深基坑降水井施工技術要點及常見問題分析

馬海波

摘要：隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，一般地面公共交通運輸已經(jīng)遠遠滿足不了人們出行需求，地鐵建設以其運行速度快、運輸能力大正在大中型城市興起。本文旨在對地鐵車站深基坑降水施工技術及常見問題簡要論述。

關鍵詞：車站；深基坑；降水

前言

地鐵是我國大中型城市公共交通運輸最主要方式之一，以其運行速度快、運輸能力大，基本不受各種氣候條件的影響等優(yōu)點，逐漸成為公共交通運輸主導。地鐵車站是供旅客乘降、換乘和候車的場所，車站深基坑安全有效開挖是地鐵施工的重點，深基坑降水施工則是保證車站施工的重中之重。

1.降水目的及方法

為保證車站深基坑開挖施工以及深基坑開挖時基底干燥，在土石方開挖期間利用降水井對深基坑進行降水作業(yè)。基坑開挖前二十天須進行坑內(nèi)疏干降水，以提高土體的抗剪強度。原則上在深基坑內(nèi)布置兩排縱向降水井，為避開結(jié)構(gòu)底板梁位置，進行左右交叉布置。

2.施工降水方案概況

施工降水采用深井管井降水，井孔為鋼絲繩磨盤鉆成孔，管井深以場地標高為準，管井外露地面50cm。

（1）管井為鋼管井管，孔內(nèi)填1至5mm綠豆砂。抽水井周圍必須充填有一定級配和磨圓度較好的中粗石英砂或綠豆砂。嚴格控制填濾料的規(guī)格，保證水井出清水，防止水井淤塞和坑外掏空。

（2）鉆進時盡量采用清水和稀泥漿，保證水井的出水量。成井后應立即進行冼井，可用空壓機自下而上冼至水清、井底不存在泥砂為止，冼井后安裝水泵并進行單井試抽，并做好工作壓力、水位、抽水量的記錄。

（3）水泵每口井應選用不少于兩臺水泵，水泵應置于設計深度，水泵吸水口應始終保持在動水位以下。

（4）降水單位在深基坑開挖期間應每天測報抽水量及坑內(nèi)地下水位。每日觀測水位的變化。

（5）管井位置應避開工程樁、柱、地梁、墻及小型承臺等，如相矛盾，經(jīng)設計人員同意后作適當移位。

3.其他降排水施工措施

車站主體冠梁上擋土墻高出地面20cm，防止地表水流入深基坑。深基坑土方開挖過程中，當由于下雨等原因造成深基坑表面積水時，加大降水力度，并在深基坑內(nèi)采用挖排水溝、集水井的方法積水，然后用水泵將水抽出。

4.工藝流程

降水井工藝流程：定位探管、鉆機對中、成孔、井管安裝、填充濾料、洗井、試抽、正式抽降水、水位及含砂量觀測、停泵拔管

5.常見的質(zhì)量通病和防治方法

5.1深基坑地下水降不下去

現(xiàn)象：深井泵（或深井潛水泵）的排水能力有余，但井的實際出水量很小。

原因分析：井深、井徑和垂直度不符合要求，井內(nèi)沉淀物過多，井孔淤塞。洗井質(zhì)量不良，砂濾層含泥量過高，孔壁泥皮在洗井過程中尚未破壞掉，孔壁附近土層在鉆孔時遺留下來的泥漿沒有除凈，使地下水向井內(nèi)滲透的通道不暢，嚴重影響單井集水能力。濾管的位置、標高以及濾網(wǎng)和砂濾料規(guī)格未按照土層實際情況選用。水文地質(zhì)資料與實際情況不符，井管濾管實際埋沒位置不在透水性能較好的含水層中。

預防措施：

（1）鉆孔應大于井管直徑300至500mm，井深應比所需降水深度深3至6m；井管垂直放在井孔當中，四周均勻填濾料，用鐵鍬下料。濾料填至井口下1m，然后用不含砂的粘土封口至井口面。

（2）洗井。在清理孔內(nèi)泥漿后，用泥漿泵沖清水與拉活塞相結(jié)合洗井，借以破壞深井孔壁泥皮，并把附近土層內(nèi)遺留下來的泥漿吸出。然后立即單井試抽，使附近土層內(nèi)未吸凈的泥漿依靠地下水不斷向井內(nèi)流動而清洗出來，至地下水滲流暢通。抽出的地下水應排放到深井抽水影響范圍以外。

（3）在鉆孔過程中，應對每一個井孔取樣，核對原有水文地質(zhì)資料。在下井管前，應復測井孔實際深度。結(jié)合設計要求和實際水文地質(zhì)情況配井管和濾管，并按照沉放先后順序把各段井管、濾管和沉淀管依次編號，堆放在井口附近，避免錯放或漏放濾管。

（4）在井孔內(nèi)安裝或調(diào)換水泵前，應測量井孔的實際深度和井底沉淀物的厚度。如果井深不足或沉淀物過厚，需對井孔進行沖洗，排除沉渣。

5.2深基坑地下水位降深不足或降水速度慢

現(xiàn)象：觀測孔水位未降低到設計要求；在預定時間內(nèi)達不到預定降水深度；深基坑內(nèi)涌水、冒砂，施工困難。

原因分析：深基坑局部地段的深井量不足。深井泵（或深井潛水泵）型號選用不當，深井排水能力低。因土質(zhì)等原因，深并排水能力未充分發(fā)揮。水文地質(zhì)資料不確切，深基坑實際涌水量超過計算涌水量。

預防措施：

（1）先按照實際水文地質(zhì)資料計算降水范圍總涌水量、深井單位進水能力、抽水時所需過濾部分總長度、點井根數(shù)、間距及單井出水量。復核深井過濾部分長度、深井進出水量及特定點降深要求，以達到滿足要求為止。深井的井距一般15至20m，滲透系數(shù)小，間距宜小些；滲透系數(shù)大的，間距可大些。在深基坑轉(zhuǎn)角處、地下水流的上游、臨近江河等的地下水源補給一側(cè)的涌水量較大，應加密深井間距。

（2）選擇深井泵（或深井潛水泵）時應考慮到滿足不同降水階段的涌水量和降深要求。一般在降水初期因地下水位高，泵的出水量大；但在降水后期因地下降深增大，泵的出水量就會相應變小。

（3）改善和提高單并排水能力，可根據(jù)含水層條件設置必要長度的濾水管，增大濾層厚度。對滲透系數(shù)小的土層，單靠深井泵抽水難以達到預期的降水目標，可采用另加真空泵組成真空深井進行降水；真空泵不斷抽氣，使井孔周圍的土體形成一定的真空度，地下水則能較快的進入井管內(nèi)，從而加快了降水速度。

（4）深基坑降水深度大于8m時，可根據(jù)分層挖土的情況采用二道以上濾管分層取水。一般深井濾水管設在底部，抽水先抽濾管部位的下層水，上層水由水的重力作用通過土體的空隙往下慢慢滲透，從而降低地下水位，減少土體的含水率；這樣土層越厚，降水需要的時間越長。采用多道濾管則可縮短降水時間，但要注意每道濾管挖土暴露后要立即用毛氈或其他材料將其封閉，防止影響抽水效果。

6.降水井質(zhì)量保證措施

（1）成孔時精心施工，杜絕塌孔事故發(fā)生，防止因塌孔而危及周圍建筑物安全；成孔保證孔徑上下一致，圓順垂直，防止井孔縮徑、傾斜。

（2）各節(jié)井管焊接時上下管應對準，保證上下同心、焊接嚴密，不透水、不漏氣；降水設備的管道、部件和附件等，在組裝前必須經(jīng)過檢查和清洗，濾管在運輸、裝卸和堆放時應防止損壞濾網(wǎng)。

（3）抽水前統(tǒng)一測一次各井靜止水位，抽水開始后，水位未達到設計降水深度以前，每天觀測三次水位（根據(jù)觀測數(shù)據(jù)繪制水位降深值S與時間t過程曲線圖分析水位下降趨勢，預計降水深度要求所需時間）。達到以后每天觀測一次，做好記錄進行分析，確定抽水量及強度。

（4）控制單井出水量及抽水強度，減少降水影響范圍。

（5）根據(jù)水位、水量觀測記錄，查明降水過程中的不正常狀況及其產(chǎn)生的原因，及時提出調(diào)整補充措施，確保達到要求的降水深度。

（6）抽水設備定期保養(yǎng)，降水期間不得隨意停抽；降水井點系統(tǒng)設雙電源供電，除采用市政電力外，配備發(fā)電機組，市政停電時采用發(fā)電機組供電。

（7）注意保護井口，防止雜物掉入井內(nèi)，經(jīng)常檢查排水溝沉淀池，嚴禁滲漏。

（8）更換水泵時測量井深，掌握水泵安裝的合理深度，防止埋泵。

總結(jié)語

深井降水施工對地下水源較豐富的工程的地下水位控制非常適用，效果明顯，降水井相對位置及井深的選擇至關重要，直接影響降水效果，井體材料及濾網(wǎng)的選擇很大程度上決定降水井的適用壽命，要確保降水井的降水效果，一定要從細節(jié)入手，以取得最佳效益，更好的為工程施工服務。

參考文獻：

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[2]張永波、孫新忠，基坑降水工程，地震出版社，2000.

[3]姜清華、顏克誠、蔡楓，淺談基坑降水發(fā)展及優(yōu)化設計，中國水運，2006年4月第12期.