臨海條件下珊瑚巖地質(zhì)三級輕型井點降水施工應(yīng)用xx集團xx工程有限公司【摘要】輕型井點系在基坑外圍或一側(cè)、二側(cè)埋設(shè)井點管深入含水層內(nèi)，井點管的上端通過連接彎管與集水總管連接，集水總管再與真空泵和離心水泵相連，啟動抽水設(shè)備，地下水便在真空泵吸力的作用下，經(jīng)濾水管進入井點管和集水總管，排出空氣后，由離心水泵的排水管排出，使地下水位降低到基坑底以下?！娟P(guān)鍵詞】井點降水三級真空泵1.引言在滲透系數(shù)為0.1～5.0m/d的土以及土層中含有大量細砂和粉砂的土，或用明溝排水易引起流砂塌方的情況下采用輕型井點施工工藝。輕型井點是靠自吸泵產(chǎn)生真空負壓原理從而達到抽吸地下水的目的。輕型井點易于施工、輕便、靈活，便于維護和管理，因此具有較強的適應(yīng)性，并能根據(jù)沖積、海相地層復雜多變、賦水透鏡體發(fā)育的特點，可及時調(diào)整降水井點的平面分布，靈活抽吸、疏干地下水。降水深度為：單級輕型點3～6m，多級輕型井點6～12m。2.工程概況xxxx項目位于xx市xx，場地南東面約140.0m為xx，北西面約500.0m為鹿回頭灣。地下水位較淺，水位標高為0.9～1.65m，0.4m深的腐殖土下均為堅硬的珊瑚巖，打井降水的難度大，且珊瑚巖的透水性能好，降水量大。本工程采用三級井點降水。3.輕型井點降水施工工藝3.1降水原理：沿基坑四周每隔一定間距布設(shè)井點管，井點管底部設(shè)置濾水管插入透水層，上部接軟管與集水總管進行連接，集水總管一般為Φ75～100鋼管，然后通過真空吸水泵將集水管內(nèi)水抽出，從而達到降低基坑四周地下水位的效果，保證了基底的干燥無水?？偣苤g采取分節(jié)連接，每節(jié)長約4m，周身設(shè)置與井點管間距相同的吸水管口?？偣軕?yīng)有2.5‰～5‰坡向泵房的坡度，總管用90°彎頭或塑料管連接。如下圖示：圖1輕型井點降水法全貌圖3.2降水設(shè)備輕型井點設(shè)備主要包括：井點管（下端為濾管）、集水總管、彎聯(lián)管及抽水設(shè)備。根據(jù)抽水機組的不同，真空井點分為真空泵真空井點、射流泵真空井點和隔膜泵真空井點，常用者為前兩種。真空泵真空井點由真空泵、離心式水泥、水氣分離器等組成（圖2），有定型產(chǎn)品供應(yīng)（表1）。這種真空井點真空度高（67～80kPa），帶動井點數(shù)多，降水深度較大（5.5～6.0m）；但設(shè)備復雜，維修管理困難，耗電多，適用于較大的工程降水。圖2真空泵真空井點抽水設(shè)備工作簡圖1-井點管；2-彎聯(lián)管；3-集水總管；4-過濾箱；5-過濾網(wǎng)；6-水氣分離器；7-浮筒；8-擋水布；9-閥門；10-真空表；11-水位計；12-副水氣分離器；13-真空泵；14-離心泵；15-壓力箱；16-出水管；17-冷卻泵；18-冷卻水管；19-冷卻水箱；20-壓力表；21-真空調(diào)節(jié)閥表1真空泵型真空井點系統(tǒng)設(shè)備規(guī)格與技術(shù)性能名稱數(shù)量規(guī)格技術(shù)性能往復式真空泵1臺V5型（W6型）或V6型；生生產(chǎn)率4.4m3/min，真空度100kPPa，電動機功功率5.5kW，轉(zhuǎn)速1450rr/min離心式水泵2臺B型或BA型；生產(chǎn)率30mm3/h，揚程25m，抽吸真空空高度7m，吸口直徑50mm，電動機功功率2.8kW，轉(zhuǎn)速2900rr/min水泵機組配件1套井點管100根，集集水總管直徑徑75~l000mm，每節(jié)長1.6~44.0m，每套29節(jié)，總管上上節(jié)管間距0.8m，接頭彎管100根；沖射管管用沖管1根；機組外外形尺寸2600mmm×13000mm×11600mmm，機組重1500kkg射流泵真空井點設(shè)備由離心水泵、射流器（射流泵）、水箱等組成，如圖3所示，配套設(shè)備如表2，系由高壓水泵供給工作水，經(jīng)射流泵后產(chǎn)生真空，引射地下水流；設(shè)備構(gòu)造簡單，易于加工制造，操作維修方便，耗能少，應(yīng)用日益廣泛。圖3射流泵真空井點設(shè)備工作簡圖（a）工作簡圖；（b）射流器構(gòu)造1-離心泵；2-射流器；3-進水管；4-集水總管；5-井點管；6-循環(huán)水箱；7-隔板；8-泄水口；9-真空表；10-壓力表；11-噴嘴；12-喉管表2φ50型射流泵真空井點設(shè)備規(guī)格及技術(shù)性能名稱型號技術(shù)性能數(shù)量備注離心泵3BL-9型，流流量45m3/h，揚程32.5mm1臺供給工作水電動機JO2-42-22，功率7.5kWW1臺水泵的配套動力射流泵噴嘴φ50mm，空載真真空度100kPPa，工作水壓0.15~~0.3MPPa，工作水流45m3//h，生產(chǎn)率10~355m3/h1個形成真空水箱1100mm×6600mm××1000mmm1個循環(huán)用水注：每套設(shè)備帶9m長井點25～30根，間距1.6m，總長180m，降水深5～9m。3.3井點布置井點布置應(yīng)根據(jù)基坑平面形狀與大小、地質(zhì)和水文情況、工程性質(zhì)、降水深度等而定。當基坑（槽）寬度小于6m，且降水深度不超過6m時，可采用單排井點，布置在地下水上游一側(cè)（圖4）；當基坑（槽）寬度大于6m，或土質(zhì)不良，滲透系數(shù)較大時，宜采用雙排井點，布置在基坑（槽）的兩側(cè)。當基坑面積較大時，宜采用環(huán)形井點（圖5）；挖土運輸設(shè)備出入道可不封閉，間距可達4m，一般留在地下水下游方向。井點管距坑壁不應(yīng)小于1.0～1.5m，距離太小，易漏氣。井點間距一般為0.8～1.6m。集水總管標高宜盡量接近地下水位線并沿抽水水流方向有0.25%～0.5%的上仰坡度，水泵軸心與總管齊平。井點管的入土深度應(yīng)根據(jù)降水深度及儲水層所有位置決定，但必須將濾水管埋入含水層內(nèi)，并且比挖基坑（溝、槽）底深0.9～1.2m，井點管的埋置深度亦可按下式計算（圖5）；H≥H1＋h＋iL＋l（6-150）式中H——井點管的埋置深度（m）；H1——井點管埋設(shè)面至基坑底面的距離（m）；h——基坑中央最深挖掘面至降水曲線最高點的安全距離（m），一般為0.5～1.0m，人工開挖取下限，機械開挖取上限；L——井點管中心至基坑中心的短邊距離（m）；i——降水曲線坡度，與土層滲透系數(shù)、地下水流量等因素有關(guān)，根據(jù)揚水試驗和工程實測確定。對環(huán)狀或雙排井點可取1/10～1/15；對單排線井點可取1/4；環(huán)狀降水取1/8～1/10；l——濾管長度（m）。井點露出地面高度，一般取0.2～0.3m。H計算出后，為安全計，一般再增加1/2濾管長度。井點管的濾水管不宜埋入滲透系數(shù)極小的土層。在特殊情況下，當基坑底面處在滲透系數(shù)很小的土層時，水位可降到基坑底面以上標高最低的一層，滲透系數(shù)較大的土層底面。圖4單排線狀井點布置1-井點管；2-集水總管；3-抽水設(shè)備；4-基坑；5-原地下水位線；6-降低后地下水位線；圖5環(huán)形井點布置圖井點；2-集水總管；3-彎聯(lián)管；4-抽水設(shè)備；5-基坑；6-填粘土；7-原地下水位線3.4井點管埋設(shè)、使用井點管的埋設(shè)可用射水法、鉆孔法和沖孔法成孔，井孔直徑不宜大于300mm，孔深宜比濾管底深0.5～1.0m。在井管與孔壁間及時用潔凈中粗砂填灌密實均勻。投入濾料數(shù)量應(yīng)大于計算值的85%，在地面以下1m范圍內(nèi)用粘土封孔；井點使用前應(yīng)進行試抽水，確認無漏水、漏氣等異?，F(xiàn)象后，應(yīng)保證連續(xù)不斷抽水。應(yīng)備用雙電源，以防斷電。一般抽水3～5d后水位降落漏斗漸趨穩(wěn)定。出水規(guī)律一般是“先大后小、先渾后清”。在抽水過程中，應(yīng)定時觀測水量、水位、真空度，并應(yīng)使真空泵保持在55kPa以上。3.5質(zhì)量標準3.5.1井點管間距、埋設(shè)深度應(yīng)符合設(shè)計，一組井點管和接頭中心，應(yīng)保持在一條直線上。3.5.2井點埋設(shè)應(yīng)無嚴重漏氣、淤塞、出水不暢或死井等情況。3.5.3埋入地下的井點管及井點聯(lián)系總管，均應(yīng)除銹并刷防銹漆一道，各焊接口處焊渣應(yīng)鑿掉，并刷防銹漆一道。3.5.4各組井點系統(tǒng)的真空度應(yīng)保持在55.3～66.7kPa，壓力應(yīng)保持在0.16MPa。4.工程應(yīng)用實例4.1輕型井點平面布置一級井點布置在地下水位線上50～60cm處，井點間距1.5m，深6m，滿足筏板降水施工需要（相對標高約為-5.8m）；二級井點布置在筏板墊層底塔樓區(qū)域，井點間距約1.5米，深6m，滿足塔樓筏板施工需要（相對標高約為-7.55m）；三級井點為局部電梯坑較深部位。4.2工藝流程在井點降水井施工作業(yè)開始之前，完成供電系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、回灌系統(tǒng)的安裝施工，其后按以下流程進行施工：排水溝珊瑚石破碎排水溝珊瑚石破碎排水溝放線定位開挖至地下水位排水溝土石方開挖分段布置排水管井點管與總管連接正式投入降水程序試抽與檢查安裝抽水設(shè)備安裝總電箱安裝220V線路及電箱安裝排水總管4.3輕型井點施工工藝4.3.1輕型井點結(jié)構(gòu)井點由濾水網(wǎng)、吸水管和抽水設(shè)備等組成，設(shè)備簡單，排水量大，降水較深，水泵設(shè)在地面易于維護。井點采用鉆機成孔，插入φ32mmPVC管，底部0.50m為花管濾網(wǎng)段。根據(jù)地層的透水性在管外和井壁之間投放0.5級砂石濾料，濾料要求含泥量小于5％，頂部0.5m用粘土封口。井口管橫向連接為φ50PVC供水管。4.3.2排水線路和供電線路的敷設(shè)4.3.2.1根據(jù)場地條件，沿基坑外側(cè)的現(xiàn)狀地面敷設(shè)集水總管，管徑為1條φ200PVC排水管，使抽排出的地下水排入市政管網(wǎng)或管溝。4.3.2.2沿開挖基坑外側(cè)的現(xiàn)狀地面敷設(shè)220V、380V的電力線路，并每20m架桿增設(shè)配電箱和預留線路接口。線路的架設(shè)高度大于3.0m，采用2級接地保護。4.3.3抽水抽水1～2天后，水位即會全面下降，可通過坑內(nèi)布設(shè)的觀測井觀測地下水位。降水工期應(yīng)保障地下結(jié)構(gòu)物在施工期間的無水作業(yè)。圖5現(xiàn)場實際形象圖4.3.4監(jiān)測與控制4.3.4.1井點正常出水規(guī)律為“先大后小，先混后清”。為防范抽水帶走土層中的細顆粒。在降水時要隨時注意抽出的地下水是否有渾濁現(xiàn)象。抽出的水中泥砂含量過大會使井管堵塞，井點失效。

4.3.4.2沿基坑內(nèi)邊線，每隔40～50m布置一口觀測井，隨時監(jiān)測地下水位是否降至預定深度。4.3.4.3基坑周邊較空曠，不存在因地下水下降而引起的環(huán)境問題。4.4降水量的計算和設(shè)備選型由于輕型井點采用真空原理抽取地下水，因此真空度是其降深的關(guān)鍵，一般井點泵的設(shè)計吸程為6～8m，即單級降深的控制深度6～7m是適宜的。輕型井點粘性土、粉質(zhì)粘土、砂土，滲透系數(shù)0.1～20.0m/d，降水深度單極小于6米，多級小于20m。降水深度h=4-0.6+0.5+0.1*39+1.2=9m如采用輕型井點降水方式，必須配合其他方式降水，本工程采用三級井點進行降水，點井的基坑平臺級差宜為4～5米，則二級點井可以布置在基坑底面(筏板頂面標高約為-5.05m)，局部電梯坑較深部位進行三級井點降水。井點管的埋置深度H=h=4-0.6+0.5+0.1*39+1.2=9m為安全計，再增加1/2濾水管長度，井點管露出地面高度，一般取0.2～0.3m。井點計算井點管的埋置深度應(yīng)根據(jù)降水深度及含水層所在位置決定，一般必須將濾水管埋入含水層內(nèi)。真空泵由于考慮水頭損失，一級井點一般降低地下水深度小于6m.抽水設(shè)備宜布置在地下水的上游,并設(shè)在總管的中部.。無壓完整井井點系統(tǒng)涌水量計算無壓完整井群井井點涌水量8146.8m3/d（其中S=3.6,H=12.3-1.7=10.6米，其中H含水層厚度）其中，以BK1為例，確定井點管的數(shù)量與間距井點管需要的根數(shù)井點管的間距，可取3.5m。校核水位的實際降低值S=H-h，h=10.6-3.6=7假想半徑為，則，其中x0=4.51，基本滿足施工需要。4.5應(yīng)注意的質(zhì)量問題4.5.1土方挖掘運輸車道不設(shè)置井點，這并不影響整體降水效果；4.5.2在正式開工前，由電工及時辦理用電手續(xù)，保證在抽水期間不停電。因為抽水應(yīng)連續(xù)進行，特別是開始抽水階段，時停時抽，井點管濾網(wǎng)易于阻塞，出水混濁，同時由于中途長時間停止抽水，造成地下水位上升，會引起土方邊坡塌方事故；4.5.3輕型井點降水應(yīng)經(jīng)常進行檢查，其出水規(guī)律應(yīng)“先大后小，先混后清”。若出現(xiàn)異常情況應(yīng)及時進行檢查；4.5.4在抽水過程中，應(yīng)檢查和調(diào)節(jié)離心泵的出水閥門以控制流水量，當?shù)叵滤唤档剿蟮乃缓螅瑴p少出水閥門的出水量，盡量使抽吸與排水保持均勻，達到細水長流；4.5.5真空度是輕型井點降水能否順利進行降水的主要技術(shù)指數(shù)，現(xiàn)場設(shè)專人經(jīng)常觀測，若抽水過程中發(fā)現(xiàn)真空度不足，應(yīng)立即檢查整個抽水系統(tǒng)有無漏氣環(huán)節(jié)，應(yīng)及時排除；4.5.6在抽水過程中，特別是開始抽水時，應(yīng)檢查有無井點管淤塞的死井，可通過管內(nèi)水流聲、管子表面是否潮濕等方法進行檢查。如“死井”數(shù)量超過10%，則嚴重影響降水效果，應(yīng)及時采取措施，采用高壓水反復沖洗處理；4.5.7如粘土層較厚，沉管速度會很慢，如超過常規(guī)沉管時間時，可采取增大水泵壓力，大約在1.0-1.4Mpa，但不要超過1.4Mpa；4.5.8主干管應(yīng)做好流水坡度，流向水泵方向；4.5.9基坑周圍上部應(yīng)挖好水溝，防止雨水流入基坑；4.5.10如場地粘土層較厚，這將影響降水效果，因為粘土的透水性能差，上層水不易滲透下去，采取套管和水槍在井點軸線范圍之外打孔，用埋設(shè)井點管相同成孔作業(yè)方法，并內(nèi)填滿粗砂，形成二至三排砂樁，使地層中上下水貫通。在抽水過程中，由于下部抽水，上層水由于重力作用和抽水產(chǎn)生的負壓，上層水很容易漏下去，降水抽走。5.結(jié)束語輕型井點降水施工工