深基坑施工管井井点降水技术总结

近年来我国随着经济和城市建设的迅速发展，地下工程施工技术也有了飞速发展，但由于深基坑工程具有技术难度高、不可预见的因素多等特点，其安全可靠性不仅影响基坑工程本身，而且往往会影响周边环境。如设计、施工错误和不当，亦会带来严重的后果，因此要求我们不断总结施工经验，提高施工技术和管理水平。本文以国道107线郑州段改建工程GDTJ-9标段明挖隧道为例，介绍了在粉土地层中如何进行深基坑降水施工，以期对今后类似地下工程的施工具有一定的参考价值。

一、工程概况

国道107线郑州段改建工程AK41+635~AK42+035隧道工程位于郑州市新郑国际机场高速出口处200米，即航空港迎宾大道环岛下。隧道总长400米，隧道基础底板最低处埋深约9.5m，泵房局部埋深约13m。本工程地基土质为黄褐色粉土，地下水属于空隙潜水类型，地质勘查报告显示地下水位埋深在4~5.5m处，地下水位要求降至施工作业面以下不低于0.5m。

二、基坑降水方案总体技术思路

根据设计图纸开口段降水深度最深为9.0m,闭口段降水深度最深为10m；根据隧道施工计划，首先进行闭口段施工，最后进行开口段施工。降水也将根据施工区段分别进行。

根据专家组对本隧道工程降水方案的评审意见，降水采用坑内管井降水方案，宜采用密布浅降和深降相结合，控制降水对周边环境的影响。做法是在深基坑的坑内埋置深于基底的井管，使地下水通过设置在井管内的潜水电泵将地下水抽出，使地下水位低于基坑坑底不低于50cm。井管管径采用30cm，井深定为20～25米。井间距详见井点布置图。

三、降水设计计算：

5.1基坑涌水量计算:

根据国道107线郑州段改建工程GDTJ-9合同段地质勘查报告，场地地下水属稳定潜水类型，场地地下水主要接受大气降水和地表水渗入待补给，基坑周围没有地表水存在，故可采用均质含水层潜水完整井基坑涌水量计算公式计算：

Q=1.366K (2H-S)S /lg（1+R/r0）

计算简图（5-1）如下:

1. 基坑等效半径r0

     r0＝0.29(a+b)

式中：a为基坑长度，分别为100m,60m,80m,80m（含每边井点到底板外皮距离）；

      b为基坑宽度，约为44m（含每边井点到底板外皮距离）。

        即：r0=41.76m，31m，36m，36m综合考虑r0分别取42m，31m，36m，36m。

     2. 影响半径R：

            R=2S

        式中：H为含水层厚，统一取30m ；（根据勘察报告）

              S为降深，分别取4.6m，5.6m，4.6m；

            k为渗透系数，粉土取1.5m/d。（设计提供）

            则  R≈114m，135m，121m。

     3. 基坑涌水量Q

Q=

  将以上参数代入上式得：Q≈ 916m3/d，856m3/d，922m3/d，816 m3/d。

     4. 管井单井出水量能力q：

参考相关规范并根据经验数据单井出水量按q=45 m3/d

     5. 确定管井数量n:

n=1.1≈21眼、20眼、21眼、18眼

四、井点布置：

闭口段管井沿基坑边坡两侧坡顶线外一米及坑内交错布置四排，间距12～13米，开口段沿基坑开挖线及坑内交错布置三排。祥见井点平面布置图及大样图

五、施工工艺程序:

井点测量定位→挖井口、安护筒→钻机就位→钻孔→回填井底砂垫层→绑竹片、尼龙网→吊放井管→ 回填井管与孔壁间的砂砾过滤层→洗井 井管内下设水泵、安装抽水控制电路→试抽水→ 降水井正常工作→降水完毕拔井管→ 封井。

1、成孔可根据土质条件和孔深要求，本工程采用潜水钻；用泥浆护壁，孔口设置护筒，以防孔口塌方，并在一侧设排泥沟、泥浆坑。孔径应较井管直径每边大150~250MM，钻孔深度当不设沉砂管时，应比抽水期内可能沉积的高度适当加深。成孔后应立即安装井管，以防塌方。

2、井管沉放前应先清孔，一般用压缩空气洗井或用吊筒反复上下取出泥渣洗井，或用压缩空气（压力为0.8Mpa排气量为12m3/min）与潜水泵联合洗井。

3、本工程深井降水采用无砂混凝土管作井管，可在成孔后，逐节沉入无砂混凝土管，外壁绑长竹片导向，使接头对正，并且在井管外侧缠绕两层尼龙网。井管安放应力求垂直，并位于井孔中间管顶应比自然地面高500mm左右。井管过滤层应放置在含水层适当的范围内，进井管下入后，及时在井管与土壁间用铁锹分层填充砂砾滤料。粒径应大于滤网的孔径，一般为3~8mm细砾石。填滤料要一次连续完成，从底填到井口1米左右，上部采用不含砂石的粘土封口。管周围填砂滤料后，安设水泵前应按规定先清洗滤井，冲除沉渣。一般采用压缩空气洗井，洗井应在下完井管、填好滤料、封口后8小时内进行，一气呵成，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化，难以破坏，影响渗水效果。

4、泵在安装前，应对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查。如无问题，方可放入井中使用。深井内安设潜水泵，可用绳索吊入滤水层部位，上部应与井管口固定。潜水电动机、电缆及接头应有可靠绝缘，每台泵应配置一个控制开关。主电源线路沿深井排水管路设置。安装完毕应进行试抽水，满足要求后始转入正常工作。

5、地面排水管为Ф50水管，布置在基坑四周，并埋入自然地面下0.3m，经沉淀池沉淀后排至航空港区市政污水或雨水井内。具体排放口根据现场情况再定。抽水：用潜水泵抽水，水泵下至距井底1.50米，其下部为沉淀用。

6、水泵的安装与运转：水泵采用胶皮软管引至地面排水管道，应根据出水量及降深调整水泵的位置。要边打井、接着洗井、装泵、试抽水、水泵一旦启动即要24小时连续运转，争取早日将水位降到设计要求，定时通过水位观测孔观测水位，以确定水泵的停与用，必要时配备专用发电机。

7、井管使用完毕，用吊车或用三木搭借助钢丝绳、倒链，将井管口套紧徐徐拔出，拔出后所留的孔洞用砂砾填充、捣实。

六、防止沉降措施

1、根据对周围环境的调研，在隧道开挖边线周围建筑物主要有位于环岛内的礼仪之门雕塑、位于隧道西侧的好想你商店及加油站。 “礼仪之门”门宽门高30m，27.5m,主要结构为钢管柱，平面及立面梁形式为钢框架结构，主结构外面设有三角支架和悬挑支架，墙面围护结构为铜板。基础尺寸为12.705×8.255×2.0，自下而上依次为10cm厚C15混凝土垫层、40cm厚钢筋混凝土底板、160cm厚毛石混凝土，基础埋深为-3.5m，基础主体总重约1300吨，距开挖边线约28米。“好想你”商店为二层小楼，外墙最近处距开挖边线约21米。加油站在隧道开挖线内，需拆除。本工程防沉降重点是礼仪之门雕塑。

2、防沉降措施

1）控制抽水含沙量，在深井滤水管及潜水泵外包密目滤水网，控制抽水含沙量不超过万分之一。同时应重视埋设井管时的成孔和回填砂滤料的质量。必要时在基坑外采用回灌水措施。

2）降水控制采用密布浅降，尽量减少对深层地下水的扰动。

3）对礼仪之门的基础采用双液注浆予以加固。

4）加强监测措施，基础施工期间，特别是降水期间，应对附近建筑物和马路进行沉降和位移观测。如发现有异常情况，即应与设计和建设单位协商解决的方案。监测工作由业主委托具有资质的监测单位进行。

3、降水保证措施：二十四小时派人轮流值班，围护降水正常进行，并且项目部安排专职人员监督降水作业，其次每天派人记录降水井水位变化情况，对比分析后制定相应措施，保证降水工作的顺利进行。

七、各项资源需要量计划

该计划仅供参考，可根据具体情况进行调整。

1、劳动力需要量计划：

降水井机械设备一览表(总体需用)

本项目区内地基土层在第四系全新统地层，浅部土层中的地下水属孔隙潜水类型，其水位动态变化主要受控于大气降水、人工灌溉和地面蒸发。在这种地质条件下采用管井降水与明排相结合的方法进行降水工作可以满足施工要求。重点在于涌水量的计算和降水井位置、数量的确定，加强监测保证边坡稳定和防止因降水引起临近建筑物沉降。

附图：

    1、管井布置大样图

2、管井横断面图

闭口段管井布置图

开口段管井布置图

参考文献 ：

1、国道107线郑州段改建工程GDTJ-9合同段施工图（第二册）

2、GDTJ-9合同段地质勘查报告

3、《建筑基坑支护技术规程》等国家现行规范标准。