利用管井井點降低地下水位施工建筑物基坑

梁棟 陳玉

摘 要：當建筑物基礎在自然地下水位以下時，必須進行人工降低地下水位，才能施工基坑。采用無砂砼管管井降低地下水位施工建筑物基坑，管井施工設備簡單，操作方便，極易推廣。

關鍵詞：深基坑；降低；地下水位

1 工程概況

棗莊礦業集團新安煤礦選煤廠圓錐形濃縮池位于山東省微山縣留莊鎮新安煤礦院內，西距微山湖600m，是選煤廠的主要建筑物。該工程直徑35m，±0.000相當于絕對標高35.5m，池壁下基礎底標高為-3m，池中心基底標高為-6.0m。

2 降水井的選擇

本工程為選煤廠煤泥水濃縮系統，由于離微山湖較近，常年地下水位變化不大，為絕對標高34m。本場地地下水一般由滲流補給，其次為大氣降水補給，屬孔隙潛水，略具承壓性。因此選擇有效的基坑降、排水系統，將地面、地下水疏干至基礎底面0.5m以下，并保持高效、穩定運行，確保工程在無水狀態下施工。

根據本工程的實際情況和在礦井建設的工程實踐，與輕型井點和管井降低地下水位方案比較，管井井點具有：（1）管井數量少，互不干擾；（2）抽水量大，排水效果好；（3）改善施工環境，操作簡易，便于實施；（4）工程性價比高等優點。結合上述優勢，棗莊礦業集團新安煤礦選煤廠在本工程中選用封閉式無砂砼管降壓水井降水。

3 降壓水井的設計

3.1 井點降水系統

無砂砼管降壓水井部署在圓形濃縮池基坑周圈，距坡度上邊緣1.5m 處。

3.2 降壓水井降水驗算

根據地質資料提供濃縮池工程地基土層為湖前沖擊含粘土的中砂層，約15m厚，地下水滲透系數K=20m/d。地下水含量較大，濃縮池底根據實際情況我們布置管井間距在5m～8m的區間范圍。

3.4 管井降水示意圖

管井降水示意圖

3.5 降壓水井井點結構

井點所用井管選用管外徑45cm，內徑40cm的混凝土管。管每節長1米，為防止施工碰傷而造成的損壞，管上部2節選用普通砼管，中間選用無砂砼管，底部使用一節有底無孔濾管。

3.6 施工工藝流程

井位放樣→護筒埋設→鉆孔→清孔→下井管→四周回填濾料→清除井內泥砂→安裝潛水泵、排水管道→試抽水。

3.7 管井的施工

3.7.1 管井的滲水井管的施工，鉆孔直徑700mm，采用泥漿護壁鉆孔法。即在鉆機鉆孔的同時向孔內投放泥漿，用泥漿護住井壁，防止地下水滲出時造成塌孔。

3.7.2 鉆進成孔時，采取快速鉆進，避免長時間鉆進，鉆具造成對井壁擾動和浸泡、沖洗而造成坍孔、縮頸、泥皮過厚等現象，影響成井降水質量和效果[2]。根據地層不同合理選擇技術參數，調整泥漿粘度和密度，在保證孔壁穩定的前提下，盡量降低泥漿的粘度和密度，防止因泥漿過濃而影響滲透能力。

3.7.3 井管外徑500mm，井管下沉前應清孔并保持濾網通暢，各段井管依次連接緩慢下沉。上下節井管用三根30～40mm寬竹條沿井管周圍用10#鐵絲綁扎連接牢固。下井管時，嚴禁擺動，造成井壁的損壞和坍垮。

3.7.4 井管下放到設計孔深位置后，稍微向上拉伸提直，固定在孔口中心，使井孔與孔壁之間的間隙均勻，便于填礫，提高單井出水率[2]。

3.7.5 沖洗井管將沖孔器下入距井管內底端100～200mm，沖洗水通過沖孔器沖洗井管，并通過井管內外側返回地面[2]。在井管與土壁之間用3～20mm礫石填充作為濾層，填礫石和送水同時，向井管外周圈間隙內均勻投入混合礫石，礫石頂水而下，不易堵塞。隨礫石的不斷投入，沖孔器及時向上提升。礫石填至井口地表1.5m左右時，再用粘土分層填實至地表。

3.7.6 抽水洗井。投礫結束后，在井管內及時下放潛水泵，潛水泵下放水位以下3～5m，起動電源抽水，隨水位的下降，水泵也同時下放，調整水泵的排量與單井涌水量相適應，反復進行沖洗，直至抽出的水質潔凈、不含泥砂為止。

3.7.7 井點布設完成同時設立水位觀察孔，井點開始降水后派專人值班，值班人員要按時觀測、記錄水位和出水情況及水泵的運行情況，如發現異常情況，及時匯報，并分析原因及時采取措施，確保抽水不間斷。根據情況準備部分備用水泵，不定期對水泵進行保養。

3.7.8 降水停止后，即可封井。在井管下部填砂土或砂礫，上部拔出兩節混凝土管，然后用粘土分層夯實。

4 降壓水井施工效果

在濃縮池東面砌筑3m*3m*1.5m集水池，基坑周邊的集水管鋪設ф200鋼管，將各井抽出的水通過集水管匯入集水池。集水管路從基坑中間分開向兩側按5‰左右的坡度鋪設，進入集水池。集水池接2根ф200鋼管將水排至圍墻外小河溝，由小河溝排至微山湖。每井安裝一臺QY25潛水泵，流量15m3/h，揚程25m，吸水管用直徑為50mm的橡膠管，井上用50mm的鋼管和ф200的鋼管連接。ф200的集水管為管道連結牢固、嚴密，防止漏水，以免影響邊坡穩定性。本工程僅用12天的時間，完成降水設施并投入使用。從實際情況看，在降排水初期，經取樣測定井點出水含砂量，均小于十萬分之一，在運行過程中各井點未出現涌砂現象。而各水井出水量有差別，降水初期，各井的涌水量差別不大，中后期背向微山湖一面的降水井涌水量減小，臨近微山湖一面的降水井的涌水量始終始終很大。根據這一情況，我們調整水泵的流量，背向微山湖一面的降水井的水泵減少開泵時間，臨近微山湖一面水井的水泵不間斷運行并加大流量。總的降水效果良好，基坑穩定，挖至基坑最低處，基底干燥，保證了濃縮池基坑和基礎順利施工。主干集水管的坡度（坡向指定地點）為管道連結牢固、嚴密，防止漏水，以免影響邊坡穩定性。

5 推廣及應用

管井井點降水是人工強制性降水中針對豐富地下水的降排較為普及的施工方法。施工工藝簡易，施工設備少，操作方便，就地取材，不僅改善了施工操作條件，提高工效，加快工程施工進度，而且在同等人工降水方法中具有工程費用較低等特點，我們隨后施工的幾個類似工程中，在臨微山湖一側管井布置相對密一些，降水效果非常好。

參考文獻

[1]岳秀菊，岳智勇.建筑工程中深基坑降水技術研究[J].中國高新技術企業，2009（10）：57-58.

[2]徐接武.管井井點降水技術及工程實例[J].山西建筑，2007，33（22）：137-138.

作者簡介：梁棟（1966，3-），男，山東能源棗礦集團開發建設部，高級工程師。