降水施工工藝工法

降水施工工藝工法QB/ZTYJGYGF-FJ-0111-建筑安裝工程有限企業(yè)魏瑞芳1序言1.1工藝工法概況在地下水位較高的透水土層中進(jìn)行基坑開挖施工時(shí)，由于基坑內(nèi)外的水位差較大，較易產(chǎn)生流砂、管涌等滲透破壞現(xiàn)象，有時(shí)還會(huì)影響邊坡或坑壁的穩(wěn)定。因此，往往需要在開挖之前，采用人工降水措施，將基坑內(nèi)或基坑內(nèi)外的水位減少至開挖面如下。目前廣泛運(yùn)用于房屋建筑、地鐵車站等深基坑施工中。1.2工藝原理在基坑土方開挖之前，用真空（輕型）井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)或管井深入含水層內(nèi)，用不停抽水方式使地下水位降至坑底如下，同步使土體產(chǎn)生固結(jié)以以便土方開挖。2工藝工法特點(diǎn)2.1輕型井點(diǎn)降水具有機(jī)具設(shè)備簡(jiǎn)樸，使用靈活，裝拆以便，降水效果好，可提高邊坡的穩(wěn)定，防止流砂現(xiàn)象的發(fā)生，降水費(fèi)用較低等長(zhǎng)處。但需配置一套井點(diǎn)設(shè)備。2.2噴射井點(diǎn)降水設(shè)備較簡(jiǎn)樸，排水深度大，可達(dá)8～20m，比多層輕型井點(diǎn)降水設(shè)備少，基坑土方開挖量少，施工快，費(fèi)用低。2.3管井井點(diǎn)降水設(shè)備較為簡(jiǎn)樸，排水量大，可替代多組輕型井點(diǎn)作用，水泵設(shè)在地面，易于維護(hù)等長(zhǎng)處。2.4電滲井點(diǎn)降水除有與一般井點(diǎn)降水相似的長(zhǎng)處外，還可用于滲透系數(shù)很小的黏土和淤泥中，效果良好；同步與電滲一起產(chǎn)生的電泳作用，能使電極周圍土體加密。3合用范圍本原則合用于輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、管井（深井）井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)降水施工。表1各類降水措施合用范圍井點(diǎn)類型滲透深度（cm/s）降水深度（m）土類輕型井點(diǎn)及多級(jí)輕型井點(diǎn)10-2~10-53~66~12粉質(zhì)粘土、粉土、細(xì)砂、中細(xì)砂噴射井點(diǎn)10-3~10-68~20黏土、淤泥質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土管井井點(diǎn)＜10-620~40粉土、砂土、碎石土、巖石電滲井點(diǎn)＞10-5＞10含薄層粉砂的粉質(zhì)黏土、粉土、粉細(xì)砂4重要引用技術(shù)原則《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一原則》(GB50300)《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50202)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JGJ120)《建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ/T111)5施工措施5.1輕型井點(diǎn)：在基坑外圍或一側(cè)、兩側(cè)埋設(shè)井點(diǎn)管深入含水層內(nèi)，井點(diǎn)管的上端通過(guò)連接彎管與集水總管連接，集水總管再與真空泵和離心水泵相連，啟動(dòng)抽水設(shè)備，地下水便在真空泵吸力的作用下，經(jīng)濾水管進(jìn)入井點(diǎn)管和集水總管，排出空氣后，由離心水泵的排水管排出。5.2噴射井點(diǎn)：運(yùn)用井管下部的噴射裝置，將高壓水（噴射井點(diǎn)）或高壓氣（噴氣井點(diǎn)）從噴射器噴嘴噴出，管內(nèi)形成負(fù)壓，使周圍含水層中的水流向管中排出。5.3管井井點(diǎn)：運(yùn)用鉆孔成井，多采用單井單泵抽取地下水的降水措施。一般當(dāng)管井深度不小于15m時(shí)，也稱為深井井點(diǎn)。5.4電滲井點(diǎn)：在輕型井點(diǎn)或噴射井點(diǎn)管的內(nèi)側(cè)加設(shè)電極，通以直流電，運(yùn)用黏土的電滲現(xiàn)象把流向井點(diǎn)的水排出地面。6工藝流程及操作要點(diǎn)6.1施工工藝流程施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備施工方案技術(shù)交底井點(diǎn)布置布置成孔下井管填料封口洗井試抽地面抽水系統(tǒng)安裝驗(yàn)收鉆機(jī)移位不符合符合質(zhì)量記錄井點(diǎn)運(yùn)行水位檢測(cè)井管拆除井點(diǎn)運(yùn)行記錄不符合陰陽(yáng)極設(shè)置（電滲井點(diǎn)）回灌（必要時(shí)）圖1降水施工工藝流程圖6.2操作要點(diǎn)6.2.1施工降水以施工階段為獨(dú)立降水單元組織降水，按照工程構(gòu)造特點(diǎn)，在開始降水時(shí)整體起動(dòng)降水井，將地下原始水位降至基坑工作面下1m（降水設(shè)計(jì)位置），再有計(jì)劃的分批、間隔、有序啟動(dòng)降水井降水，穩(wěn)定降水水位。6.2.2井點(diǎn)的布置1輕型井點(diǎn)布置：應(yīng)根據(jù)基坑的平面形狀與大小、土質(zhì)和水文狀況、降水深度等而定。當(dāng)基坑或溝槽寬度不不小于6m，降水深度不不小于5m時(shí)，可采用單排水點(diǎn)，設(shè)在地下水上游一側(cè)。當(dāng)基坑或溝槽寬度不小于6m或土質(zhì)不良、滲透系數(shù)較大時(shí)，宜采用雙排水點(diǎn)，設(shè)在基坑或基槽的兩側(cè)。當(dāng)基坑面積較大，宜采用環(huán)狀井點(diǎn)布置。2噴射井點(diǎn)布置：與輕型井點(diǎn)基本相似。3管井井點(diǎn)布置：采用沿基坑外圍四面呈環(huán)形布置，或沿基坑（溝槽）兩側(cè)或單測(cè)呈直線形布置。井管中心距基坑（溝槽）邊緣距離。當(dāng)用沖擊鉆時(shí)為0.5～1.5m，當(dāng)用鉆孔法成孔時(shí)不不不小于3m。井管埋設(shè)深度和距離，應(yīng)根據(jù)降水面積和深度及含水層的滲透系數(shù)而定。4電滲井點(diǎn)布置：同輕型井點(diǎn)沿基坑外圍布置。6.2.3降水井施工關(guān)鍵工序控制點(diǎn)1專人負(fù)責(zé)進(jìn)料，保證井壁管、過(guò)濾管（外包80目鋼絲網(wǎng)）、圍填砂、粘土等材料的質(zhì)量。2定位完畢后、埋設(shè)護(hù)孔管，埋設(shè)護(hù)孔管規(guī)定垂直，護(hù)孔管盡量進(jìn)入原狀土層內(nèi)20～50cm，外圍用粘土填實(shí)，防止泥漿返出孔外，孔斜誤差不超過(guò)1%。3鉆進(jìn)清孔。選擇沒(méi)有沖擊作用力的鉆機(jī)，防止破壞降水井濾水通道，水來(lái)源局限性導(dǎo)致降水失敗。鉆進(jìn)前測(cè)量好鉆具總長(zhǎng)，精確計(jì)算機(jī)上余尺，控制鉆進(jìn)深度，鉆進(jìn)中不適宜使用泥漿護(hù)壁，影響后來(lái)降水井出水效果。適合注水進(jìn)入井孔，提高水頭。終孔深度到達(dá)后，對(duì)孔內(nèi)自造漿用清水抽換，同步保持孔內(nèi)液面高度。4下井管，按設(shè)計(jì)井深事先將井管排列、組合，下管時(shí)所有深井的底部按標(biāo)高嚴(yán)格控制，并且保持井口標(biāo)高一致。井管應(yīng)平穩(wěn)入孔，保證環(huán)狀填礫間隙厚度不小于100mm5填礫沖孔，下入鉆桿至離沉淀管底50cm，井口加上補(bǔ)心進(jìn)行換漿，逐漸調(diào)稀泥漿到比重1.08左右時(shí)邊填邊測(cè)，一邊填一邊開小泵量泥漿循環(huán)。填礫到達(dá)規(guī)定深度后停止。6止水封孔，為了防止上部泥漿及降水直接滲透礫料內(nèi)影響成井質(zhì)量，等填礫結(jié)束20分鐘后，上部填粘土。7洗井。洗井規(guī)定采用活塞和空壓機(jī)聯(lián)合洗井措施，缺一不可。規(guī)定洗井臺(tái)班至少2個(gè)臺(tái)班，保證洗井質(zhì)量，直至井內(nèi)出清水，基本不含砂，出水量大，井底沉砂不不小于20cm。8下泵試抽：洗井結(jié)束后，待水位恢復(fù)可按設(shè)計(jì)下泵，下入深度宜在濾水管下半部分的位置，以保證足夠的降深。排水管道及電源線路一定要先連接好，試抽3個(gè)小時(shí)，測(cè)定井內(nèi)水位及觀測(cè)孔水位變化，安裝水表測(cè)流量，預(yù)估降水試驗(yàn)運(yùn)行途徑，等水位恢復(fù)后，積極配合抽水試驗(yàn)。9抽水試驗(yàn)：為了確定該場(chǎng)地水文地質(zhì)參數(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定，抽水試驗(yàn)必須在井群正式施工前進(jìn)行，試驗(yàn)選用井位圖上降水井作為抽水井，另一降水井暫作為觀測(cè)井，采用深井潛水泵，井打好后，先各抽1～2天或更長(zhǎng)時(shí)間，以保證抽水時(shí)流量穩(wěn)定，待水位恢復(fù)，抽水開始前應(yīng)測(cè)定孔內(nèi)和潮水水位變化狀況，則抽水試驗(yàn)應(yīng)選擇井內(nèi)水位波動(dòng)相對(duì)平穩(wěn)的時(shí)段。開始進(jìn)行抽水試驗(yàn)，觀測(cè)前，測(cè)量2口井的初始水位，觀測(cè)水位時(shí)間間隔，抽水開始0～10min，每1min觀測(cè)1次共10次；10～30min，每2min觀測(cè)1次；，30～100min每5min觀測(cè)1次；100min后來(lái)每50min觀測(cè)一次。如48小時(shí)仍無(wú)法大體完整繪出S－lgt和lgs-lgt曲線，時(shí)間還也許繼續(xù)延長(zhǎng)，根據(jù)抽水試驗(yàn)得到參數(shù)分析，也許存在的水力聯(lián)絡(luò)狀況，選用合適公式確定有關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)，根據(jù)測(cè)得的水文地質(zhì)參數(shù)，再重新進(jìn)行井群計(jì)算，優(yōu)化降水方案，選配合適流量的抽水泵，制定對(duì)應(yīng)的降水運(yùn)行方案。10抽水需要每天24小時(shí)派人現(xiàn)場(chǎng)值班，并做好抽水記錄，每天報(bào)水位、流量。記錄內(nèi)容包括降水井涌水量Q和水位降深S，并在現(xiàn)場(chǎng)繪制S-T，Q-T，S～Q曲線與基坑開挖深度附近監(jiān)測(cè)資料繪于同一圖上，理解其有關(guān)關(guān)系，以掌握抽水動(dòng)態(tài)，指導(dǎo)降水運(yùn)行到達(dá)最優(yōu)。選擇有代表性的井及時(shí)抽干井內(nèi)的水觀測(cè)恢復(fù)水位，以準(zhǔn)備掌握水位降深，又不過(guò)大影響降水正常運(yùn)行。抽水運(yùn)行期間還必須注意觀測(cè)沉井進(jìn)展?fàn)顩r，記錄沉井標(biāo)高，注意搜集沉井監(jiān)測(cè)資料變化狀況。7勞動(dòng)力組織表1勞動(dòng)力安排表（10口井/天參照用工）工種人員數(shù)量（人）工種人員數(shù)量（人）電工1普工3機(jī)修工38重要機(jī)具設(shè)備8.1施工機(jī)械8.1.1管井井點(diǎn)降水：成孔機(jī)械有擊鉆機(jī)、鍋錐鉆機(jī)；抽水機(jī)械有離心泵、深井泵、深井潛水泵、空壓機(jī)。8.1.2輕型井點(diǎn)降水：成孔機(jī)械有小型鉆機(jī)；抽水機(jī)械有離心泵、真空泵。8.1.3噴射井點(diǎn)降水：成孔機(jī)械有鉆機(jī)；抽水機(jī)械有高壓泵、空壓泵、真空泵、離心泵。8.1.4電滲井點(diǎn)降水：成孔機(jī)械有鉆機(jī)；抽水機(jī)械有離心泵、直流電機(jī)。8.2工具用品 鐵锨、撬棍、手推車、扳手、電纜、閘箱等專用、通用工具。9質(zhì)量控制9.1易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題9.1.1基坑內(nèi)水位下降不均勻、基坑外側(cè)地表變形大。9.1.2濾管的位置、標(biāo)高以及濾網(wǎng)和砂濾料規(guī)格未按照土層狀況選用，滲透能力差。9.1.3井點(diǎn)受雜物堵塞。9.2保證措施9.2.1對(duì)降水實(shí)行效果進(jìn)行復(fù)核，在降水標(biāo)高不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的狀況下及時(shí)確定井水補(bǔ)救措施，盡快貫徹補(bǔ)救方案，使工程施工順利進(jìn)行。9.2.2施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)做好基坑內(nèi)的明排水準(zhǔn)備工作，以防基坑開挖時(shí)遇雨能及時(shí)將基坑內(nèi)的積水抽干。9.2.3在井管四面灌注砂濾料完畢后應(yīng)立即洗井。洗井時(shí)將管井孔壁泥皮破化，并把附近土層內(nèi)遺留下來(lái)的的泥漿及時(shí)吸出。9.2.4在井內(nèi)安裝水泵前，測(cè)量井孔的實(shí)際深度和井底沉淀物的厚度，假如井深局限性或沉淀物過(guò)厚，需要對(duì)井孔進(jìn)行沖洗，排除沉渣。9.2.5降水的設(shè)備（重要是潛水泵）在施工前及時(shí)做好調(diào)試工作，保證降水設(shè)備在降水運(yùn)行階段運(yùn)行正常。工作現(xiàn)場(chǎng)要備足水泵，數(shù)量多于井?dāng)?shù)的2臺(tái)。使用的水泵要做好平常保養(yǎng)工作，發(fā)現(xiàn)壞泵應(yīng)立即修復(fù)，無(wú)法修復(fù)的應(yīng)及時(shí)更換。9.2.6降水工作應(yīng)與開挖施工親密配合，根據(jù)開挖的次序、開挖的進(jìn)度等狀況及時(shí)調(diào)整降水的運(yùn)行數(shù)量。9.2.7降水配電線路設(shè)置專門工作線路，實(shí)行專線供電。實(shí)行雙回路電源，在工地停電時(shí)及時(shí)轉(zhuǎn)換供電方式，由電網(wǎng)供電變?yōu)樽园l(fā)電供電，保證降水工作運(yùn)轉(zhuǎn)正常。9.2.8加強(qiáng)施工過(guò)程中的水位監(jiān)測(cè)，切實(shí)負(fù)責(zé)；使降水水位的數(shù)據(jù)采集真實(shí)可靠，為采用多種措施提供根據(jù)。在地下水位有特殊變化和有降水影響時(shí)，加大降水?dāng)?shù)據(jù)采集頻率，及時(shí)調(diào)整降水參數(shù)。9.2.99.2.109.2.11井管口應(yīng)有保護(hù)措施，防止雜物掉入井管內(nèi)。10安全措施10．1重要安全風(fēng)險(xiǎn)分析機(jī)械傷害、觸電傷害10．2保證措施10.2.1對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的危險(xiǎn)源進(jìn)行有效控制，防止職業(yè)危害，建立良好的作業(yè)環(huán)境。10.2.2鉆（沖）井孔時(shí)，應(yīng)及時(shí)排除泥漿，清除棄土，保持地面平整堅(jiān)硬，防止人員跌傷。10.2.3吊裝或起拔井點(diǎn)管時(shí)，應(yīng)遵守起重設(shè)備操作規(guī)程，注意避開電纜或照明電線，防止觸電。10.2.4降水井施工階段安全重點(diǎn)為降水井鉆孔安全及防護(hù)安全，降水井下井管吊裝安全控制。降水運(yùn)行階段的安全控制重點(diǎn)為降水用電安全、做好安全用電的檢查防護(hù)。10.2.5井點(diǎn)管和抽水設(shè)備的安裝必須平穩(wěn)、牢固，保證降水期間設(shè)備的正常運(yùn)行。降水過(guò)程中對(duì)降水井口焊接防護(hù)井蓋，防止發(fā)生不安全事故。10.2.6現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械操作人員必須持證上崗，多種機(jī)械設(shè)備必須由專人負(fù)責(zé)使用。11環(huán)境保護(hù)措施11.1在降水前做好對(duì)周圍環(huán)境的調(diào)研工作，合理使用井點(diǎn)降水，盡量減少對(duì)環(huán)境的影響。井點(diǎn)運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行地下水位監(jiān)測(cè)的同步，還應(yīng)對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。包括對(duì)坑外地形的變化，臨近建筑物的沉降和傾斜等。11.2產(chǎn)生的泥漿、棄土及時(shí)清運(yùn)，運(yùn)送時(shí)必須覆蓋，防止產(chǎn)生揚(yáng)塵和遺撒。12應(yīng)用實(shí)例12.1工程簡(jiǎn)介根據(jù)工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件及基坑周圍建筑物環(huán)境條件，金花路車站基坑降水采用坑內(nèi)管井降水+觀測(cè)井+回灌井的綜合方案。通過(guò)對(duì)本工程的周圍環(huán)境、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)進(jìn)行分析，對(duì)本工程有利的地質(zhì)環(huán)境如下：地層中的中砂夾層（4-7層飽和密實(shí)中砂，該層分布地面下34.0m如下，厚度0.60～4.10m），滲透系數(shù)較大，采用管井法降水時(shí)，降水井可不穿透此層，對(duì)基坑中水位的下降有利。12.2施工狀況降水的步序：基坑內(nèi)降水采用坑內(nèi)分層降水至設(shè)計(jì)水位、分批運(yùn)行；主體工程施工完畢后，分層恢復(fù)至自然水位的施工方案。圍護(hù)構(gòu)造灌注樁、止水帷幕施工完，基坑內(nèi)降水井及設(shè)施施工完畢后，對(duì)基坑內(nèi)分層整體進(jìn)行降水，將坑內(nèi)水位降至設(shè)計(jì)