时间：2013-11-29 分类：矿业
摘要：地下工程在施工过程及使用期间会因地下水影响而无法正常进行，此时就必须进行地下水控制。措施就是降水，也称为基坑降水。基坑降水在地层为粉质粘土是一项较难处理的项目。特别是在地质条件为土层(含水量较大)，如何将基坑内地下水完全排出，增加基坑支护安全稳定，让地下室施工队伍在无水干扰状态中施工。一直是一难题。因此本文结合实际施工试验对粉质粘土地层基坑降水进行优化设计及施工，实际中取到很好效果。
关键词：降水,落差,水泵
在传统的土层基坑降水中，一般都采用真空点井来降水，不采用管井降水，感觉管井在粘性土的地层中没有效果，还浪费钱，针对此我在基坑支护实际工程中结合实际进行实际施工试验，采用管井(深井)降水，在实际中起到很好的效果。
一、工程概况：基坑深为6m，长约55m，宽约35m，地下水位为1.5m，地质条件为粉质粘土。
二、基坑设计方案：基坑支护设计采用悬臂桩，桩径600mm，桩间距1.2m，桩砼为C25。
三、基坑降水设计方案：降水设计采用管井降水，降水井距基坑间距1m，降水井间距10m，考虑地质土层的K值非常小，但增大水的落差会增加水向下流动速度，如果增加降水深度，降落漏斗会增大，水流速度会有所增加，降水井深加深形成更大一点的漏斗。从而增加降水效果，增加水效率。井径600mm，井管内径400mm，井深25m，井管为无砂管，井数为23眼。泵量采用5m3/h潜水泵。
四、基坑降水施工
4.1降水井施工方法及技术要求
定井位：根据降水设计方案提供的井位图、地下管线分布图及甲方提供的坐标控制点，并参照控制点施放降水井井位。正常情况下井位偏差≤50mm，若遇特殊情况(比如地下障碍、地面或空中障碍)需调整井位时，应及时通知技术人员在现场调整。为保证安全，定井位后应挖探坑以查明井位处有无地下管线、地下障碍物，挖探坑的平面尺寸应和钻孔钢护筒相近(稍大一点)，深度必须以挖(或钎探)到地层原状土为准。
埋设护筒：为避免钻进过程中循环水流将孔口回填土冲塌，钻孔前必须埋设钢护筒。护筒外径1.0m，深度视地层情况而定。在护筒上口设进水口，并用粘土将护筒外侧填实。护筒必须安放平整，护筒中心即为降水井中心点。
钻机就位、调整：钻机就位时需调整钻机的平整度和钻塔的垂直度，对位后用机台木垫实，以保证钻机安放平稳。钻机对位偏差应小于20mm，钻孔垂直度偏差1%。
钻 孔：在钻孔过程中应保证孔内泥浆液面高度与孔口平，严防塌孔。在地层条件允许的情况下，尽量使用地层自造泥浆成孔，若钻孔通过易塌孔的流砂层或泥浆漏失严重的地层时，可采用人工造浆护壁钻进，泥浆比重调至1.1～1.3。为提高钻进效率，应尽量使用反循环钻进工艺成孔(见反循环钻进工艺原理图图2)。
换 浆：钻孔至设计深度以下0.5m左右，将钻头提高0.5m，然后用清水继续反循环操作替换泥浆，直到泥浆粘度约为20秒为止。
下 管：下管前应检查井管是否已按设计要求包缠尼龙纱网;无砂水泥管接口处要用塑料布包严，保证井管的垂直度。
填滤料：填料必须采用动水填砾法从井四周均匀缓慢填入，避免造成孔内架桥现象，洗井后若发现滤料下沉应及时补充滤料，填料高度必须严格按设计要求执行。
洗 井：采用压风机洗井，若井内水量不够时应注入清水。对于不同含水段需采用双隔离塞水气方法冲洗，然后再捞砂。若成井过程中粘土使用过多，洗井不及时时，应加入胶磷酸钠药液浸泡不少于6小时(或根据产品说明执行)，然后再洗井，洗井必须洗到水清砂净为止。
4.2降水配电系统
降水方案设计共有降水井23眼。降水用电要按照临电安全运行有关规定严格作业。所用两级配电箱均采用正规厂家生产的产品并带有漏电保护装置，线路全部采用TN━S保护系统。电缆全部采用YC型铜芯橡胶护套绝缘电缆。配电箱需编号，加安全栅栏，悬挂警示标牌，并做防雨措施。明敷线路须架空。
为防止在抽水期间发生意外停电事故，现场需有备用电源(如：发电机、二路供电系统)。并配有自动转换装置。
考虑粉质粘土层管井单井出水量小，但潜水泵的泵量远远大于单井出水量，通常在抽水时一般都是工作一会停止一会。在潜水泵的配电方面做了微小调整。这个调整也是为了让降水井内的水基本在潜水泵口位置，不要回升太高，回升高了，就会影响井外的水流向井内的速度，泵量是不存在与井外进水量一致的，也不能让潜水泵在井内没水时工作，潜水泵做无用功也容易坏掉，再说也是浪费电。比如说抽5分钟，停10分钟。这要是由人工来控制可不行呀。我决定在配电上做个调整，有一个方法就是增加一个定时开关。来控制水泵工作，使降水井内水位保持最低状态，来保证整体降水速度及效果。
4.3排水施工方案
4.3.1、排水施工原则
4.3.1.1、利用城市排水系统排水
城市排水管线，尽管排水线的位置、排量各有差异，经过局部排水线的改造或进行地铁施工的合理调整，地铁施工期间的降水排水问题在正常情况下可以利用城市排水系统来解决;在雨季和汛期应设置专门的应急排水管线。#p#分页标题#e#
4.3.1.2、排水方式
区间的施工排水方式，采用集水管分散收集，根据排放线路的排量，以分散排除的方式，做到各点排水畅通，确保施工安全。
4.3.1.4、对排放井的加固维修与清淤
排水前我们要对所有排放井进行加固维修，并对Φ500mm以下的管线进行勘察清淤，使管线排水畅通无阻。
4.3.1.5、排放口的选定
根据排水设计方案，排放口尽量选择主排水排口，以暗埋方式与主管线连接，且埋深大于1.2m。具体设计参见设计图。
当由多个集水管汇入一个集水排口时，要在排口处修建集水池，由集水池排入主管线。集水池的结构参见设计图。
4.3.1.6、关于排放的环境保护
本次降水所排放的水体，全部为清洁的地下水，其含砂量达到国家饮用水标准，对环境无任何损害。尽管如此，我们在施工中，还是要特别注意不要让所排水体任意泄漏，以利于环境保护。
4.3.3、排水管线及电缆敷设施工方法及技术要求
(1)施工准备：根据降水设计图纸的位置并参照控制点进行测量放线，用探测挖沟范围内有无地下管线，若有地下管线应及时进行调整。
(2)管沟开挖：管沟底部的开挖宽度应考虑除管道结构宽度外的增加工作面宽度，挖出的土应堆放在施工围挡内，除留出回填土外要及时清运出场。
(3)砌筑暗埋井井室：用砖和水泥砂浆衬砌，底部作110mm厚C10混凝土基础，上部井圈浇筑C20混凝土，配承重井盖，井盖与路面平齐。井室结构外侧要回填夯实，然后恢复路面。
(4)排水管焊接：排水管焊接应分段进行，并确保焊口完整严实，拐弯处平滑。
(5)排水管敷设：排水管下沟前应先检查沟底标高、坡度是否符合排水要求，下管时可采用人工压绳法或机械方法。管道在沟内焊接时应在焊接处挖一个操作坑，以便于焊接操作。管道安装完毕后应进行压力试验，经由甲方、监理、施工三方办理隐检手续后方可进行回填。回填土采用素土人工夯实，然后恢复路面。
(6)电缆铺设及配电安装：
①按各降水井的电缆与排水管合槽铺设，要求穿塑料管加以保护并排列整齐。电缆应留有适量的长度，但不能将太多剩余电缆盘绞在沟槽内或井室内。
②电缆敷设如遇过路口或穿越堆放材料场区时，必须穿厚度为2mm以上的钢管加以保护，保护钢管内径大于电缆外径的1.5—2倍以上为宜。
③配电系统所用的开关柜、配电箱必须要垫高、固定，并按施工用电规范要求设防雨、防护围栏，在围栏上挂警示标志。
④配电系统设有三级保护装置。电力开关柜中设有过流、短路、过热保护的自动开关。动力配电箱中设有过流、漏电保护的自动开关。
五、降水工程实际效果
本工程在传统降水稍改动后，在现场细致实施后，经过基坑支护施工及降水后，实际效果十分明显改善，降水效果十分良好，给土建施工队个干净整洁的施工场地。水泵损耗量减小，没有电机损坏，实际用电量为预计用电量的30%。
参考文献：
[1]李同斌.邹立芝编著.地下水动力学[M].吉林:吉林大学出版社,1995.
[2]柯葵.朱立明.李嵘编著.水力学[M].同济大学出版社,2000.
[3]张倬元.王士天.王兰生编著.工程地质分析原理[M].北京:地质出版社,1997.
[4]温步瀛.唐巍. 电力工程基础[M]. 中国电力出版社,2006.
