轻型井点降水在常州奔牛机场施工中的应用

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摘要：结合常州奔牛机场改扩建工程实际，简要阐述包括井点特点、井点布置、井点施工、井点系统检查、管理以及保养在内的有关轻型井点降水方法的具体应用。

关键词：井点降水；计算；施工；渗透系数

1 工程概况

本工程为常州奔牛机场改扩建工程市政雨污水管道施工。施工现场地处长江三角洲冲击平原，地下水埋藏浅，潜水影响较大。参考常州市宏建岩土工程技术公司提供的《岩土工程勘查报告》，道路部分地质状况如下：①填土；②粉土；③淤泥质粉质粘土粉土；④粘土；⑤粉质粘土夹粉土。潜水赋存于①填土、②粉土、③淤泥质粉质粘土粉土中，地质报告显示②粉土和③淤泥质粉质粘土粉土层标高基本处于0.94m~4.94m层，而本工程的原地面标高为5.00m~6.30m，所以雨污水管沟槽基本上均处于潜水丰富且流沙严重的土层中。经项目部试开挖后发现现场沟槽渗水严重并且土体滑坡严重，尝试性埋管后发现雨污水管均很快隆起变形，如不采取降水处理，基本不具备埋管施工的条件。

2 井点降水特点

轻型井点降水系在工程竖向埋设一系列井点管深入含水层内，以连接管与集水总管连接再与真空泵和离心水泵相连进行抽水，使地下水位降低到基坑底以下。本法可防止流沙发生，提高边坡稳定，具有机具设备较简单、施工灵活、装拆方便、降水效果好、造价低等特点。鉴于该法的诸多优势，我机场项目部最终决定先采用轻型井点进行降水，再进行后续的管道施工。

3 井点布置

3.1 井点布置及埋置深度

本工程管道属于道路范围内雨污水管，基坑沿道路两侧沿线布置，基坑宽度小于6m，但土质不良、土层渗透系数较大，故采用双排井点。井点管的埋置深度取决于降水深度及含水层所在位置。本工程井点管的埋置深度计算如下：

H≥H1+h+iL+l

式中 H――井点管的埋置深度（m）

H1――井点管埋设面至基坑底面的距离（m）；本工程取平均值3.5m

h――基坑中央最深挖掘面至降水曲线最高点的安全距离（m），一般为0.5~1.0m，人工开挖取下限，机械开挖取上限；本工程取平均值1.0m

L――井点管中心至基坑中心短边距离（m）；本工程取平均值3m

i――降水曲线坡度，与土的渗透系数、地下水流量等因素有关，根据扬水试验和工程实测经验确定。对环状或双排井点可取1/10~1/15；对单排线状井点可取1/4~1/5；环状降水外取1/8~1/10；本工程取平均值1/15

l――滤水管长度（m）；本工程取平均值1m

H计算出后，为安全考虑，再增加1/2滤水管长度。井点管露出地面高度，一般取0.2~0.3m。本工程实际H≥3.5+1.0+1/15*3+1.0=5.7m，确定井点管埋置深度为5.7m+0.5m=6.2m，井点管露出地面高度0.3m，因此井点管总长6.5m。

3.2 井点计算

本工程道路施工线路长，地质情况变化较大，且井点降水采用道路沿线布置，根据试降水开挖和以往施工经验，确定井点间距为1m，井点管采用Ф50mm无缝钢管，真空泵采用7.5kW功率，每台真空泵接井点35根，即每2套真空泵降水工作面35米。根据施工工期和本工程道路管道施工长度，拟投入40套井点降水设备。

3.3 井点设备

井点设备主要设备由井点管、连接管、集水总管和抽水设备等组成：

1) 井点管：由立管和滤管组成。立管采用长6.5m、Ф50mm无缝钢管制成，立管下端装有滤管，长度1m，每井点间距为1m（根据经验和现场实际操作结果）。

2) 连接管与集水总管：连接管采用胶皮管或塑料管制成，为保持塑料管的圆度，管内套有钢丝弹簧。集水总管采用Ф150mm无缝钢管，每节长为4m，总管上每隔1.0m设一个连接管的接头，以便与井点管接通。

3) 抽水设备：采用射流泵井点系统，由离心泵、喷射器和循环水箱组成。

4 井点施工

4.1 井点系统的埋设

本工程井点管埋设方法采用钻孔法，钻孔法具体施工程序和相关要求如下：

1）施工顺序：

钻孔：钻头直径为Ф300；

下井点管：钻孔到达规定深度后，拔出潜水钻机，即下入井点管到达设计标高，井管上端固定，防止井管继续下沉；

填灌滤层砂：下入井点管后，立即向孔内填灌滤层砂，滤层砂所用黄砂采用粗砂；

抽水清孔：填灌滤层砂后的井点管要及时抽水清孔；

正式抽水：测定水位，观测孔内水位是否达到设计要求，工程开挖过程中井点降水要继续进行。

2）井点钻孔宜比滤管底深0.5m左右，钻孔孔径不小于30cm。

3）钻孔到位后，继续向孔内加入清水，将孔内泥浆加以稀释，拔出钻机，垂直插入井点管，在下井点过程中及时向井管内加入清水，增加井管自重，迫使下沉到位。

4）在井点管与孔壁之间迅速填灌滤层砂，以防孔壁坍塌，填灌应选用干净粗砂，填灌均匀，填至滤管顶上1.5m，防止颗粒堵塞滤管，以保证水流通畅。井孔填砂后，须用粘土封口，以防漏气。

5）每根井点管沉设后，要检验其透水性能，在填粗砂滤料时管口应有泥浆水冒出，管口注水后，管内水位下降。

6）用弯连管将井点管与总管接通。

7）井点管加砂后立即抽水,同时向孔内不断加入清水.利用井管内外水位差,使夹在黄砂里的泥浆不断被井点抽出，提高砂滤层的透水性能。

4.2 抽水

井点系统安装完毕后，先进行试抽试灌，以检查有无漏气现象。如发现死井、漏气和漏水现象应及时进行补救处理，确保正常运转使用。出水一般先大后小，先浑后清，正常的排水是细水长流，出水澄清。如真空度不够（通常是由于漏气），应及时修复，通常需要通过观测水位观测孔来掌握水位下降情况。拆除井点管后，所留孔洞要立即用砂填塞。

注意，井点抽水需提前进行，结合经验，一般至少抽水3天后才能进行管道沟槽开挖。

5 井点系统检查、管理及保养

5.1 堵漏气的检查方法

井点机组运行正常后，应注意检查井点系统有无漏气，是否畅通，井管是否有效。检查方法可采取“一看、二听、三摸”方法。“一看”：观看井管及弯联管是否潮湿或塑料管内有水流动；“二听”：靠近井管细听，管内有水流声，当听得连接处有‘丝丝’声则可能发生漏气；“三摸”：用手触及井管，管壁有热胀冷缩或有轻徽振动感觉，则井管有效，若与常温一般，则井管失效。

5.2 井点系统的管理

具体施工过程中井点系统的管理，主要从以下几个关键点进行控制：

1）若需停泵检修，则应事先将主机进水闸阀关闭，以防水箱内的工作水向土层倒灌；

2）主机应保持清洁，停用时应将箱内的水放空，拆下真空表、压力表；

3）工作水应保持清洁，水箱应加盖，防止杂物落入，箱内滤网应经常清理，并保持完好；

4）为保证井点系统在工程施工中降水的连续不间断，除为了保证泵体和管路系统正常运行而进行维修管理外还宜设置备用泵，以便泵体损坏时及时替换。

5.3 井点系统的保养

1）井点系统须在工程进展至不受地下水影响后方可停止使用和拆除。各种机组的停机程序与开机程序相反，应先将管路阀门关闭，停机后应将泵体内存水放净，然后逐件拆卸机体，防止零配件散失。

2）井管应垂直起拔，且起拔的速度宜慢，以防止井管拉弯和束节拉脱。拆下的总管、井管及附件，均应冲洗干净（滤网管若有泥砂沉积，须用高压水冲洗干净），并分别按种类归并清点后送仓库保管。若需转移下一工程部位使用，则应逐根检查修整后方可继续使用。

6 结束语

采用该方法排水可使基坑地下水位降低，原状土失去浮力，自重加大，进而增加承载力，减少基础沉降量。经实践，井点降水取得了理想的结果，充分起到降水作用，保证了施工的正常进行。

【参考文献】

[1]高大钊、袁聚云，土质学与土力学（第三版）.北京：人民交通出版社，2001.03.

[2]赵明华，土力学与基础工程.武汉：武汉理工大学出版社，2000.07.

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