深基坑开挖降水井施工

深基坑开挖降水井施工

黄杰

中交第三航务工程局第三工程有限公司 ，江苏 南京 210000

[摘要]：降水是基坑开挖过程中非常重要一环，良好的降水效果不单能提高施工质量，加速施工进度，还能保证施工安全，尤其是深基坑开挖，降水质量尤为重要，一旦出现降水不到位的情况往往会影响到后续多重工序的施工。本文以太湖隧道基坑开挖为背景，针对不同地质条件下的降水井施工进行分析。

[关键词] 太湖隧道 深基坑 降水井

1. 工程概况

太湖隧道主要通过太湖流域，地下水类型主要为松散岩类孔隙水：为第四系全新统冲积～洪积层和湖沼沉积层含水层组。前者分布在湖西地区，由灰、灰黄、浅黄色粉质粘土、粉土和粉细砂所组成，厚度由南向北自＜5m至20m左右；后者分布在太湖以北及湖东地区，岩性为灰、灰黄、青灰色粉土、粉砂及粉质粘土薄层。围堰施工完成后立即进行基坑降排水。根据地质报告，区域内土质环境复杂，土质层主要为粉质黏土和粉土，此土层渗透量大，不利于降排水施工。根据计算，在围堰施工完后，至少需要21天的降排水才能进行基坑开挖。因此降水井的设置将直接影响降排水的功效以及基坑开挖的安全稳定性。

2. 降水重难点分析

本工程属于水上超大型基坑，降水直接影响到基坑能否顺利开挖及开挖稳定性，施工重难点较多，以下三点尤为突出：

1、支护方案分类中，放坡+垂直支护以及放坡开挖段共占本标段的3/4左右，几乎全线都存在放坡段，降低水位是保证放坡开挖和基坑分层开挖实施的关键。

2、基坑开挖深度较大，且施工区域位于太湖中间，水位对边坡的稳定性影响很大，水位的抬升会降低土层的有效应力，降低边坡稳定性。

3、地质土层中除2-3层外均为粉粘土层，基坑开挖围护时间长，粘土颗粒随着抽水的进行将会造成涂抹和井阻的增加，阻塞抽水井的反滤层，影响降水效果，因此井的结构必须能满足长期抽水的要求。

三、降水井施工

降水是本隧道工程施工的重点、难点，降水施工的原则：“分层降水、按需控制、动态调整”。降水井的施工拟配备10台钻机，用于降水井钻孔成孔。

1、抽水设备

表1主要施工设备

2、施工工序和流程

井点测量定位→挖井口、 安护筒→钻孔机就位→钻孔→回填井底砂垫层→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→盖井盖→清理施工现场→降水管理→ 降水任务完成→封井。

3、施工技术要点

1. 钻井

按设计井位放出降水井位置并标记，对降水井位置地面标高进行测量，根据设计井底标高和测得的地面标高，计算出井深。钻孔前埋护筒，避免孔口被泥浆浸泡、冲刷导致孔口坍塌。采用反循环潜水钻机进行钻孔施工，井径不小于500mm，孔口应圆正垂直。

2. 换浆

下入井管前应注入清水进行置换，砂石泥浆泵抽出井内的沉渣和泥块，用专用测绳测得降水井深度后，用水泵或捞砂管抽出沉渣，控制井内的泥浆密度在1.15～1.25g/cm3。

3. 吊放井管

井管采用Φ225mm PVC滤水管，分节段放入孔内，滤水管外包多层土工布及中粗砂。井管要高出孔口地面200mm以上，并加临时保护盖保护井孔。

4. 填滤料

井管安放好之后立即往井管内填入滤料，应避免井孔长时间暴露而发生塌孔现象，将中粗砂滤料沿井孔四周均匀填入，保证填料连续进行，将孔内泥浆挤出井孔，发现填料不足处应当补填；严禁用装载机直接填料，应使用铁锹或料斗人工填料，以防填料不均匀或冲击井壁。填料时，应当及时测量填入的滤料标高，当填入量与理论计算量不一致时，应及时查找造成偏差的原因。若出现滤料大量下沉，应重新填至井口下2m处，用粘土封填。

5. 洗井

降水井成井后需进行洗井以清除孔内泥浆，采用空压机清洗直到井内流出清水为止，再用污水泵进行不少于三次的恢复性抽洗。洗井应在成井后4小时内完成，避免因时间过长孔壁泥皮老化而不易破坏，导致渗水效果下降。洗井后应进行试验性抽水，确定单井抽排水量和水位降低是否满足设计降水要求。

6. 下泵抽水

水泵安装好之后应对水泵和控制系统进行全方位检查和调试。检查电动机的旋转方向以确定电路连接是否正确，各部位螺栓有没有拧紧，电缆有无破损、折断情况，然后启动电机空转1～2min，若正常运转方可放入井中使用。井内的水泵，用缆绳吊至滤水层位置。电机、电缆的接头须绝缘防止漏电触电，每台水泵一个独立的控制开关。电源线路沿排水管路进行铺设。电线和管路安装完毕后应当进行试运行，试抽达到要求后方可正常投入工作。

7. 封井（盖井盖）

井口地面下的2m范围用粘性土进行回填压实，井管口比地面高出0.2m以上，并需要在井口周围树立明显的标志和加盖进行保护。

8. 降水结束封井

根据现场的实际施工情况和设计要求在不影响抽水效果的前提下对降水井进行封闭处理。随着隧道主体的推进，边坡土方逐步回填，将井点管接高，保证井点能继续正常抽水。在确保边坡稳定的情况下方可封井，封井采用混凝土或者泥球状的粘土，分1～2次封完。

4、施工质量检验

施工质量检验按《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）执行，内容综合如下表：

表2管井施工质量检验标准

5、降水井保护措施

基坑内井口处应有明显标志。土方开挖过程中，一是要向土方开挖施工人员进行保护井孔的交底，二是应安排专人负责查看成井，随土方逐层下挖逐节拆除井管。观测井的保护应当每天进行巡视，检查观测井的保护情况。

四、降水施工

1、抽水

（1）水泵安装

潜水泵用钢丝绳吊放。电缆铺设好后连接电箱并接通电源，实行单个井孔单独控制，之后安装时间水位继电自动抽水装置和漏电保护系统。

（2）降水

根据基坑的开挖深度和观测井内水位的变化情况从而分阶段控制水的降深。刚抽水时水量较大，为防止出现排水管网排水能力不足的情况，有间隔的起动水泵。开始抽水后，应检查单井出水、出砂量。当发现出砂量过大时，可将水泵上提一定高度后再观察，若仍然较大，则应重新洗井或停止降水并在原井位旁补井。

（3）水位观测

抽水前应观测孔内静止水位并记录，抽水初期每天早晚观测2次，水位稳定后每天观测1次，水位观测精度±2cm。

2、降水运行

（1）试运行

抽水试运行前，测定井口和地面标高、静止水位，然后开始试运行以检查抽水设备、抽水与排水系统是否达到降水要求。

（2）降水运行管理

①在基坑正式开挖前21天开始降水，基坑内每口井配置1台潜水泵，每10口井配备一名专职人员，保持降水井中的水位在需要的降深1米以下。每天上午7点，下午17点对降水井内水位进行观测，发现水位上升后安排专人进行抽水，做到及时降低基坑开挖范围内的地下水位；②做好基坑内的排水准备工作，保证基坑开挖时遇降雨或地下明水仍能及时将基坑内的积水抽干；③现场安排2～3名电工对现场临时用电进行维护。④现场安排5名应急降水排水人员，负责应对突发事件；⑤抽水需要24小时不停，安排现场值班人员，做好抽水流量的记录；⑥降水结束后应及时将井孔注浆封闭，并做好盖板。

（3）坑内降水井井管保护技术措施

①井口处设置醒目标志，做好防护标识工作；②随着基坑开挖深度的不断加深，井管暴露长度也逐步增加，暴露出的井管应及时割除；③与土方开挖人员配合做好井管保护工作。④降水井水位观测、记录每天安排2名观测人员对降水井水位进行观测，做好下泵前和起泵后的水位记录，每天上午将前一天的降水记录上报相关单位。⑤每10天进行一次降水记录分析，采用表格及绘制曲线的方式将10天的降水记录进行汇总并上报监理单位。

3、降排水维护

（1）每天巡查降、排水系统的运转情况，及时发现并处理系统运行的故障和存在的隐患，如水泵抽排水情况是否正常，水泵是否需要检修更换；供电线路正常与否；排放水的含砂量多寡和排水管道是否通畅。

（2）若需更换水泵，应先行测量井深，控制水泵安放的深度，以防埋泵。

（3）注意检查、防护井口，避免杂物、渣土掉入井内损坏水泵。

（4）若发生停电，应立即组织更换电源或使用备用电源，尽量避免因断电而停止抽水而导致水位不稳定的情况。

4、位移及沉降控制措施

基坑围护结构已将潜水含水层隔断，这在一定程度上减小了降水对基边坡周围环境的影响，但在降水的过程中仍要不断观测井内水位的变化，若出现异常情况应及时采取措施。

沉降控制的技术措施：①及时检测钢板桩围堰的沉降变化，一旦发现沉降量达到报警值时，立即实施加固和其他的应急抢险措施。②整理和分析基坑开挖和降水过程中的水位、位移监测资料，针对施工情况对异常变化进行分析，通过分析所得数据绘制图表、曲线，指导降水及基坑开挖施工。

5. 结语

降水井的施工质量和降水效果直接影响后期的基坑土方开挖，通过降水疏干开挖范围内的地下水，降低土体含水率，提高土层水平抗力，防止在开挖面出现流砂、管涌、边坡坍塌和坑底回弹隆起现象；开挖施工过程时做到及时降低地下水位，保证基坑边坡的安全和基坑开挖顺利进行。

参考文献

1. 《建筑与市政工程地下水控制技术规范》（JGJ/111-2016）；

2. 《供水管井技术规范》（GB50296-99）；

3. 《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；

4. 《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）；

5. 太湖隧道项目相关图纸、说明。