地下工程施工降水的方法總結

黃 震,藺宗宗

中國礦業大學資源與地球科學學院,江蘇徐州 221116

地下工程施工降水的方法總結

黃 震,藺宗宗

中國礦業大學資源與地球科學學院,江蘇徐州 221116

地下工程施工降水對地下工程結構物的穩定影響很大，所以對地下工程施工降水技術的研究很重要，本文對常見的幾種降水方法進行總結。

管井降水；輻射井降水；輕型井點降水；噴射井點降水；真空管井降水

地下工程是指建筑在巖體或土體中的工程建筑物，這些結構物是修建在含水的巖土環境中的。但由于地下水的滲透和侵蝕的作用，會使工程產生病害，輕者影響使用功能，嚴重者使整個工程報廢，造成巨大的經濟損失和嚴重的社會影響。所以，水對地下工程會產生嚴重的嚴重的影響，就像國際隧道協會發表的一個專題報告所說：Water is the tunneller,s enemy。總之，杜絕水對地下工程的危害，做好地下結構的防水是地下工程設計、施工以至運營階段的重要課題。

1 地下工程防水設計原則

1.1 鐵路隧道防水設計原則

《鐵路隧道設計規范》（TB10003-2001）規定：隧道排水應采取“防、排、截、堵結合，因地制宜，綜合治理”的原則，采取切實可靠的設計施工措施，達到防水可靠、排水通暢、經濟合理的目的。

1.2 公路隧道防水設計原則

《公路隧道設計規范》（JTJ026-90）規定，隧道防排水應視水文地質條件因地制宜地采

取“以排為主，防、排、截、堵相結合”的綜合治理原則，達到排水通暢、防水可靠、經濟合理、不留后患的目的。

1.3 地鐵工程防水設計原則

《地鐵設計規范》（GB157-2003）規定：地鐵工程的防水設計，應根據氣候條件、工程地質和水文地質狀況、結構特點、施工條件、使用要求等因素進行，以保證結構的安全、耐久性和使用要求；并遵循“以防為主，剛柔結合，多道防線，因地制宜，綜合治理”的原則，采取與其相適應的防水措施。

總之，地下工程因其種類、使用功能、所處的區域和環境保護要求等不同，防水設計有所不同。

2 地下工程施工降水技術

2.1 管井降水

管井井點降水是指沿基坑每隔一定距離設置一個管井，每個管井單獨用一臺水泵不斷抽水來降低水位的方法。降水管井的目的在于人工降低地下水位，以使基坑和隧道開挖達到無水安全作業要求，工程施工結束后，降水管井也完成使命而報廢，所以說降水管井是臨時的抽水結構物。

管井降水使用于土的滲透系數大的土層中。

2.2 輻射井降水

輻射井降水是指由一口大直徑的集水豎井和自豎井向周圍含水層一定方向，一定高程打進的水平井所組成來降水的方法。其特點是：

1）水平井伸展范圍廣，控制降水面積大，一般一口輻射井單線單排控制長度可達到100m，即向兩側施打的水平井長各50m；

2）輻射井豎井占地面積少，適于在城市復雜地帶布設，能較好地解決降水施工與地面交通、占地的矛盾，尤其是地鐵穿越建筑物、鐵路、繁華道路等情況，采用常規降水技術根本無法實施，而輻射井降水是較好的解決方案；

3）對于挖透多個含水層的深基坑，沿含水層底板打設水平井后，疏干含水層的效果比其他降水方法顯著。

輻射井主要適用于針對粉土—圓粒粒級含水層的工程降水。

2.3 輕型井點降水

輕型井點是人工降低地下水的一種方法，它是沿基坑四周或一側將直徑較細的井管沉入深于基底的含水層內內，井管上部與總管連接，通過總管利用抽水設備將地下水從地下水從井管內不斷抽出，使原有地下水降低到基坑以下。其抽水原理是：啟動抽水裝置后，井點管、集水總管內空氣被吸走，形成一定的真空度，由于管路系統外部地下水承受大氣壓力，為了保持平衡狀態，地下水流向負壓區，地下水被吸至井點管內，經總管至儲水箱排走，從而達到降水目的。

輕型井點主要適用于地下水位較高的弱透水層的降水。

2.4 噴射井點降水

噴射井點降水是指井點管內部裝設特別的噴射器，用高壓水泵或空氣壓縮機通過井點管中的內管向噴射器輸入高壓水或壓縮空氣形成水汽射流，將地下水抽出排走的方法。

噴射井點主要適用于粉土、粉細砂等滲透系數較小的含水層，對于滲透系數大的含水層，采用管井井點降水會更經濟。其降水深度為8～20m，其降水深度大體上能滿足地鐵工程的需要。但它的缺點是井點構造比較復雜，對地面交通影響很大。

2.5 真空管井降水

它是在管井基礎上，對井管抽真空，在以井管為中心的一定范圍內的含水層中施加負壓，迫使弱透水層中地下水流入井中，再通過潛水泵抽水的一種降水方法。

真空管井降水適用于粉土、粉砂等弱透水層降水。

2.6 明排降水

明排降水是指基坑開挖過程中，在基坑周邊或中部開挖排水溝并設置一定數量集水井，然后從集水井中抽出地下水，從而降水的方法。其適用條件如下：

1）地下水類型一般為上層滯水或薄層潛水，含水層滲透性能較差；

2）一般用于淺基坑降水或隧道內排除殘留水，降水深度不宜大于2m，降水時間不宜太長；

3）含水層土質密實，坑壁穩定，不宜產生流沙管涌等滲透破壞。

2.7 電滲井點降水

電滲井點降水是指在輕型或噴射井點中增設電極而形成的降水方法。它主要用于滲透系數小于0.1m/d的土層。

3 結論

通過對管井降水、輻射井降水、輕型井點降水、噴射井點降水、真空管井降水、明排降水、電滲井點降水的研究總結對今后地下工程施工時所采用何種施工降水技術提供依據。

[1]谷峽，邢會義，張波.幾種人工降低地下水位的技術探討 [J].低溫建筑技術，2003(3).

[2]賀少輝.地下工程.清華大學出版社，北京交通大學出版 社，2008，3.

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1674-6708（2010）24-0107-02