降水及截水和施工质量检验标准.docx
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降水及截水和施工质量检验标准
降水
降水即在基坑土方开挖之前，用真空（轻型）井点、喷射井点或管井深入含水层内，用不断抽水方式使地下水位下降至坑底以下，同时使土体产生固结以方便土方开挖。
1．降水井（井点或管井）数量计算
（6-143）
式中Q——基坑总涌水量；
q——设计单井出水量；
真空井点出水量可按36~60m3/d确定；
真空喷射井点出水量按表6-128确定；
管井的出水量q（m3/d）按下述经验公式确定：
（6-144）
rs——过滤器半径（m）；
l——过滤器进水部分长度（m）；
k——含水层的渗透系数（m/d）。
喷射井点的设计出水能力表6-128
型号
外管直径
（mm）
喷射管
工作水
压力
（MPa）
工作水
流量
（m3/d）
设计单个井
点出水能力
（m3/d）
适用含水层
渗透系数
（m/d）
喷嘴直径
（mm）
混合室直径
（mm）
1.5型并列式
38
7
14
0.6~0.8
112.8~163.2
100.8~138.2
0.1~5.0
2.5型圆心式
68
7
14
0.6~0.8
110.4~148.8
103.2~138.2
0.1~5.0
4.0型圆心式
100
10
20
0.6~0.8
230.4
259.2~388.8
5~10
6.0型圆心式
162
19
40
0.6~0.8
720
600~720
10~20
2．过滤器长度
真空井点和喷射井点的过滤器长度，不宜小于含水层厚度的1/3。
管井过滤器长度宜与含水层厚度一致。
群井抽水时，各井点单井过滤器进水部分长度应符合下述条件：
y0＞l（6-145）
式中y0——单井井管进水长度，按下式计算：
（1）潜水完整井
（5-146）
式中r0——基坑等效半径；
rw——管井半径；
H——潜水含水层厚度；
R0——基坑等效半径与降水影响半径之和
R0＝r0＋R
R——降水井影响半径。
（2）承压完整井
（6-147）
式中H'——承压水位至该承压含水层底板的距离；
M——承压含水层厚度。
当滤管工作部分长度小于2/3含水层厚度时，应采用非完整井公式计算。
若不满足上式条件，应调整井点数量和井点间距，再进行验算。
当井距足够小仍不能满足要求时，应考虑基坑内布井。
（3）基坑中心点水位降低深度计算
1）块状基坑降水深度计算
①潜水完整井稳定流时：
（6-148）
②承压完整井稳定流时：
（6-149）
式中S——基坑中心处地下水位降低深度；
r1、r2……rn——各井距基坑中心或井点中心处的距离。
2）对非完整井或非稳定流，应根据具体情况采用相应的计算方法。
3）当计算出的降深不能满足降水设计要求时，应重新调整井数、布井方式。
3．井点结构和施工的技术要求
（1）一般要求
1）基坑降水宜编制降水施工组织设计，其主要内容为：
井点降水方法；井点管长度、构造和数量；降水设备的型号和数量；井点系统布置图；井孔施工方法及设备；质量和安全技术措施；降水对周围环境影响的估计及预防措施等。
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。
3）井孔应垂直，孔径上下一致。
井点管应居于井孔中心，滤管不得紧靠井孔壁或插入淤泥中。
4）井孔采用湿法施工时，冲孔所需的水流压力如表6-129所示。
在填灌砂滤料前应把孔内泥浆稀释，待含泥量小于5%时才可灌砂。
砂滤料填灌高度应符合各种井点的要求。
冲孔所需的水流压力表6-129
土的名称
冲水压力（kPa）
土的名称
冲水压力（kPa）
松散的细砂
250~450
中等密实粘土
600~750
软质粘土、软质粉土质粘土
250~500
砾石土
850~900
密实的腐殖土
500
塑性粗砂
850~1150
原状的细砂
500
密实粘土、密实粉土质粘土
750~1250
松散中砂
450~550
中等颗粒的砾石
1000~1250
黄土
600~650
硬粘土
1250~1500
原状的中粒砂
600~700
原状粗砾
1350~1500
5）井点管安装完毕应进行试抽，全面检查管路接头、出水状况和机械运转情况。
一般开始出水混浊，经一定时间后出水应逐渐变清，对长期出水混浊的井点应予以停闭或更换。
6）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）如基坑坑底进行压密注浆加固时，要待注浆初凝后再进行降水施工。
（2）真空井点结构和施工技术要求
1）机具设备
真空井点系统由井点管（管下端有滤管）、连接管、集水总管和抽水设备等组成。
①井点管
井点管为直径38~110mm的钢管，长度5~7m，管下端配有滤管和管尖。
滤管直径与井点管相同，管壁上渗水孔直径为12~18mm，呈梅花状排列，孔隙率应大于15%；管壁外应设两层滤网，内层滤网宜采用30~80目的金属网或尼龙网，外层滤网宜采用3-10目的金属网或尼龙网；管壁与滤网间应采用金属丝绕成螺旋形隔开，滤网外面应再绕一层粗金属丝。
滤管下端装一个锥形铸铁头。
井点管上端用弯管与总管相连。
②连接管与集水总管
连接管常用透明塑料管。
集水总管一般用直径75~110mm的钢管分节连接，每节长4m，每隔0.8~1.6m设一个连接井点管的接头。
③抽水设备
根据抽水机组的不同，真空井点分为真空泵真空井点、射流泵真空井点和隔膜泵真空井点，常用者为前两种。
真空泵真空井点由真空泵、离心式水泥、水气分离器等组成（图6-175），有定型产品供应（表6-130）。
这种真空井点真空度高（67~80kPa），带动井点数多，降水深度较大（5.5~6.0m）；但设备复杂，维修管理困难，耗电多，适用于较大的工程降水。
图6-175真空泵真空井点抽水设备工作简图
1-井点管；2-弯联管；3-集水总管；4-过滤箱；5-过滤网；6-水气分离器；
7-浮筒；8-挡水布；9-阀门；10-真空表；11-水位计；12-副水气分离器；
13-真空泵；14-离心泵；15-压力箱；16-出水管；17-冷却泵；18-冷却水管；
19-冷却水箱；20-压力表；21-真空调节阀
真空泵型真空井点系统设备规格与技术性能表6-130
名称
数量
规格技术性能
往复式真空泵
1台
V5型（W6型）或V6型；生产率4.4m3/min，真空度100kPa，电动机功率5.5kW，转速1450r/min
离心式水泵
2台
B型或BA型；生产率30m3/h，扬程25m，抽吸真空高度7m，吸口直径50mm，电动机功率2.8kW，转速2900r/min
水泵机组配件
1套
井点管100根，集水总管直径75~l00mm，每节长1.6~4.0m，每套29节，总管上节管间距0.8m，接头弯管100根；冲射管用冲管1根；机组外形尺寸2600mm×1300mm×1600mm，机组重1500kg
射流泵真空井点设备由离心水泵、射流器（射流泵）、水箱等组成，如图6-176所示，配套设备如表6-131，系由高压水泵供给工作水，经射流泵后产生真空，引射地下水流；设备构造简单，易于加工制造，操作维修方便，耗能少，应用日益广泛。
图6-176射流泵真空井点设备工作简图
（a）工作简图；（b）射流器构造
1-离心泵；2-射流器；3-进水管；4-集水总管；5-井点管；6-循环水箱；
7-隔板；8-泄水口；9-真空表；10-压力表；11-喷嘴；12-喉管
2）井点布置
井点布置应根据基坑平面形状与大小、地质和水文情况、工程性质、降水深度等而定。
当基坑（槽）宽度小于6m，且降水深度不超过6m时，可采用单排井点，布置在地下水上游一侧（图6-177）；当基坑（槽）宽度大于6m，或土质不良，渗透系数较大时，宜采用双排井点，布置在基坑（槽）的两侧，当基坑面积较大时，宜采用环形井点（图6-178）；挖土运输设备出入道可不封闭，间距可达4m，一般留在地下水下游方向。
井点管距坑壁不应小于1.0~1.5m，距离太小，易漏气。
井点间距一般为0.8~1.6m。
集水总管标高宜尽量接近地下水位线并沿抽水水流方向有0.25%~0.5%的上仰坡度，水泵轴心与总管齐平。
井点管的入土深度应根据降水深度及储水层所有位置决定，但必须将滤水管埋入含水层内，并且比挖基坑（沟、槽）底深0.9~1.2m，井点管的埋置深度亦可按下式计算（图6-178）；
φ50型射流泵真空井点设备规格及技术性能表6-131
名称
型号技术性能
数量
备注
离心泵
3BL-9型，流量45m3/h，扬程32.5m
1台
供给工作水
电动机
JO2-42-2，功率7.5kW
1台
水泵的配套动力
射流泵
喷嘴φ50mm，空载真空度100kPa，工作水压0.15~0.3MPa，工作水流45m3/h，生产率10~35m3/h
1个
形成真空
水箱
1100mm×600mm×1000mm
1个
循环用水
注：
每套设备带9m长井点25~30根，间距1.6m，总长180m，降水深5~9m。
图6-177单排线状井点布置
1-井点管；2-集水总管；3-抽水设备；4-基坑；5-原地下水位线；6-降低后地下水位线；H-井点管长度；H1-井点埋设面至基础底面的距离；h-降低后地下水位至基坑底面的安全距离，一般取0.5~1.0m；L-井点管中心至基坑外边的水平距离；l-滤管长度；B-开挖基坑上口宽度
图6-178环形井点布置图
1-井点；2-集水总管；3-弯联管；4-抽水设备；5-基坑；6-填粘土；7-原地下水位线；8-降低后地下水位线；H-井点管埋置深度；H1-井点管埋设面至基底面的距离；h-降低后地下水位至基坑底面的安全距离，一般取0.5~1.0m；L-井点管中心至基坑中心的水平距离；l-滤管长度
H≥H1＋h＋iL＋l（6-150）
式中H——井点管的埋置深度（m）；
H1——井点管埋设面至基坑底面的距离（m）；
h——基坑中央最深挖掘面至降水曲线最高点的安全距离（m），一般为0.5~1.0m，人工开挖取下限，机械开挖取上限；
L——井点管中心至基坑中心的短边距离（m）；
i——降水曲线坡度，与土层渗透系数、地下水流量等因素有关，根据扬水试验和工程实测确定。
对环状或双排井点可取1/10~1/15；对单排线状井点可取1/4；环状降水取1/8~1/10；
l——滤管长度（m）。
井点露出地面高度，一般取0.2~0.3m。
H计算出后，为安全计，一般再增加1/2滤管长度。
井点管的滤水管不宜埋入渗透系数极小的土层。
在特殊情况下，当基坑底面处在渗透系数很小的土层时，水位可降到基坑底面以上标高最低的一层，渗透系数较大的土层底面。
一套抽水设备的总管长度一般不大于100~120m。
当主管过长时，可采用多套抽水设备；井点系统可以分段，各段长度应大致相等，宜在拐角处分段，以减少弯头数量，提高抽吸能力；分段宜设阀门，以免管内水流紊乱，影响降水效果。
真空泵由于考虑水头损失，一般降低地下水深度只有5.5~6m。
当一级轻型井点不能满足降水深度要求时，可采用明沟排水与井点相结合的方法，将总管安装在原有地下水位线以下，或采用二级井点排水（降水深度可达7~10m），即先挖去第一级井点排干的土，然后再在坑内布置埋设第二级井点，以增加降水深度。
抽水设备宜布置在地下水的上游，并设在总管的中部。
3）井点管的埋设
井点管的埋设可用射水法、钻孔法和冲孔法成孔，井孔直径不宜大于300mm，孔深宜比滤管底深0.5~1.0m。
在井管与孔壁间及时用洁净中粗砂填灌密实均匀。
投入滤料数量应大于计算值的85%，在地面以下1m范围内用粘土封孔；
4）井点使用
井点使用前应进行试抽水，确认无漏水、漏气等异常现象后，应保证连续不断抽水。
应备用双电源，以防断电。
一般抽水3~5d后水位降落漏斗渐趋稳定。
出水规律一般是“先大后小、先浑后清”。
在抽水过程中，应定时观测水量、水位、真空度，并应使真空泵保持在55kPa以上。
（3）喷射井点的结构及施工技术要求
1）工作原理与井点布置
喷射井点作用深层降水，其一层井点可把地下水位降低8~20m。
其工作原理如图6-179、图6-180所示。
喷射井点的主要工作部件是喷射井管内管底端的扬水装置——喷嘴的混合室（图6-180）；当喷射井点工作时，由地面高压离心水泵供应的高压工作水，经过内外管之间的环形空间直达底端，在此处高压工作水由特制内管的两侧进水孔进入至喷嘴喷出，在喷嘴处由于过水断面突然收缩变小，使工作水流具有极高的流速（30~60m/s），在喷口附近造成负压（形成真空），因而将地下水经滤管吸入，吸入的地下水在混合室与工作水混合，然后进入扩散室，水流从动能逐渐转变为位能，即水流的流速相对变小，而水流压力相对增大，把地下水连同工作水一起扬升出地面，经排水管道系统排至集水池或水箱，由此再用排水泵排出。
图6-179喷射井点布置图
（a）喷射井点设备简图；（b）喷射井点平面布置图
1-喷射井管；2-滤管；3-供水总管；4-排水总管；
5-高压离心水泵；6-水池；7-排水泵；8-压力表
图6-180喷射井点扬水装置（喷嘴和混合室）构造
1-扩散室；2-混合室；3-喷嘴；4-喷射井点外管；5-喷射井点内管；L1-喷射井点内管底端两侧进水孔高度；L2-喷嘴颈缩部分长度；L3-喷嘴圆柱部分长度；L4-喷嘴口至混合室距离；L5-混合室长度；L6-扩散室长度；d1-喷嘴直径；d2-混合室直径；d3-喷射井点内管直径；d4-喷射井点外管直径；Q2-工作水加吸入水的流量（Q2＝Q1+Q0）；P2-混合室末端扬升压力（MPa）；F1-喷嘴断面积；F2-混合室断面积；F3-喷射井点内管断面积；v1-工作水从喷嘴喷出时的流速；v2-工作水与吸入水在混合室的流速；v3-工作水与吸入水排出时的流速
2）井点管与其布置
井点管的外管直径宜为73~108mm，内管直径宜为50~73mm，滤管直径为89~127mm。
井孔直径不宜大于600mm，孔深应比滤管底深1m以上。
滤管的构造与真空井点相同。
扬水装置（喷射器）的混合室直径可取14mm，喷嘴直径可取6.5mm，工作水箱不应小于10m3。
井点使用时，水泵的起动泵压不宜大于0.3MPa。
正常工作水压为0.25P0（扬水高度）。
井点管与孔壁之间填灌滤料（粗砂）。
孔口到填灌滤料之间用粘土封填，封填高度为0.5~1.0mm。
常用的井点间距为2~3m。
每套喷射井点的井点数不宜超过30根。
总管直径宜为150mm，总长不宜超过60m。
每套井点应配备相应的水泵和进、回水总管。
如果由多套井点组成环圈布置，各套进水总管宜用阀门隔开，自成系统。
每根喷射井点管埋设完毕，必须及时进行单井试抽，排出的浑浊水不得回入循环管路系统，试抽时间要持续到水由浑浊变清为止。
喷射井点系统安装完毕，亦需进行试抽，不应有漏气或翻砂冒水现象。
工作水应保持清洁，在降水过程中应视水质浑浊程度及时更换。
（4）管井的结构及技术要求
管井由滤水井管、吸水管和抽水机械等组成（图6-181）。
管井设备较为简单，排水量大，降水较深，水泵设在地面，易于维护。
适于渗透系数较大，地下水丰富的土层、砂层。
但管井属于重力排水范畴，吸程高度受到一定限制，要求渗透系数较大（1~200m/d）。
图6-181管井构造
1-滤水井管；2-φ14mm钢筋焊接骨架；3-6mm×30mm铁环＠250mm；4-10号铁丝垫筋＠250mm焊于管骨架上，外包孔眼1~2mm铁丝网；5-沉砂管；6-木塞；7-吸水管；8-φ100~200mm钢管；9-钻孔；10-夯填粘土；11-填充砂砾；12-抽水设备
1）井点构造与设备
①滤水井管
下部滤水井管过滤部分用钢筋焊接骨架，外包孔眼为1~2mm滤网，长2~3m，上部井管部分用直径200mm以上的钢管、塑料管或混凝土管。
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。
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量时，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）管井的布置
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，井中心距基坑（槽）边缘的距离，依据所用钻机的钻孔方法而定，当用冲击钻时为0.5~1.5m；当用钻孔法成孔时不小于3m。
管井埋设的深度和距离，根据需降水面积和深度及含水层的渗透系数等而定，最大埋深可达10m，间距10~15m。
3）管井埋设
管井埋设可采用泥浆护壁冲击钻成孔或泥浆护壁钻孔方法成孔。
钻孔底部应比滤水井管深200mm以上。
井管下沉前应进行清洗滤井，冲除沉渣，可灌入稀泥浆用吸水泵抽出置换或用空压机洗井法，将泥渣清出井外，并保持滤网的畅通，然后下管。
滤水井管应置于孔中心，下端用圆木堵塞管口，井管与孔壁之间用3~15mm砾石填充作过滤层，地面下0.5m内用粘土填充夯实。
水泵的设置标高根据要求的降水深度和所选用的水泵最大真空吸水高度而定，当吸程不够时，可将水泵设在基坑内。
4）管井的使用
管井使用时，应经试抽水，检查出水是否正常，有无淤塞等现象。
抽水过程中应经常对抽水设备的电动机、传动机械、电流、电压等进行检查，并对井内水位下降和流量进行观测和记录。
井管使用完毕，井管可用倒链、或卷扬机将井管徐徐拔出，将滤水井管洗去泥砂后储存备用，所留孔洞用砂砾填实，上部50cm深用粘性土填充夯实。
（5）深井井点
深井井点降水是在深基坑的周围埋置深于基底的井管，通过设置在井管内的潜水泵将地下水抽出，使地下水位低于坑底。
该法具有排水量大，降水深（＞15m）；井距大，对平面布置的干扰小；不受土层限制；井点制作、降水设备及操作工艺、维护均较简单，施工速度快；井点管可以整根拔出重复使用等优点；但一次性投资大，成孔质量要求严格。
适于渗透系数较大（10~250m/d），土质为砂类土，地下水丰富，降水深，面积大，时间长的情况，降水深可达50m以内。
1）井点系统设备
由深井井管和潜水泵等组成（图6-182）。
图6-182深井井点构造
（a）钢管深井井点；（b）无砂混凝土管深井井点
1-井孔；2-井口（粘土封口）；3-φ300~375mm井管；4-潜水电泵；5-过滤段（内填碎石）；6-滤网；7-导向段；8-开孔底板（下铺滤网）；9-φ50mm出水管；10-电缆；11-小砾石或中粗砂；12-中粗砂；13-φ50~75mm出水总管；14-20mm厚钢板井盖
①井管
井管由滤水管、吸水管和沉砂管三部分组成。
可用钢管、塑料管或混凝土管制成，管径一般为300mm，内径宜大于潜水泵外径50mm。
a．滤水管（图6-183）
在降水过程中，含水层中的水通过该管滤网将土、砂过滤在网外，使地下清水流入管内。
滤水管长度取决于含水层厚度、透水层的渗透速度和降水的快慢，一般为3~9m。
通常在钢管上分三段轴条（或开孔），在轴条（或开孔）后的管壁上焊φ6mm垫筋，与管壁点焊，在垫筋外螺旋形缠绕12号铁丝（间距1mm），与垫筋用锡焊焊牢，或外包10孔/cm2和14孔/cm2镀锌铁丝网两层或尼龙网。
图6-183深井滤水管构造
1-钢管；2-轴条后孔；3-φ6mm垫筋；4-缠绕12号铁丝与钢筋锡焊焊牢
当土质较好，深度在15m内，亦可采用外径380~600mm、壁厚50~60mm、长1.2~1.5m的无砂混凝土管作滤水管，或在外再包棕树皮二层作滤网。
b．吸水管连接滤水管，起挡土、贮水作用，采用与滤水管同直径的实钢管制成。
c．沉砂管在降水过程中，起砂粒的沉淀作用，一般采用与滤水管同直径的钢管，下端用钢板封底。
②水泵
常用长轴深井泵（表6-132）或潜水泵。
每井一台，并带吸水铸铁管或胶管，配上一个控制井内水位的自动开关，在井口安装75mm阀门以便调节流量的大小，阀门用夹板固定。
每个基坑井点群应有2台备用泵。
③集水井
用φ325~500mm钢管或混凝土管，并设3‰的坡度，与附近下水道接通。
2）深井布置
深井井点一般沿工程基坑周围离边坡上缘0.5~1.5m呈环形布置；当基坑宽度较窄，亦可在一侧呈直线形布置；当为面积不大的独立的深基坑，亦可采取点式布置。
井点宜深入到透水层6~9m，通常还应比所需降水的深度深6~8m，间距一般相当于埋深，由10~30m。
常用深井水泵主要技术性能表6-132
型号
流量
（m3/h）
扬程
（m）
转速
（r/min）
比转数
扬水管入井的最大长度
（m）
轴功率
（kW）
重量
（kg）
配带电机
叶轮直径
D（mm）
效率
（%）
型号
功率（kW）
4JD10×10
10
30
2900
250
28
1.41
585
JLB2
5.5
72
58
4JD10×20
60
55.5
2.82
900
JLB2
5.5
72
6JD36×4
36
38
2900
200
35.5
5.56
1100
JLB2
7.5
114
67
6JD36×6
57
55.5
8.36
1650
JLB2
11
114
6JD56×4
56
32
2900
280
28
7.27
850
DMM402-2
11
68
6JD56×6
48
45.5
10.8
1134
15
8JD80×10
80
40
1460
280
36
12.04
1685
DMM452-4
18.5
160
70
8JD80×15
60
57
18.75
2467
DMM451-4
22
160
SD8×10
35
35
1460
5.8
883
JLB62-4
10
138.9
63
SDS×20
70
10.6
1923
JLB63-4
14
138.9
SD10×3
72
24
1460
7.05
991
JLB62-4
10
186.8
67
SD10×5
40
1460
11.75
1640
JLB63-4
14
186.8
SD10×10
80
1460
23.5
3380
JLB73-4
28
186.8
SD12×2
26
1460
12.7
1427
JLB72-4
20
228
70
SD12×3
126
39
1460
19.1
1944
JLB73-4
28
228
SD12×4
52
25.5
2465
JLB82-4
40
SD12×5
65
31.8
3090
JLB82-4
40
注：
SD、JLB2（深井泵专用三相异步电动机）型的轴功率单位为kW。
3）深井施工
成孔方法可冲击钻孔、回转钻孔、潜水钻或水冲成孔。
孔径应比井管直径大300mm，成孔后立即安装井管。
井管安放前应清孔，井管应垂直，过滤部分放在含水层范围内。
井管与土壁间填充粒径大于滤网孔径的砂滤料。
井口下1m左右用粘土封口。
在深井内安放水泵前应清洗滤井，冲洗沉渣。
安放潜水泵时，电缆
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