

（2）预防地下水位降深不足

预防该类问题的主要措施是计算涌水量时要调查场区附近的水文地质资料，计算时考虑适当的余量，选用比计算排量略大的潜水泵，涌水量大的地段适当加井点，降水过程中由加强管理．保证每台泵工作正常。

地下水位降深不足的处理措施是根据上述原因，更换排量大的潜水泵，增加井点，维修潜水泵使其正常工作。

2．3．5井管破裂

（1）井管破裂主要出现在用水泥无砂管的探基坑降水工程中。

如处理不当会造戚井壁坍塌。

井管破裂的主要原因是：

井钎龄期短、强度低：

下井时猛墩猛撞；井深管自重量大使底部水泥无砂管压裂。

（2）防治井管破裂

预防井管破裂的措施是：

把好井管质量验收关．不合格的井管决不下人井内；下井管时，禁止蓝墩猛撞。

水泥无砂管破裂一般出现在井底部．这类问题往往比较难处理，更不容易保证上部井管完整。

一般的处理方法是下入钻头将井管扫碎，用泵吸反循环钻进吸出碎渣后重新下管。

2．3．6潜水泵出水不连续、出水量小或不出水

（1）潜水泵出水不连续、出水量小或不出水都会影响深基坑降水效果。

潜水泵出水不连续的原因是动水位下降至泵的吸水口。

出水量小或不出水的原因是吸水管破裂产生大量漏水或电动机转向不对。

（2）潜水泵出水不连续、出水量小或不出水

3.6.1潜水泵出水不连续排除的方法是关闭阀门，适当减小出水量或在潜水泵扬程许可的情况下加装扬水管。

3.6.2出水量小或不出水排除的方法是更换吸水管或将电动机三相接线头更换任意两相接线位置。

3降水前抽水试验

3.1抽水试验目的

了解含水层富水性及其相互间水力联系；确定抽水井实际出水量，推算最大出水量，单位出水量，并根据水位降深和涌水量选择水泵型号；计算水文参数。

3.2抽水试验xx布置

为求取水文参数布置的抽水孔，应布置在含水层的导水及贮水性质，补给条件，厚度和岩性条件有代表性的地方；观测孔和主孔应组成观测线，要求通过观测孔得到的水位降落曲线，对整个抽水场地具有代表性。

3.3抽水试验技术要求

3.3.1对水位降深的要求

为提高水文地质参数计算的准确性和预测更大降深时井的出水量，一般要进行3次不同水位降深的抽水试验，对富水性较差的含水层，可只做一次最大降深抽水试验。

一般抽水试验所选择的最大水位降深值s一：

潜水层，S～=（1／3～1／2）H，H为含水层厚度；承压含水层，S一不大于承压含水层顶板以上的水头高度。

当进行三次不同水位降深抽水试验时，其余两次试验水位降深分别等于最大水位降深的1／3和1／2。

3.3.2抽水试验延续时间的要求

按稳定流抽水试验水文地质参数的精度主要决定于抽水试验时抽水井的水位和流量是否真正达到稳定状态。

生产规范一般是通过规定的抽水井水位和流量稳定后的延续时问作保证。

所谓稳定状态，即抽水井出水茸的波动值不超过正常出水量的5％，抽水主孔的水位波动值不超过水位降深的1％，且无卜升或下降的变化趋势。

如果抽水试验目的仅是为了获得水文参数，抽水井的出水量和水位稳定延续时问达24h，距主孔最远的水位观测孔水位稳定延续时间不少于2h～4h即可。

对非稳定流抽水试验，抽水时间延续不长，只要求水位降深一时间对数曲线的形态比较固定和能较明显的反映出含水层的边界性质即可停抽，一般1000min即可。

4井点系统使用注意事项

1、井点立管埋设完并与卧管及抽水设备接通后，必须先进行试抽水，在无漏水、漏气、淤塞等现象后，才能正常投入使用。

2、使用射流泵时，应安装真空表，并经常观测，作好记录，以保证井点系统的真空度，一般应不低于60kpa.当真空度不够时，应及时检查管路或井点管是否漏气、离心泵叶轮有无障碍等，并及时处理。

3、井点应保证连续抽水，并应准备双电源。

如抽不上水或水一直较混，或出现清后又变混等情况，应立即检查处理。

如井点管淤塞过多，严重影响降水效果，应逐个用高压水反冲洗井点管或拔出重新埋设。

4、在地下室施工完毕，通过抗浮稳定验算，符合要求并进行回填后，方可拆除井点系统，所有孔洞均须用砂或土填塞。

5结论

井点降水是配合基坑或沟槽开挖的重要安全措施，井点降水的成功可以为基坑的开挖争取时间，节约成本。

针对井点降水的常见问题，采取必要的预防处理措施，保证降水的施工质量。

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