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文檔簡介

井點降水工藝井點降水水位降深要求與控制水位降深指降水區中心的含水層范圍內的水位最大降深,即下水位能降低到什么程度。這是針對工程施工的實際需要來說的。當井點降水時,在降水范圍內的含水層中會形成水位降落漏斗曲線,在降水區中心的水位最高,而井管的水位最低。為了優化施工組織、進度計劃、縮短工期,同時根據施工進度而調整降水運行時間,并達到減少投資的目的,必須對輕型井點降水問題進行水位預測。降水水位預測計算是降水設計的核心工作,是調整井點的布局、確定最佳降水方案的依據。它決定于降水技術方法,降水井的布置,涉及井數、井深、井的結構、出水量和水位降深等一系列指標。

根據散貨堆場的降水要求及地質條件,輕型井點系統屬穩定流潛水非完整井干擾井群。不完整井群下的地下水運動是非常復雜的問題,沒有象完整井群那樣有系統的理論解答。不完整井的水流持征與完整井的水流特征有所不同,主要在于紊流及三維流的出現(即在不完整井附近,滲流存在垂直分速度)。然而以往對此問題的研究僅有一些經驗的方法,如過去習慣用的潛水的極限降深為含水層一半,最大出水量為以此對應的出水量(如Q-S曲線延長法,裘布依、泰斯等公式計算法)。現行井點降水設計計算理論多應用于基坑降水工程,通常按干擾井群計算涌水量和水位降深[1]。利用穩定流抽水試驗,進一步確定較為準確的滲透系數K及影響半徑R等水文地質參數也是設計計算、水位預測的關鍵環節。

關于輕型井點,規范指出:“點井數量很多,如果應用管井理論進行水位降深預測計算,計算工作量大,且每個點井的出水量也很難控制,計算的結果與實際出入較大;又因點井降水大多在弱含水層中進行,每級水位降深很大,出水量不多,按我國目前點井設備規格,其抽水能力一般遠大于基坑的來水量。鑒于于上述原因,對點井降水,一般不要求進行降水水位預測計算,但應控制設備的抽水能力應大于基坑出水量一倍以上。”“當基坑底面離含水層底板距離較大時,降深主要取決于井點降水設備能力。”[5]由此可見散貨堆場中,含水層厚度大,降深亦主要取決于降水設備的抽水能力。

2]。L:降水井深度(m);

:井點管出露原地下水位高度,m

:水位降深,也即原地下水位埋深與設計水位降深之和;

:ir0,i為水力坡度,在降水井分布范圍內宜為1/10~1/15[2];r0為降水井分布范圍的等效半徑或降水井排間距的1/2(m);

:l,即濾管長度

同時可以反推出水位降深值,可表達為:

L:井點管長度;

i:平均水力坡度,采用經驗值1/16~1/10[7];

B:降水區寬度,m

h:地下水位深度,m

l:即濾管長度

在此,關于水力坡度值i為經驗值。規范中取1/10~1/15,依上海寶鋼地區(主要土層為黃色亞粘土、淤泥質亞粘土夾較多的粉細砂土層,滲透系數0.1~0.5m/d)的經驗,i取1/16~1/10,此值必須在井群影響半徑范圍以內。(一)輕型井點降水施工方案

1井點布置地下水位埋深在3m以下,工程雨污水槽深約為3~4m,施工中將考慮全線采用輕型井點法降水。輕型井點系統由井點管、聯接管(橡膠或鋼管)、總管和抽水設備所組成。其中實管6m,濾管1.5m。地下水經井點管、聯接管和總管由抽水設備抽走。井點系統布置采用單排線狀井點,因北京地區地下水徑流方向是西北→東南,所以井點布置在西側,井點管位于溝槽上口寬度以外1m。在井點管延長線位置上挖一50×50cm斷面的泄水溝,再在井點管位置上做好標志,井點管間距為1.5m;每45m為一井點組。2井點施工a.井點管的埋設可直接用井點管水沖下沉,也可用套筒式沖孔或鉆孔后再將井點管沉入。本工程采用套筒式沖孔法埋設井點管。b.套筒直徑30cm,長度約10m,底部呈鋸齒形。上部有提梁,用起重機吊住并上下移動,套筒內有水槍,水槍直徑75mm,噴嘴直徑20mm,由多級水泵供給高壓水,水壓0.6~0.8MPa,沖孔深度比濾管底深0.5m左右;c.井孔沖成后,拔出套筒并立即插入井點管,在保障居中并垂直情況下,向孔內填裝濾料,直到距地面1m深的范圍內,用粘土填實,以防漏氣。d.井點管埋設后,即可接通總管和抽水系統,進行試抽,檢查抽水效果。2.3輕型井點注意事項a.做好準備工作:做好抽水試驗,分析水文地質條件,使井位、井深、濾管長度、標高設計合理可靠。b.超前降水:降水領先、開槽在后。在施工過程中始終保持干槽作業,降水速度超前于挖槽速度。地下水位降至槽底以下0.5~0.8m之后,才能開始挖槽,并在施工過程中始終保持這水位。c.沖點注意操作安全:查清地下障礙物、和地面供電線路保持安全距離。d.井點濾管(花管)孔眼底總面積不小于立管截面面積;骨架、支撐、濾網等均仔細檢查完好,加以保護、扎緊;濾料符合濾管要求,潔凈無雜物。e.井點管組裝嚴密、不漏氣、減少接頭。f.沖點時保護好已沖好的井點,防止泥水和雜物流入井點管中。g.分層填濾料、分層封粘土,認真操作保證降水效果。h.泵體與進水干管總管連接痛心緊密,在一整體地坪上安裝,防止不同沉降。i.井點降水保證連續抽水,采用柴油機供電。j.若工程施工期處于冬季,必須做好全系統設備防凍、保溫。基坑的開挖施工,無論是采用支護體系的垂直開挖還是放坡開挖,如果施工地區的地下水位較高,都將涉及到地下水對基坑施工的影響這一問題。當開挖施工的開挖面低于地下水位時,土體的含水層被切斷,地下水便會從坑外或坑底不斷地滲入基坑內,另外在基坑開挖期間由于下雨或其它原因,可能會在基坑內造成滯留水,這樣會使坑底地基土強度降低,壓縮性增大。這樣一來,從基坑開挖施工的安全角度出發,對于采用支護體系的垂直開挖,坑內被動區土體由于含水量增加導致強度、剛度降低,對控制支護體系的穩定性、強度和變形都是十分不利的;對于放坡開挖來講,也增加了邊坡失穩和產生流砂的可能性。從施工角度出發,在地下水位以下進行開挖,坑內滯留水一方面增加了土方開挖施工的難度,另一方面也使地下主體結構的施工難以順利進行。而且在水的浸泡下,地基土的強度大大降低,也影響了其承載力。因此,為保證深基基坑工程開挖施工的順利進行,同時保證地下主體結構施工的正常進行以及地基的強度不遭受損失,一方面在地下水位較高的地區,當開挖面低于地下水位時,需采取降低地下水位的措施;另一方面基坑開挖期間坑內需采取排水措施以排出坑內滯留水,使基坑處于干燥的狀態,一利于施工。一、輕型井點降水(一)輕型井點降水系統裝置輕型井點主要由井點管(包括過濾器)、集水總管、抽水泵、真空泵等組成。輕型井點降低地下水位,是按設計沿基坑周圍埋設井點管,一般距基坑邊0.8m~1.0m,在地面上鋪設集水總管(并有一定坡度),將各井點管與總管用軟管(或鋼管)連接,在總管中段適當位置安裝抽水水泵或抽水裝置。(二)輕型井點抽水原理井點系統裝置組裝完成之后,經檢查合格后即可啟動抽水裝置。這時,井點管、總管及儲水箱內空氣被吸走,形成一定的真空度(即負壓)。由于管路系統外部地下水承受大氣壓力的作用,為了保持平衡狀態,由高壓區向低壓區方向流動。所以,地下水被壓入至井點管內,經總管至儲水箱,然后用水泵抽走(或自流)。這現象稱為抽水(即吸水)。(三)輕型井點抽水設備輕型井點抽水的主要設備為:井點管:直徑為38~50mm的鋼管,長5~7m,整根或分節組成。濾水管:內徑同井點管的鋼管,長度1m左右。集水總管:內徑為100~127的鋼管,長為50~80m,分節組成,每節長4~6m,每一個集水總管與40~60個

井點管用軟管聯結。抽水設備:主要有真空泵(或射流泵)、離心泵和集水箱組成。二、管井井點對于滲透系數為20~200m/d且地下水豐富的土層、砂層,用明排水造成土顆粒大量流失,引起邊坡塌方,用輕型井點難以滿足排降水的要求。這時候可采用管井井點。管井井點就是沿基坑每隔一定距離設置一個管井,或在坑內降水時每一定距離設置一個管井,每個管井單獨用一臺水泵不斷抽取管井內的水來降低地下水位。管井井點具有排水量大、排水效果好、設備簡單、易于維護等特點,降水深度3~5m,可代替多組輕型井點作用。

依據標準《建筑工程施工質量驗收統一標準》GB50300-2001《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》GB50202-20021、范圍本工藝適用于輕型井點降水分項工程。2、施工準備2.1施工機具(1)濾管:Φ38-55mm,壁厚3.0mm無縫鋼管或鍍鋅管,長2.Om左右,一端用厚為4.0mm鋼板焊死,在此端1.4m長范圍內,在管壁上鉆Φ15mm的小圓孔,孔距為25mm,外包兩層濾網,濾網采用編織布,外再包一層網眼較大的尼龍絲網,每隔50-60mm用1O號鉛絲綁扎一道,濾管另一端與井點管進行聯結。(2)井點管:Φ38-55mm,壁厚為3.0mm無縫鋼管或鍍鋅管。(3)連接管:透明管或膠皮管與井點管和總管連接,采用8號鉛絲綁扎,應扎緊以防漏氣。(4)總管:Φ75-102mm鋼管,壁厚為4mm,用法蘭盤加橡膠墊圈連接,防止漏氣、漏水。(5)抽水設備:根據設計配備離心泵、真空泵或射流泵,以及機組配件和水箱。(6)移動機具:自制移動式井架(采用振沖機架舊設備)、牽引力為6t的絞車。(7)鑿孔沖擊管:Φ219×8mm的鋼管,其長度為10m。(8)水槍:Φ50×5mm無縫鋼管,下端焊接一個Φ16mm的槍頭噴嘴,上端彎成大約直角,且伸出沖擊管外,與高壓膠管連接。(9)蛇形高壓膠管:壓力應達到1.50MPa以上。(10)高壓水泵:100TSW一7高壓離心泵,配備一個壓力表,作下井管之用。2.2材料粗砂與豆石,不得采用中砂,嚴禁使用細砂,以防堵塞濾管網眼。2.3技術準備(1)詳細查閱工程地質勘察報告,了解工程地質情況,分析降水過程中可能出現的技術問題和采取的對策。(2)鑿孔設備與抽水設備檢查。2.4平整場地為了節省機械施工費用,不使用履帶式吊車,采用碎石樁振沖設備的自制簡易車架,因此場地平整度要高一些,設備進場前進行場地平整,以便于車架在場地內移動。3、操作工藝3.1井點安裝3.1.1安裝程序井點放線定位——安裝高位水泵——鑿孔安裝埋設井點管——布置安裝總管——井點管與總管連接——安裝抽水設備——試抽與檢查——正式投入降水程序。3.1.2井點管埋設(1)根據建設單位提供測量控制點,測量放線確定井點位置,然后在井位先挖一個小土坑,深大約500mm,以便于沖擊孔時集水,埋管時灌砂,并用水溝將小坑與集水坑連接,以便于排泄多余水。(2)用絞車將簡易井架移到井點位置,將套管水槍對準井點位置,啟動高壓水泵,水壓控制在O.4-0.8Mpa,在水槍高壓水射流沖擊下套管開始下沉,并不斷地升降套管與水槍。一般含砂的粘土,按經驗,套管落距在1000mm之內。在射水與套管沖切作用下,大約在10-15min時間之內,井點管可下沉1Om左右,若遇到較厚的純粘土時,沉管時間要延長,此時可采取增加高壓水泵的壓力,以達到加速沉管的速度。沖擊孔的成孔直徑應達到300-350mm,保證管壁與井點管之間有一定間隙,以便于填充砂石,沖孔深度應比濾管設計安置深度低500mm以上,以防止沖擊套管提升拔出時部分土塌落,并使濾管底部存有足夠的砂石。鑿孔沖擊管上下移動時應保持垂直,這樣才能使井點降水井壁保持垂直,若在鑿孔時遇到較大的石塊和磚塊,會出現傾斜現象,此時成孔的直徑也應盡量保持上下一致。井孔沖擊成型后,應拔出沖擊管,通過單滑輪,用繩索拉起井點管插入,井點管的上端應用木塞塞住,以防砂石或其他雜物進入,并在井點管與孔壁之間填灌砂石濾層,該砂石濾層的填充質量直接影響輕型井點降水的效果,應注意以下幾點:1)砂石必須采用粗砂,以防止堵塞濾管的網眼。2)濾管應放置在井孔的中間,砂石濾層的厚度應在60-1OOmm之間,以提高透水性,并防止土粒滲入濾管堵塞濾管的網眼,填砂厚度要均勻,速度要快,填砂中途不得中斷,以防孔壁塌土。3)濾砂層的填充高度,至少要超過濾管頂以上1000-1800m,一般應填至原地下水位線以上,以保證土層水流上下暢通。4)井點填砂后,井口以下1.0-1.5m用粘土封口壓實,防止漏氣而降低降水效果。3.1.3沖洗井管將Φ15-30mm的膠管插入井點管底部進行注水清洗,直到流出清水為止,應逐根進行清洗,避免出現“死井“。3.1.4管路安裝首先沿井點管線外側,鋪設集水毛管,并用膠墊螺栓把干管連接起來,主干管連接水箱水泵,然后拔掉井點管上端的木塞,用膠管與主管連接好,再用10#鉛絲綁好,防止管路不嚴、漏氣,而降低整個管路的真空度。主管路的流水坡度按坡向泵房5‰的坡度并用磚將主干管墊好。并作好冬季降水防凍、保溫。3.1.5檢查管路檢查集水干管與井點管連接的膠管的各個接頭,在試抽水時是否有漏氣現象,發現這種情況應重新連接或用油膩子堵塞,重新擰緊法蘭盤螺栓和膠管的鉛絲,直至不漏氣為止。在正式運轉抽水之前必須進行試抽,以檢查抽水設備運轉是否正常,管路是否存在漏氣現象。在水泵進水管上安裝一個真空表,在水泵的出水管上,安裝一個壓力表。為了觀測降水深度,是否達到施工組織設計所要求的降水深度,在基坑中心設置一個觀測井點,以便于通過觀測井點測量水位,并描繪出降水曲線。在試抽時,應檢查整個管網的真空度,應達到550mmHg(73.33KPa),方可進行正式投入抽水。3.2抽水輕型井點管網全部安裝完畢后,進行試抽。當抽水設備運轉一切正常后,整個抽水管路無漏氣現象,可以投入正常抽水作業。開機一個星期后,將形成地下降水漏斗,并趨向穩定,土方工程可在降水10d后開挖。4、質量標準4.1井點管間距、埋設深度應符合設計要求,一組井點管和接頭中心,應保持在一條直線上。4.2井點埋設應無嚴重漏氣、淤塞、出水不暢或死井等情況。4.3埋入地下的井點管及井點聯接總管,均應除銹并刷防銹漆一道;各焊接口處焊渣應鑿掉,并刷防銹漆一道。4.4各組井點系統的真空度應保持在55.3-66.7kPa,壓力應保持在0.16Mpa。5、成品保護5.1井點成孔后,應立即下井點管并填入豆石濾料,以防塌孔。不能及時下井點管時,孔口應蓋蓋板,防止物件掉入井孔內堵孔。5.2井點管埋設后,管口要用木塞堵住,以防異物掉入管內堵塞。5.3井點使用應保持連續抽水,并設備用電源,以避免泥渣沉淀淤管。5.4冬期施工,井點聯結總管上要覆蓋保溫材料,或回填30cm厚以上干松土,以防凍壞管道。6、應注意的質量問題6.1土方挖掘運輸車道不設置井點,這并不影響整體降水效果。6.2在正式開工前,由電工及時辦理用電手續,保證在抽水期間不停電。因為抽水應連續進行,特別是開始抽水階段,時停時抽,井點管的濾網易于阻塞,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等事故。6.3輕型井點降水應經常進行檢查,其出水規律應“先大后小,先混后清”。若出現異常情況應及時進行檢查。6.4在抽水過程中,應經常檢查和調節離心泵的出水閥門以控制流水量,當地下水位降到所要求的水位后,減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。6.5真空度是輕型井點降水能否順利進行降水的主要技術指數,現場設專人經常觀測,若抽水過程中發現真空度不足,應立即檢查整個抽水系統有無漏氣環節,并應及時排除。6.6在抽水過程中,特別是開始抽水時,應檢查有無井點管淤塞的死井,可通過管內水流聲、管子表面是否潮濕等方法進行檢查。如“死井”數量超過10%,則嚴重影響降水效果,應及時采取措施,采用高壓水反復沖洗處理。6.7在打井點之前應勘測現場,采用洛陽鏟鑿孔,若發現場內表層有舊基礎、隱性墓地應及早處理。6.8如粘土層較厚,沉管速度會較慢,如超過常規沉管時間時,可采取增大水泵壓力,大約在1.O-1.4Mpa,但不要超過1.5Mpa。6.9主干管應按本交底做好流水坡度,流向水泵方向。6.10如在冬季施工,應做好主干管保溫,防止受凍。6.11基坑周圍上部應挖好水溝,防止雨水流入基坑。6.12井點位置應距坑邊2-2.5m,以防止井點設置影響邊坑土坡的穩定性。水泵抽出的水應按施工方案設置的明溝排出,離基坑越遠越好,以防止地表水滲下回流,影響降水效果。6.13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,用埋設井點管相同成孔作業方法,井內填滿粗砂,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生的負壓,上層水系很容易漏下去,將水抽走。7、質量記錄7.1井點管施工記錄。7.2井點降水記錄。8、安全標準8.1沖、鉆孔機操作時應安放平穩,防止機具突然傾倒或鉆具下落,造成人員傷亡或設備損壞。8.2已成孔尚未下井點前,井孔應用蓋板封嚴,以免掉土或發生人員安全事故。8.3各機電設備應由專人看管,電氣必須一機一閘。嚴格接地、接零和安漏電保護器,水泵和部件檢修時必須切斷電源,嚴禁帶電作業。9、環保措施9.1做好井點降水出水的處理與綜合利用,保護環境節約

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