浅谈深基坑管井降水施工技术
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摘要：降水作为基坑开挖、边坡保护和地下施工过程中的关键环节，对确保深基坑工程施工质量的重要作用。本文结合多年工程实践经验，重点就深基坑管井降水施工技术进行探讨，并总结了质量及安全保证措施，旨在确保基坑的无水作业，以供类似工程研究参考。
关键词：管井降水；流程图；施工技术；安全措施
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
随着我国城市化进程的不断加快，城市建筑行业得到进一步的发展，沿江、沿湖基础设施工程及建筑深基坑工程数量日益增加。由于这些工程基础深度都在地下水位以下，对深基坑支护工程的质量要求也有所提高。管井降水技术作为一种人工降低地下水位的方法，具有疏干基土中的水分、促使土体固结、提高工程地基强度和稳定边坡等作用，能够为基坑支护工程提供一个干燥的施工环境，同时这也是土方工程、基坑工程施工中常用的技术措施。本文通过探讨深基坑管井降水施工技术，提出一些个人的见解，希望能够确保大型基坑工程施工的安全，为深基坑工程后续施工奠定基础。
1 管井降水工艺流程(图1)
图1 管井降水工艺流程图
2 施工准备
2.1 作业条件
施工现场需“三通一平”，具备供水、供电及排水能力。施工场地范围地质勘测资料齐全，根据实际地下水位埋深、土层分布和基坑放坡系数，确定井点位置、数量和降水深度。在施工范围内的地下管线应该妥善处理。并核对降水井位置，经甲方、监理验线完毕方可施工。
2.2 材料准备
组织所需材料入场，各种材料需有合格证明、质量报告，入场后复查合格。井管由滤水管、吸水管和沉砂管三部分组成，可采用钢管、混凝土管或塑料管制成，井点管内径宜大于潜水泵外径50mm。
(1)滤水管：一般长度为3～9m，在钢管上分三段开孔，开孔后在管壁上焊Φ6的垫筋，要求垫筋顺直，和管壁点焊固定。垫筋外用螺旋形12号铁丝缠绕，其间距为1mm，并与垫筋用锡焊焊牢。或者在管外包10孔/cm2和41孔/cm2镀锌铁丝网两层或尼龙网。上下管间连接宜用对焊。当土质较好且深度在15m内，也可用外径380～600mm、壁厚50～60mm，长1.2～1.5m的无砂混凝土管做滤水管，再在其外包棕树皮二层作滤网。
(2)吸水管：与滤水管直径相同钢管制成。
(3)沉砂管：一般采用与滤水管同直径钢管，下端用钢板封底。
(4)排水管：用Φ325～500mm钢管或混凝土管，并设3‰的坡度，与附近下水道连通。
2.3 机具准备
(1)成孔设备：CZ型冲击钻机、回转钻机、潜水钻机及配套卷扬机等。
(2)水泵：用QY-25型或QB40～25型潜水电泵或QJ50～52型浸油式潜水电泵。
(3)发电机组(一台备用)。
3 施工方法
3.1 放线、定位
根据施工图确定管沟边线，由地下水情况，确定井点滤管位置。按设计要求布设井位，确定标高。放线定位完毕，需进行验线。
3.2 制备泥浆
在回转钻进成孔过程中，泥浆循环具有固壁、携砂返出和冷却钻具之作用。泥浆的制备可在施工现场开挖泥浆池，池的位置根据施工现场条件选定。泥浆池容积应由实际工程的管井井深、井数、排浆量综合决定，按上节计算求得。泥浆池应避开地下管网，必要时采用砖石泥浆池。若施工现场不允许，可设置专用泥浆箱。
3.3 护口管设置
为防止孔口塌陷，管井开孔段若为松散软弱土层，需设置护孔管。护孔管直径一般大于设计孔15cm；护孔管底口宜进入具有一定强度、结构较稳定的土层50cm左右；中心偏差宜小于20mm；埋设垂直度偏差不大于0.5%。当孔口段为层厚较大、强度较高的黏性土时，可不必设置护孔管。
3.4 钻机就位
基坑内井点的布设，应尽可能方便坑内机械作业及坑内结构施工。钻机需准确、平稳就位，就位后必须保证稳固、水平，保证井点垂直，其垂直度偏差一般不大于1/100。
3.5 钻进成孔
钻进时一般采用地层自造泥浆护壁。成孔开始时，应减压低速成孔，待孔内泥浆均匀，泥浆比重达到1.1以上，开始进尺；这时尽量快速钻进，避免钻井时间太长，减少钻具对井壁的扰动及冲洗浸泡孔壁的时间，以免影响降水质量和效果。井径宜大于井管外径200㎜以上，且井管外径不宜小于200㎜，井管内径宜大于水泵外径50㎜。井孔应保持圆正垂直，孔深不小于设计深度。
3.6 泥浆密度调节
泥浆密度调节俗称换浆，就是对孔内泥浆密度进行稀释性更换。在成井过程中不断注入清水置换，用水泵或捞砂管抽出沉渣，在黏土中成孔时，泥浆控制在1.10～1.15左右，在粉砂层、易塌孔层中成孔时，泥浆比重在1.10～1.20左右；详见质量控制。
3.7 滤管、井管入孔安装
在滤管下沉之前要进行清洗，并保持滤网通畅。井管在入孔安装时，要保证垂直。确保在井孔中心，用吊车或三脚架分段分节入孔，并联接牢固。
3.8 回填砂砾过滤层
在选择时，应根据现场土体主含水层砂粒直径和填砾技术要求决定，一般选择1～8mm的混合砾。料井管入孔安装完成后立即填入滤料。滤料沿管井周围用手推车或其他工具均匀填入。在填料时，最好保持连续，将泥浆挤出井孔，并随填随测填入滤料的高度。当填入量与理论值不符时，需及时查找原因，妥善解决。
3.9 黏土封填
管井在地面以下0.5～1.0m深度内应该用黏土封填，以防漏气。在井口做砖砌保护井衬，并在其表面抹砂浆(图2)。
图2 管井结构示意图
3.10 联合洗井
洗井工序是关系到井管出水量的一个关键工艺环节。成井后，用负压活塞洗井方法辅以空压机排淤，用这种联合的方法清除井内泥浆至完全出清水为止，再用污水泵反复进行恢复性抽洗。洗井应在成井后立即进行，不能超过4h。完成后可进行试抽水，以此确定其出水量。若洗井后滤料下沉量过大，应进行补填。
3.11 架设电缆
铺设电缆和电闸箱，安装并接通电源。配电箱开关应按一井一闸设置，使各井可独立启动和关闭，方便实施应需抽水和关闸检修。而且用电设备须可靠接地，做好防水、防雨工作，须由专人负责管理。
3.12 安装水泵
安装前，检查电机和泵体是否正常，确定没有故障，方可安装。潜水泵用钢丝绳吊放至设计高度，水泵下距井底不得小于0.5m，避免水泵陷入泥沙，卡住叶轮。若水泵接通电源，不出水，应立即关闭电源，查找原因，防止烧毁线圈。
3.13 抽水运行
管井施工完毕，进行试抽水，若各项指标正常，便开始正式降水。抽水需要连续抽水，不应中途间断，水泵、井管维修应逐一进行。抽水工作需一直进行，直至深基础施工完毕。
3.14 水位观测
对每个井的出水量进行观测，检查单井抽水能力。并对地下水位进行时刻观测，安排三班人员日夜值班进行降水控制操作及数据记录。抽水初期每30min观测1次，水位稳定后应每2h观测一次。
3.15 封井
基坑外的疏干管井若无特殊要求，一般不予拔除，只做回填。当基坑外降水井在降水结束后直接回填，回填物可为砂子或砂、石子混合料，井口部位用黏土封填并捣实。也可全部用黏土封填捣实。基坑内降水井采用混凝土封井。
4 质量及安全保证措施
(1)当遇到砂卵石地层时，可采用粘土护壁成孔。当地层土质松散时，孔内泥浆应高于地面。
(2)抽水时要保证连续进行，以避免泥渣沉淀淤管。为此，现场应准备双电源，当电源、设备因故障停止抽水后，应立即更换电源，尽快排除设备故障，保证抽水连续，必要时现场应准备发电机备用电源。
(3)每台水泵应配置一个控制开关，保证“一机、一闸、一漏、一箱”的实现，主电源线路要沿管井排水管路设置。
(4)滤管在井孔中位置偏移不得大于滤管壁厚。
(5)管井降水施工时，井深、井距必须根据设计要求定位、施工。
(6)不允许出现死井，洗井一定要及时，抽水及时，从而保证降水效果良好。
(7)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。
(8)重庆地区冬期施工时，地面排水管要覆盖保温材料，或回填30cm厚以上干松土，以防冻坏管道。
(9)降水运行过程中，配备专人抽水，定期检查记录，做到及时发现问题，及时维护和检修，力求防患于未然。
5 结语
深基坑管井井点施工是一项隐蔽性的工作，不可预见因素较多。因此，在施工过程中，施工人员必须注重全过程质量监督，严格控制好管井孔径、孔深、井管配制、滤料级配、回填质量、联合洗井、抽水运行等关键工序，同时结合现场地质及水文地质条件，制定好方案设计，从而确保管井降水能够达到预期的效果。
参考文献
[1] 宋传广.深大基坑管井降水关键技术措施[J].价值工程.2012年第08期
[2] 何华.大型深基坑管井降水施工技术及质量控制措施[J].建筑与文化.2013年第01期