井点降水工艺.doc

井点降水水位降深要求与控制 水位降深指降水区中心的含水层范围内的水位最大降深，即下水位能降低到什么程度。这是针对工程施工的实际需要来说的。当井点降水时，在降水范围内的含水层中会形成水位降落漏斗曲线，在降水区中心的水位最高，而井管的水位最低。为了优化施工组织、进度计划、缩短工期，同时根据施工进度而调整降水运行时间，并达到减少投资的目的，必须对轻型井点降水问题进行水位预测。降水水位预测计算是降水设计的核心工作，是调整井点的布局、确定最佳降水方案的依据。它决定于降水技术方法，降水井的布置，涉及井数、井深、井的结构、出水量和水位降深等一系列指标。 xYzVJ=Y 根据散货堆场的降水要求及地质条件，轻型井点系统属稳定流潜水非完整井干扰井群。不完整井群下的地下水运动是非常复杂的问题，没有象完整井群那样有系统的理论解答。不完整井的水流持征与完整井的水流特征有所不同，主要在于紊流及三维流的出现(即在不完整井附近，渗流存在垂直分速度)。然而以往对此问题的研究仅有一些经验的方法，如过去习惯用的潜水的极限降深为含水层一半，最大出水量为以此对应的出水量(如Q-S曲线延长法，裘布依、泰斯等公式计算法)。现行井点降水设计计算理论多应用于基坑降水工程，通常按干扰井群计算涌水量和水位降深1。利用稳定流抽水试验，进一步确定较为准确的渗透系数K及影响半径R等水文地质参数也是设计计算、水位预测的关键环节。 q/w5Dx|: 关于轻型井点，规范指出：“点井数量很多，如果应用管井理论进行水位降深预测计算，计算工作量大，且每个点井的出水量也很难控制，计算的结果与实际出入较大;又因点井降水大多在弱含水层中进行，每级水位降深很大，出水量不多，按我国目前点井设备规格，其抽水能力一般远大于基坑的来水量。鉴于于上述原因，对点井降水，一般不要求进行降水水位预测计算，但应控制设备的抽水能力应大于基坑出水量一倍以上。” “当基坑底面离含水层底板距离较大时，降深主要取决于井点降水设备能力。”5由此可见散货堆场中，含水层厚度大，降深亦主要取决于降水设备的抽水能力。 ?$)aUnqX 2。4.3水位降深控制 #E-N3x 在设计计算中考虑通过合理的设计决定水位降深的因素来控制水位降深，满足设计要求是可能的。实践和研究认为4，而在透水性相对较好的软土层中，抽水设备的抽水能力是决定水位降深的关键因素。规范认为应控制设备的抽水能力应大于降水区出水量一倍以上，另选择合理长度的井管，合理的井数（间距），透水良好的井点管（包括滤管、砂滤井等），能形成封闭有效的真空帷幕，达到目标水位降深。 SGHz Q% 4.3.1设备抽水能力 sAaLR4 抽水设备的抽水能力是水位降深的决定性因素，因此合理选择抽水设备是控制水位降深的首要指标。规范认为应保证抽水能力大于降水区涌水量的一倍以上。 TWRnty-C 4.3.2井管深度 GM8u O 井点管深度可按设计降水深度、含水层分布及降水井的出水能力确定。依据规范2，认为本区域的常水位基本无变幅，则井点管深度可用下式表示：L：降水井深度(m)； vy7?MvV ：井点管出露原地下水位高度，m AjOc =d ：水位降深，也即原地下水位埋深与设计水位降深之和； crpY$ ：ir0， i为水力坡度，在降水井分布范围内宜为1/101/152；r0为降水井分布范围的等效半径或降水井排间距 的1/2 (m ) ； )W&9 ：l，即滤管长度 /Lk.q 同时可以反推出水位降深值，可表达为： n(n7+B *|Eyv_ L：井点管长度； qMDt i：平均水力坡度，采用经验值1/161/107； Y c$*OkI B：降水区宽度，m h,/3 h ：地下水位深度，m p-z!i+ l：即滤管长度 bDegIW/w k?Zcv*)D+ 在此，关于水力坡度值i为经验值。规范中取1/101/15，依上海宝钢地区（主要土层为黄色亚粘土、淤泥质亚粘土夹较多的粉细砂土层，渗透系数0.10.5m/d）的经验，i取1/161/10，此值必须在井群影响半径范围以内。（一）轻型井点降水施工方案 1 井点布置 地下水位埋深在3m以下，工程雨污水槽深约为34m，施工中将考虑全线采用轻型井点法降水。 轻型井点系统由井点管、联接管（橡胶或钢管）、总管和抽水设备所组成。其中实管6m，滤管1.5m。地下水经井点管、联接管和总管由抽水设备抽走。井点系统布置采用单排线状井点，因北京地区地下水径流方向是西北东南，所以井点布置在西侧，井点管位于沟槽上口宽度以外1m。在井点管延长线位置上挖一5050cm断面的泄水沟，再在井点管位置上做好标志，井点管间距为1.5m；每45m为一井点组。 2井点施工 a. 井点管的埋设可直接用井点管水冲下沉，也可用套筒式冲孔或钻孔后再将井点管沉入。本工程采用套筒式冲孔法埋设井点管。 b. 套筒直径30cm，长度约10m，底部呈锯齿形。上部有提梁，用起重机吊住并上下移动，套筒内有水枪，水枪直径75mm，喷嘴直径20mm，由多级水泵供给高压水，水压0.60.8MPa，冲孔深度比滤管底深0.5m左右； c. 井孔冲成后，拔出套筒并立即插入井点管，在保障居中并垂直情况下，向孔内填装滤料，直到距地面1m深的范围内，用粘土填实，以防漏气。 d. 井点管埋设后，即可接通总管和抽水系统，进行试抽，检查抽水效果。 2.3轻型井点注意事项 a. 做好准备工作：做好抽水试验，分析水文地质条件，使井位、井深、滤管长度、标高设计合理可靠。 b. 超前降水：降水领先、开槽在后。在施工过程中始终保持干槽作业，降水速度超前于挖槽速度。地下水位降至槽底以下0.50.8m之后，才能开始挖槽，并在施工过程中始终保持这水位。 c. 冲点注意操作安全：查清地下障碍物、和地面供电线路保持安全距离。 d. 井点滤管（花管）孔眼底总面积不小于立管截面面积；骨架、支撑、滤网等均仔细检查完好，加以保护、扎紧；滤料符合滤管要求，洁净无杂物。 e. 井点管组装严密、不漏气、减少接头。 f. 冲点时保护好已冲好的井点，防止泥水和杂物流入井点管中。 g. 分层填滤料、分层封粘土，认真操作保证降水效果。 h. 泵体与进水干管总管连接痛心紧密，在一整体地坪上安装，防止不同沉降。 i. 井点降水保证连续抽水，采用柴油机供电。 j. 若工程施工期处于冬季，必须做好全系统设备防冻、保温。 基坑的开挖施工，无论是采用支护体系的垂直开挖还是放坡开挖，如果施工地区的地下水位较高,都将涉及到地下水对基坑施工的影响这一问题。当开挖施工的开挖面低于地下水位时，土体的含水层被切断,地下水便会从坑外或坑底不断地渗入基坑内，另外在基坑开挖期间由于下雨或其它原因，可能会在基坑内造成滞留水,这样会使坑底地基土强度降低，压缩性增大。这样一来，从基坑开挖施工的安全角度出发,对于采用支护体系的垂直开挖，坑内被动区土体由于含水量增加导致强度、刚度降低，对控制支护体系的稳定性、强度和变形都是十分不利的；对于放坡开挖来讲，也增加了边坡失稳和产生流砂的可能性。从施工角度出发,在地下水位以下进行开挖,坑内滞留水一方面增加了土方开挖施工的难度，另一方面也使地下主体结构的施工难以顺利进行。而且在水的浸泡下，地基土的强度大大降低，也影响了其承载力。因此，为保证深基基坑工程开挖施工的顺利进行，同时保证地下主体结构施工的正常进行以及地基的强度不遭受损失，一方面在地下水位较高的地区，当开挖面低于地下水位时，需采取降低地下水位的措施；另一方面基坑开挖期间坑内需采取排水措施以排出坑内滞留水，使基坑处于干燥的状态，一利于施工。 一、轻型井点降水 （一）轻型井点降水系统装置轻型井点主要由井点管（包括过滤器）、集水总管、抽水泵、真空泵等组成。轻型井点降低地下水位，是按设计沿基坑周围埋设井点管，一般距基坑边0.8m1.0m，在地面上铺设集水总管（并有一定坡度），将各井点管与总管用软管（或钢管）连接，在总管中段适当位置安装抽水水泵或抽水装置。 （二）轻型井点抽水原理井点系统装置组装完成之后，经检查合格后即可启动抽水装置。这时，井点管、总管及储水箱内空气被吸走，形成一定的真空度（即负压）。由于管路系统外部地下水承受大气压力的作用，为了保持平衡状态，由高压区向低压区方向流动。所以，地下水被压入至井点管内，经总管至储水箱，然后用水泵抽走（或自流）。这现象称为抽水（即吸水）。 （三）轻型井点抽水设备轻型井点抽水的主要设备为： 井点管：直径为3850mm的钢管，长57m，整根或分节组成。 滤水管：内径同井点管的钢管，长度1m左右。 集水总管：内径为100127的钢管，长为5080m，分节组成，每节长46m，每一个集水总管与4060个 井点管用软管联结。 抽水设备：主要有真空泵（或射流泵）、离心泵和集水箱组成。 二、管井井点对于渗透系数为20200m/d且地下水丰富的土层、砂层，用明排水造成土颗粒大量流失，引起边坡塌方，用轻型井点难以满足排降水的要求。这时候可采用管井井点。管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置一个管井，或在坑内降水时每一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽取管井内的水来降低地下水位。管井井点具有排水量大、排水效果好、设备简单、易于维护等特点，降水深度35m，可代替多组轻型井点作用。 依据标准 建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001 建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002 1、范围 本工艺适用于轻型井点降水分项工程。 2、施工准备 2.1施工机具 (1)滤管：38-55mm，壁厚3.0mm无缝钢管或镀锌管,长2.Om左右，一端用厚为4.0mm钢板焊死，在此端1.4m长范围内，在管壁上钻15mm的小圆孔，孔距为25mm，外包两层滤网，滤网采用编织布，外再包一层网眼较大的尼龙丝网，每隔50-60mm用1O号铅丝绑扎一道，滤管另一端与井点管进行联结。 (2)井点管：38-55mm，壁厚为3.0mm无缝钢管或镀锌管。 (3)连接管：透明管或胶皮管与井点管和总管连接，采用8号铅丝绑扎，应扎紧以防漏气。 (4)总管：75-102mm钢管，壁厚为4mm，用法兰盘加橡胶垫圈连接，防止漏气、漏水。 (5)抽水设备：根据设计配备离心泵、真空泵或射流泵，以及机组配件和水箱。 (6)移动机具：自制移动式井架(采用振冲机架旧设备)、牵引力为6t的绞车。 (7)凿孔冲击管：2198mm的钢管，其长度为10m。 (8)水枪：505mm无缝钢管,下端焊接一个16mm的枪头喷嘴,上端弯成大约直角,且伸出冲击管外,与高压胶管连接。 (9)蛇形高压胶管：压力应达到1.50MPa以上。 (10)高压水泵：100TSW一7高压离心泵，配备一个压力表，作下井管之用。 2.2材料 粗砂与豆石，不得采用中砂，严禁使用细砂，以防堵塞滤管网眼。 2.3技术准备 (1)详细查阅工程地质勘察报告，了解工程地质情况，分析降水过程中可能出现的技术问题和采取的对策。 (2)凿孔设备与抽水设备检查。2.4平整场地 为了节省机械施工费用，不使用履带式吊车，采用碎石桩振冲设备的自制简易车架，因此场地平整度要高一些，设备进场前进行场地平整，以便于车架在场地内移动。 3、操作工艺 3.1井点安装 3.1.1安装程序 井点放线定位安装高位水泵凿孔安装埋设井点管布置安装总管井点管与总管连接安装抽水设备试抽与检查正式投入降水程序。 3.1.2井点管埋设 (1)根据建设单位提供测量控制点，测量放线确定井点位置，然后在井位先挖一个小土坑，深大约500mm，以便于冲击孔时集水，埋管时灌砂，并用水沟将小坑与集水坑连接，以便于排泄多余水。 (2)用绞车将简易井架移到井点位置，将套管水枪对准井点位置，启动高压水泵，水压控制在O.4-0.8Mpa，在水枪高压水射流冲击下套管开始下沉，并不断地升降套管与水枪。一般含砂的粘土，按经验，套管落距在1000mm之内。在射水与套管冲切作用下，大约在10-15min时间之内，井点管可下沉1Om左右，若遇到较厚的纯粘土时，沉管时间要延长，此时可采取增加高压水泵的压力，以达到加速沉管的速度。冲击孔的成孔直径应达到300-350mm，保证管壁与井点管之间有一定间隙，以便于填充砂石，冲孔深度应比滤管设计安置深度低500mm以上，以防止冲击套管提升拔出时部分土塌落，并使滤管底部存有足够的砂石。 凿孔冲击管上下移动时应保持垂直，这样才能使井点降水井壁保持垂直，若在凿孔时遇到较大的石块和砖块，会出现倾斜现象，此时成孔的直径也应尽量保持上下一致。 井孔冲击成型后，应拔出冲击管，通过单滑轮，用绳索拉起井点管插入，井点管的上端应用木塞塞住，以防砂石或其他杂物进入，并在井点管与孔壁之间填灌砂石滤层，该砂石滤层的填充质量直接影响轻型井点降水的效果，应注意以下几点： 1)砂石必须采用粗砂，以防止堵塞滤管的网眼。 2)滤管应放置在井孔的中间，砂石滤层的厚度应在60-1OOmm之间，以提高透水性，并防止土粒渗入滤管堵塞滤管的网眼，填砂厚度要均匀，速度要快，填砂中途不得中断，以防孔壁塌土。 3)滤砂层的填充高度，至少要超过滤管顶以上1000-1800m，一般应填至原地下水位线以上，以保证土层水流上下畅通。 4)井点填砂后，井口以下1.0-1.5m用粘土封口压实，防止漏气而降低降水效果。3.1.3冲洗井管 将15-30mm的胶管插入井点管底部进行注水清洗，直到流出清水为止，应逐根进行清洗，避免出现“死井“。 3.1.4管路安装 首先沿井点管线外侧，铺设集水毛管，并用胶垫螺栓把干管连接起来，主干管连接水箱水泵，然后拔掉井点管上端的木塞，用胶管与主管连接好，再用10#铅丝绑好，防止管路不严、漏气，而降低整个管路的真空度。主管路的流水坡度按坡向泵房5的坡度并用砖将主干管垫好。并作好冬季降水防冻、保温。 3.1.5检查管路 检查集水干管与井点管连接的胶管的各个接头，在试抽水时是否有漏气现象，发现这种情况应重新连接或用油腻子堵塞，重新拧紧法兰盘螺栓和胶管的铅丝，直至不漏气为止。在正式运转抽水之前必须进行试抽，以检查抽水设备运转是否正常，管路是否存在漏气现象。在水泵进水管上安装一个真空表，在水泵的出水管上，安装一个压力表。为了观测降水深度，是否达到施工组织设计所要求的降水深度，在基坑中心设置一个观测井点，以便于通过观测井点测量水位，并描绘出降水曲线。 在试抽时，应检查整个管网的真空度，应达到550mmHg(73.33KPa)，方可进行正式投入抽水。 3.2抽水 轻型井点管网全部安装完毕后，进行试抽。当抽水设备运转一切正常后，整个抽水管路无漏气现象，可以投入正常抽水作业。开机一个星期后，将形成地下降水漏斗，并趋向稳定，土方工程可在降水10d后开挖。 4、质量标准 4.1井点管间距、埋设深度应符合设计要求，一组井点管和接头中心，应保持在一条直线上。 4.2井点埋设应无严重漏气、淤塞、出水不畅或死井等情况。 4.3埋入地下的井点管及井点联接总管，均应除锈并刷防锈漆一道；各焊接口处焊渣应凿掉，并刷防锈漆一道。 4.4各组井点系统的真空度应保持在55.3-66.7kPa，压力应保持在0.16Mpa。 5、成品保护 5.1井点成孔后，应立即下井点管并填入豆石滤料，以防塌孔。不能及时下井点管时，孔口应盖盖板，防止物件掉入井孔内堵孔。 5.2井点管埋设后，管口要用木塞堵住，以防异物掉入管内堵塞。5.3井点使用应保持连续抽水，并设备用电源，以避免泥渣沉淀淤管。 5.4冬期施工，井点联结总管上要覆盖保温材料，或回填30cm厚以上干松土，以防冻坏管道。 6、应注意的质量问题 6.1土方挖掘运输车道不设置井点，这并不影响整体降水效果。 6.2在正式开工前，由电工及时办理用电手续，保证在抽水期间不停电。因为抽水应连续进行，特别是开始抽水阶段，时停时抽，井点管的滤网易于阻塞，出水混浊，同时由于中途长时间停止抽水，造成地下水位上升，会引起土方边坡塌方等事故。 6.3轻型井点降水应经常进行检查，其出水规律应“先大后小，先混后清”。若出现异常情况应及时进行检查。 6.4在抽水过程中，应经常检查和调节离心泵的出水阀门以控制流水量，当地下水位降到所要求的水位后，减少出水阀门的出水量，尽量使抽吸与排水保持均匀，达到细水长流。 6.5真空度是轻型井点降水能否顺利进行降水的主要技术指数，现场设专人经常观测，若抽水过程中发现真空度不足，应立即检查整个抽水系统有无漏气环节，并应及时排除。 6.6在抽水过程中，特别是开始抽水时，应检查有无井点管淤塞的死井，可通过管内水流声、管子表面是否潮湿等方法进行检查。如“死井”数量超过10%，则严重影响降水效果，应及时采取措施，采用高压水反复冲洗处理。 6.7在打井点之前应勘测现场，采用洛阳铲凿孔，若发现场内表层有旧基础、隐性墓地应及早处理。 6.8如粘土层较厚，沉管速度会较慢，如超过常规沉管时间时，可采取增大水泵压力，大约在1.O-1.4Mpa，但不要超过1.5Mpa。 6.9主干管应按本交底做好流水坡度，流向水泵方向。 6.10如在冬季施工，应做好主干管保温，防止受冻。 6.11基坑周围上部应挖好水沟，防止雨水流入基坑。 6.12井点位置应距坑边2-2.5m，以防止井点设置影响边坑土坡的稳定性。水泵抽出的水应按施工方案设置的明沟排出，离基坑越远越好，以防止地表水渗下回流，影响降水效果。 6.13如场地粘土层较厚，这将影响降水效果，因为粘土的透水性能差，上层水不易渗透下去，采取套管和水枪在井点轴线范围之外打孔，用埋设井点管相同成孔作业方法，井内填满粗砂，形成二至三排砂桩，使地层中上下水贯通。在抽水过程中，由于下部抽水，上层水由于重力作用和抽水产生的负压，上层水系很容易漏下去，将水抽走。7、质量记录 7.1井点管施工记录。7.2井点降水记录。 8、安全标准 8.1冲、钻孔机操作时应安放平稳，防止机具突然倾倒或钻具下落，造成人员伤亡或设备