井点降水施工技术优化探讨

　　摘要：传统轻型井点降水技术存在很多的技术、经济方面的弊端。本文在传统轻型井点降水技术方法的基础上进行改进优化，采用小型化、轻型化设备和材料，且可周转使用，处理后基坑内无渗流和明水，边坡稳定，降水影响范围也显著减小，保证了周边建筑的安全，具有良好的经济价值和实用意义。

　　关键词：井点降水;轻型井点;优化

　　Abstract: the traditional light well point rainfall technology has many economic and technological aspect malpractice. Based on the traditional light well point dewatering technical method based on the improved optimization, the light-duty miniaturization, equipment and materials, and turnover use, after processing the foundation pit no seepage and MingShui, slope stability, precipitation affected area also significantly reduce, ensure the safety of the surrounding buildings, has the good economic value and practical significance.

　　Keywords: well point rainfall; Light well point; optimization

　　中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

　　传统的轻型井点降水技术存在很多技术、经济方面的弊端：①造孔成井慢，主要是传统的管井成孔直径较大，在造孔成井时要用冲击钻或回转钻机，灵活性差，井壁构造较复杂，造价高，当工程场地工程地质水文地质情况复杂、变化大时，难以根据实际情况进行调整;②井内水位变化频率快，幅度大，大功率大流量水泵(>30m3/s)无法适应，易损耗;③在成孔过程中井壁四周进入的护壁泥浆(凝结成泥皮并黏结在土工布过滤网上，形成一层隔膜)不易冲洗干净，堵塞降水区与降水井间的通道，降低井壁附近地层透水性，以致实际排水量远远达不到预计排水量，严重影响降水效果;④造井材料不能重复利用;⑤大管径、大流量泵抽水量大、对原有水环境影响大，既浪费能源，也容易产生安全隐患。

　　1改进型轻型井点降水方法

　　改进型轻型井点降水是在传统的轻型井点降水方法的基础上进行改进创新优化，其创新点如下。

　　1)造孔成井机械由普通桩机改为采用100型或150型普通地质钻机，泥浆护壁钻进，成孔(管井)快，移机方便。

　　2)成孔后直接下过滤筛管，采用高压水冲洗器在过滤筛管内反复冲射孔壁、破坏护壁泥浆结构，把土粒及细砂等颗粒冲入管井内，随喷射水流带出管井外，粗颗粒在滤网的阻隔下，留在管井滤网周边，形成管周反滤层，或在冲洗同时在管周回填碎石形成反滤层，成井快、效率高、节约了成本。

　　3)采用小井径、密井距的方法，可以在满足降水深度的情况下，缩窄降水管井浸润线的范围，避免了大面积抽水，从而减小抽排水对周边水环境和地上地下建筑物的影响，通过小管井、密间距，只在基坑边较小范围内形成水位下降，满足基坑干地施工的要求，减小电力损耗。

　　4)采用调节流量法控制抽排水，在出水管增设回流分支管，同时在出水管和回流管上安装流量控制闸阀，通过闸阀控制，在井内渗水较小时，经回流管回流一部分水量回管井，保持管井最低水位满足水泵工作要求，保持管井水位稳定，不仅可防止水泵干转和频繁起动而损坏，亦能使大流量的水泵可以及时适应管井出水量的变化，提高了水泵的利用效率，减少水泵的用量，同时也省去大量费用和成本。

　　5)小管径的管井可以根据场地土层实际情况的变化，易于调整和变更，比如调整间距(加密或变疏)、孔深(加深或变浅)等。

　　2轻型井点降水关键技术改进优化

　　2.1井点布置

　　采用小管径、密间距。场地土层透水性大、基坑开挖深度大、基坑开挖边线距地表明水(补给源)近，所需的井点越密(井点间距越小);相反，场地土层透水性小、基坑开挖深度小、基坑开挖边线距地表明水(补给源)远，所需的井点越疏(井点间距越大)。粗砂、砾砂、卵石井间距一般为4～8m，细砂、粉砂井间距一般为8～12m。

　　2.2管井成孔

　　改进型轻型井点采用小管井，成孔一般采用下Φ168mm地质套管跟管钻进造孔，成孔后安装过滤筛管、拔出套管;或不下套管，直接用泥浆护壁钻进。如造孔采用泥浆护壁，必须反复将泥浆护壁层冲洗破坏，以防降低井周的透水性，并避免使用土工布作滤网，因土工布与泥浆黏结，形成防渗膜，严重降低井周的透水性，这是降排水成败的关键。

　　因小直径的管井出水量和影响半径有限，管井深度一般取为设计水位降深的2～3倍，管井的数量由基坑涌水量及管井深度确定。

　　2.3抽水泵选用及抽水控制

　　选用大流量、低扬程、小外径深井用潜水泵。透水性强的粗砂、砾砂、卵石地层取流量为12～16m3/h的水泵，透水性中等的细砂、粉砂取流量为4～8m3/h的水泵。选国家标准的16m3/h流量以下的井用潜水泵，其外径为100mm，与外径为168mm的地质钻具相适应。

　　理论上要求当抽水井水位降低到要求位置后、管井来水量与抽水量相当，井内水位保持不变，来水量与抽水量达到动态均衡状态。在实际施工中这种状态很难达到：①水泵流量小于来水量时，水位降不下去，水泵流量大于来水量时，管井很快被抽干，水泵干转或频繁启动;②开始抽水后，场地地下水(水位、流量)是一个动态变化过程，水泵流量不可能随动态过程调整;③不同地段地层的渗透性、透水量是不同的，不可能对不同渗透性、透水量的各地层分别选择相应流量的水泵。

　　2.3.1自动控制仪控制抽水法

　　自动控制仪控制抽水法是通过上、下水位感应仪自动控制器来控制水泵的工作，水泵抽水后，当井内水位低于下水位时，为了避免水泵干转，感应仪自动切断水泵电源，使水泵停止工作。水泵停止工作后，井内水位慢慢恢复上升，当水位恢复到高于上水位时，上水位感应仪自动接通水泵电源，使水泵开始抽水。这样，管井内水位就在上水位、下水位段来回变化。

　　下水位感应仪一般置于水泵顶约0.5m，上水位感应仪一般要距下水位感应仪大于3m。

　　但对于改进型轻型井点降水来讲，使用感应仪存在以下弊端：①地下水位来回变化，不能稳定控制在最低水位，影响基坑降水效果;②管井内环境很容易使感应仪失灵，会出现水位高时水泵不抽水、水位低时水泵干转等情况;③水泵频繁停机、启动，会使水泵发生故障和损坏;④所需自动控制仪及配套材料多，增加了降水成本。

　　2.3.2调节流量控制抽水法

　　调节流量控制抽水法是通过在水泵出水管设置回流管、调节出水流量及回水流量来控制抽水，即使管井内水位稳定保持在最低位，又使水泵持续、均衡抽水工作。当管井抽水后，井内水位逐渐降低直至抽干，出水量减少，此时，关小出水流量控制阀，使部分水量回流至井内，使井内水位维持在与水泵进水口持平，此时水位维持在最低稳定水位处。一般情况下，关小出水流量控制阀的同时，也适当关小回水流量控制阀，使水泵在一定的负荷下工作，更容易达到稳定抽水，水泵均匀工作。

　　当然可以通过量测井内水位来调节出水流量控制阀及回水流量控制阀，也可以通过观察出水管口流量情况来判断调节。当出水管口处水流均衡、饱满、持续时，说明井内水位还没有到最低，可以开大出水阀流量;当出水不饱满、不时有空气时，说明水位在水泵进水口处达最低稳定水位。

　　通过调节流量控制法进行基坑井点降水，可以用大流量(大于场地最大渗透量)的水泵来满足不同透水性、渗透量的土层，避免了水泵的频繁启动和电机干烧，从而保护水泵，提高降水效果，节省成本。

　　结语

　　采取改进型轻型井点降水技术，其所采用的均为小型化、轻型化的设备，且基本都可多次周转使用，在适应地层的基坑施工中，与采用传统轻型井点降水法和基坑采用钢板桩支护比较，可显著节约施工成本，极大地提高了人、机工效，节约工期，提高经济效益。基坑内无渗流、无明水，边坡稳定，消除了安全隐患。同时降水影响范围显著减小，对周边地层扰动轻微，保证了周边建筑的安全。

　　参考文献：

　　[1]冯国栋.土力学[M].北京：水利电力出版社，1986.

　　[2]江正荣.建筑施工计算手册(2版)[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

　　[3]同济大学.土木工程施工[M].北京：高等教育出版社，2003.

　　[4]中国建筑科学研究院.JGJ120—99建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，1999.

　　[5]傅鑫谊，万力，田家良.有限元数值模拟技术应用于基坑降水设计和结构防浮分析[J].水文地质工程地质，2003(1)