本文格式為Word版，下載可任意編輯——管井淺井梯級(jí)降水應(yīng)用探討（崔慶瑞,徐清靈,崔宗帥）1概況南水北調(diào)東線穿黃河工程基坑、基槽開挖時(shí)，往往遇到地下水要挾，特別是基坑、基槽開挖深度在10m以上的地段。土壤被水浸泡后，土體變軟，抗剪能力降低，基坑、基槽邊坡塌落，施工條件惡化，影響后續(xù)工序施工；同時(shí)，基坑、基槽土體承載能力下降，強(qiáng)度降低，穩(wěn)定性變差。為防止上述現(xiàn)象的發(fā)生，保證后續(xù)工序干場(chǎng)作業(yè)，降低地下水位成為制約工程施工的重要因素。

2降水措施

基坑降水采取以滲為主、滲抽結(jié)合的大口徑管井降水，局部協(xié)同淺井降水的方式，在基坑、基槽周邊布置一些單獨(dú)工作的管井，協(xié)同淺井共同降水。每個(gè)管井配備1臺(tái)潛水泵，兩個(gè)或多個(gè)淺井配備1臺(tái)自吸泵。當(dāng)潛水泵、自吸泵抽水時(shí)，井內(nèi)水位下降，在井的周邊自然形成降水漏斗，幾個(gè)或多個(gè)漏斗相互作用，形成一個(gè)大的降水區(qū)域，將地下水位降到基面以下1.5m，避免地下水位過高給施工帶來(lái)的不利影響。

3井位布置

穿引黃渠埋涵及連接明渠工程位于黃河左岸，緊接穿黃隧洞，橫穿位山灌區(qū)東、西干渠，工程區(qū)域降水較少，多年平均降水量630mm，每年6-9月份降水量占全年總量的70%以上，地下水位在37.5m高程。位山灌區(qū)引水對(duì)地下水位影響較大，距離較近，補(bǔ)給較快；工程挖深在10m以上，且基礎(chǔ)有110m液化段需采用擠密碎石樁處理，降、排水顯得尤為重要。

3.1管井布置

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求的開挖邊坡，結(jié)合工程各部位的具體狀況進(jìn)行管井布置，井管直徑50cm，管材為無(wú)砂砼管，每節(jié)長(zhǎng)0.95m。

3.1.1封閉布置

對(duì)于基礎(chǔ)挖深10m以上、工期相對(duì)較長(zhǎng)的關(guān)鍵工段，采取封閉布置的方式。沿軸線方向兩側(cè)各布置2排管井，井位呈梅花形布置；靠近建筑物的2排管井距離建筑物1.5-2m，用于降低建筑物底部的地下水位；遠(yuǎn)離建筑物的2排管井距離建筑物8-10m，用于截住由于邊坡開挖流向基坑的滲水，減少靠近建筑物的2排管井的抽水量。建筑物兩端各布置1排管井，截住兩端的地下水向基坑的滲流通道。

3.1.2沿線布置

對(duì)于挖深相對(duì)較淺、工期相對(duì)較短的工段，采取沿線布置管井的方式。沿軸線方向兩側(cè)各布置1排管井，間距根據(jù)工程部位、地下水位和周邊環(huán)境適當(dāng)確定，一般15-20m。

3.2淺井布置

管井降水是大范圍的，基面清理前，局部可能出現(xiàn)滲水，靠管井長(zhǎng)時(shí)間降水無(wú)法滿足要求，結(jié)合工地的實(shí)際狀況，采用淺井輔助降水解決。

3.2.1布置方式

淺井根據(jù)工程的實(shí)際狀況布置。假如整個(gè)基面出現(xiàn)滲水，可根據(jù)狀況分排打井，井深2-3m，管徑3cm，行間距2×2m，梅花形布置；假如只是坡腳出現(xiàn)滲水，可在坡腳布置2排淺井，間距2m；坡腳滲水嚴(yán)重時(shí)，可采用管徑5cm的粗管，間距可適當(dāng)減小，如采用1m。

3.2.2連接方式

為節(jié)省能源，減少支出，降低運(yùn)行成本，管徑3cm的淺井每2個(gè)連在一起；管徑5cm的粗管每8-10個(gè)連在一起，中間用防水膠布纏繞，防止漏氣、漏水。

4管井、淺井施工

4.1管井

（1）材料

管井包括井管、外圍濾料及封底三部分。為降低管井造價(jià)，儉約成本，工程施工時(shí)選用直徑50cm、長(zhǎng)0.95m的無(wú)砂砼管。這種管材取材便利，操作簡(jiǎn)單，下管速度快。

（2）成孔

管井成孔時(shí)，用當(dāng)?shù)卮蚓玫你@機(jī)鉆孔，直徑50cm的無(wú)砂砼管選用70cm的鉆頭。鉆機(jī)鉆進(jìn)時(shí)，為防止塌孔和流沙進(jìn)入井管，采用泥漿護(hù)壁。保持泥漿面高度在井口以下0.5m-1m，泥漿水在孔內(nèi)起到護(hù)壁的作用。造孔采用清水固壁法，有利于成井后深井的出水量。下管時(shí)，假如管井孔內(nèi)泥漿過稠，將稠泥漿抽出，邊抽邊加清水，始終保持孔內(nèi)水面高度滿足要求。

（3）下井管

成孔后立刻下管，下井管前，在井口處安設(shè)高1.5m的井架，保持井架豎直。下第一根無(wú)砂砼管時(shí)，管徑四周均勻分布4根2-3m的竹笓，用8#鐵絲綁扎穩(wěn)固，留出3根豎向鐵絲，用于操縱井管的下降速度。下管時(shí)，操縱第一根管的垂直度，當(dāng)下降到一定深度時(shí)，在地面以上將其次根管接好，包裹兩層濾布，綁扎穩(wěn)固，繼續(xù)下落，直到下至設(shè)計(jì)深度。

孔壁與管壁之間根據(jù)不同地質(zhì)條件填不同的濾料，透水條件較好的管井，填石粉、小石屑反濾；透水條件稍差的管井，填穩(wěn)固、圓滑、均勻的自然砂進(jìn)行反濾。對(duì)井底非完整透水層的管井，先在井底填兩層反濾料，第一層與管壁周邊的濾料一致，其次層濾料為前一層濾料粒徑的5倍；完整井底也要進(jìn)行封底，避免降水過深，破壞井底土層。完整井底可先填0.5m的砂，再填0.5m的碎石。

填料前，對(duì)反濾料反復(fù)進(jìn)行檢查，不使用粒徑過大、過小的反濾料，操縱反濾料的質(zhì)量。填料過程中，遇到填空或堵塞可進(jìn)行插搗，連續(xù)填料，井管四周濾料均勻，直至填完為止。

（4）洗井

下完濾料后立刻洗井，以破碎泥皮，洗出反濾料中的粘土顆粒及粉細(xì)砂碎屑，使出水清澈流暢，防止泥漿沉淀糊住管壁，造成管井透水不暢。用3kW的潛水泵抽水，抽水自上而下在不同的高度進(jìn)行，水位降幅不宜過快，避免造成周邊地層的土粒流失，管井出現(xiàn)塌落。

（5）深井的運(yùn)行管理

施工期內(nèi)，必需保持深井連續(xù)抽水，施工用電保證率100%，配備足夠數(shù)量備用水泵。

4.2淺井

沿開挖基坑坡腳部位布置，每2個(gè)井管由三通與25ZB25-0.75kW自吸泵連接，自吸泵安裝在基坑邊坡土臺(tái)上，通過軟導(dǎo)管排出。

（1）沖孔

用φ50mm鋼套管連接潛水泵形成高壓水槍，對(duì)準(zhǔn)設(shè)計(jì)井點(diǎn)，扶正、壓緊，左右旋轉(zhuǎn)套管，在水流沖擊下套管底部砂土被不斷沖出，套管漸漸下沉，直至達(dá)到設(shè)計(jì)孔深。

（2）沉管

井孔沖成后，立刻拔出沖管，插入PVC井點(diǎn)管，緊接著灌填砂濾料。檢驗(yàn)每根井點(diǎn)管沉設(shè)后的滲水性能，方法是：正常灌填砂濾料時(shí)，井管口有泥漿水冒出；否則，向管內(nèi)灌清水洗孔后填料。安裝完畢后立刻進(jìn)行抽水試驗(yàn)，以檢查管路接頭質(zhì)量、井點(diǎn)出水和抽水機(jī)械運(yùn)行狀況等，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

（3）運(yùn)行

淺井使用時(shí)連續(xù)抽水，經(jīng)常觀測(cè)淺井的真空度。發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)查找漏氣原因，并采取相應(yīng)的消除方法。

5水泵型號(hào)選擇

5.1管井水泵

5.1.1選擇過程

潛水電泵具有重量輕、安裝便利、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，不受吸程限制，根據(jù)管井的出水量、抽水深度、總揚(yáng)程，結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)和鉆井時(shí)工程地質(zhì)狀況選擇潛水泵。先選用5.5kW的深井泵，洗井期間抽氣嚴(yán)重，說明水量無(wú)法滿足深井泵需要；后改用3kW的深井泵，部分管井還是滿足不了深井泵需要，抽氣現(xiàn)象時(shí)常出現(xiàn)；后改為3kW、2kW深井泵間隔布置的降水方式，抽氣現(xiàn)象明顯減少。

5.1.2選擇結(jié)果

①管井

選用3kW、2kW深井泵間隔布置的降水方式，經(jīng)過一段時(shí)間的抽水試驗(yàn)，認(rèn)為基本能夠滿足要求，水量基本滿管，抽氣現(xiàn)象逐步減少；土方開挖過程中，滲水能夠滿足開挖要求，降水效果明顯。

②淺井

管徑3cm的每2個(gè)淺井連在一起，選用0.75kW、揚(yáng)程20m的自吸泵抽水；管徑5cm、8-10個(gè)連在一起的淺井，采用3kW、揚(yáng)程30m的自吸泵抽水。

6排水量的影響因素

6.1高程對(duì)排水量的影響

高程對(duì)排水量的影響主要表現(xiàn)在淺井上。土方開挖接近基面時(shí)布置淺井，此時(shí)淺井與管井口之間的高差接近10m。開始抽水時(shí)，淺井水直接排入管井內(nèi)，再由管井排走；這樣，排水量微小，幾乎全是氣泡；經(jīng)過排水人員的細(xì)致檢查，沒有發(fā)現(xiàn)漏氣。試著將淺井排水口高程降低，一段時(shí)間后，出水量有所增加；經(jīng)過屢屢試驗(yàn)，最終將淺井排水管集中起來(lái)，統(tǒng)一排到基面兩端的小坑內(nèi)，再集中排出，這樣淺井的排水量基本正常。

6.2多泵對(duì)排水量的影響

6.2.1管井

每個(gè)管井內(nèi)均放置1個(gè)深井泵，3kW、2kW的深井泵間隔布置，考慮到成本因素，每3眼井共用1個(gè)四通管，將水量匯總后排入指定位置。排水過程中出現(xiàn)了一些問題，當(dāng)其中1個(gè)管井出現(xiàn)問題不抽水時(shí)，管道內(nèi)的水仍舊較大，且通過四通管流向出問題的管井內(nèi)，不易被發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致管井漏水，影響邊坡穩(wěn)定；或土方開挖過程中，由于管井影響施工，需要暫停其中1個(gè)管井時(shí)，操作較為困難，影響其他管井降水。后經(jīng)調(diào)試，每眼井單獨(dú)設(shè)立1根排水管，分別排向指定位置。

6.2.2淺井

基坑開挖到一定高程后，分3排布置淺井，開始時(shí)每個(gè)淺井設(shè)1臺(tái)自吸泵，考慮到成本、電纜、管道對(duì)施工的影響，擬減少自吸泵的用量。試著用1臺(tái)自吸泵帶4個(gè)淺井，試抽時(shí)淺井只上氣不出水；改1臺(tái)自吸泵帶3個(gè)淺井，淺井出水量微小；用1臺(tái)自吸泵帶2個(gè)淺井，淺井出水量有所增加，與單井出水量無(wú)明顯區(qū)別。

6.3邊界條件對(duì)排水量的影響

該工程穿越位山灌區(qū)東、西干渠，東、西干渠引水時(shí)，由于邊界條件的變化，滲水明顯加強(qiáng)，對(duì)管井、淺井抽水量存在一定的影響。如：位山引黃西渠引水時(shí)，扭面段及明渠段靠近渠道一側(cè)邊坡滲水嚴(yán)重，管井、淺井排水量較另一側(cè)偏大，邊界條件的變化對(duì)排水量存在一定得影響。

7降水效果

土方開挖前10-15d，開始進(jìn)行管井降水，開挖過程中繼續(xù)實(shí)施降水。土方開挖時(shí)，施工員堅(jiān)守工地，邊挖邊拆除多余的無(wú)砂砼管，及時(shí)做好保護(hù)。當(dāng)土方開挖到基面高程附近時(shí)，開始布置淺井降水。通過管井、淺井組合降水，能夠保持土方開挖過程中基面枯燥，水位基本保持在開挖面以下1.5m，沒有出現(xiàn)塌坡、地面沉降等問題。

8結(jié)語(yǔ)

8.1管井、淺井組合降水對(duì)以潛水為主、地層滲透性對(duì)比好、上層滯水不豐富的基坑，降水效果會(huì)更好些；對(duì)上層滯水對(duì)比豐富、大型