真空反转井点降水技术研究

真空反转井点降水技术研究

刘凯赵士阳刘俊奇

中交四公局第一工程有限公司

一、编制说明

1、编制依据

1、《公路水运工程施工安全标准化指南》

2、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

3、《堤防工程设计规范》（GB50286-98）

4、《水利水电工程施工测量规范》

5、长乐市两港线漳港环岛至松下段路面拓宽改造地质资料及水文观测资料。

2.编制目的

1）在充分理解招标文件的基础上，根据本合同段工程特点，采用先进、合理、经济、可行的施工方案。

2）采用先进的施工设备和施工技术，确保质量和工期目标。

3）充分考虑不良气候等不可预见因素对工程的影响，施工进度安排合理、高效，施工区段划分协调、统一。

二、工程概况

1.工程简介

东山大桥起讫里程为：K242.258.921～K242+425.961，孔数－孔径8×20米，桥全长167.04米。采用装配式简支空心板，桥面连续结构，桥梁全长167.04米。上部构造钢筋钢筋混凝土空心板，下部采用桩柱式墩，桥台采用肋板式桥台，钻孔灌注桩基础，斜交45°。在0号、8号两桥台设置40型伸缩缝，4号桥墩上设置80型伸缩缝，其余桥墩顶桥面连续。0号和8号两桥台设置8米搭板。承台长20米，宽4.5米，高4.6米。目前，原地面标高2.45米，河面正常水位1.08米，承台底标高-2.053米，开挖深度在4.5米。本工程1#、2#、3#、6#、7#采用井点降水施工方案，由于4#和5#基坑邻水面近井点降水无法施工，因此4#和5#采用拉森钢板桩施工。实施由具有从事多井点降水施工经验的专业作业班组完成。

三、桩间系梁施工工艺

1、开挖降水处理方案

1.1施工工艺及施工参数介绍

经现场证明，由于系梁、承台处于河道筑岛上，直接开挖怒能满足现场与设计标高开挖尺寸条件，经研究采用真空反转降水的施工方法对现场进行降水施工。

降水区域施工参数设定表

1.2井点降水

在开挖施工后，先进行井点降水（真空度为-0.03Mp～-0.06Mp),有效降水（水位低于基坑底地下不小于0.5米）后进行开挖。

1.3总体的施工顺序

开挖至水面上50cm停止开挖。

井点降水施工

降水至基坑底地下0.5m。

进行开挖，预留降水井，直到将系梁、墩柱、承台做完方可回填。

2、施工工艺

2.1井点降水

2.1.1施工准备

（1）材料准备

井点设备主要包括井点管(下端为滤管)、集水总管和抽水设备等。

井点管采用Φ70×5长6.0m无缝钢管。管下端配2.0m滤管，滤管采用与井点管同直径钢管，井点管和滤管之间连接钢制管箍，与集水总管连接用耐压胶管，集水总管为内径650-800mm的无缝钢管，每节长4米，其间用橡皮套管连结，并用钢箍接紧，以防漏水，总管上装有与井点管联结的短接头，间距0.8米—1.2米。

每套抽水设备有真空泵一台、高压水泵、过滤层、发转设备、水气分离器一台，每套井点降水设备带20根井点降水管。

（2）场地清理

施工前清理施工场地，现场三通一平完成，并设置排水沟和集水井。

2.2工艺流程

工艺流程图

3、井点设置

3.1测量放样井点

用钢尺测放井点，定位井管点用木桩插入做好标识，经复测合格后方可下一道工序。

3.2埋设井点

井点的平面布置：当基坑或沟槽宽度小于6m，且降水深度不超过5m时，可用单排线状井点，布置在地下水流的上游一侧，两端延伸长度以不小于槽宽为宜。如宽度大于6m或土质不良，则用双排线状井点。面积较大的基坑宜用环状井点，有时也可布置成U形，以利于挖土机和运土车辆出入基坑。井点管距离基坑壁一般可取0.7~1.0m，以防局部漏气。井点管间距一般为0.8m、1.2m、1.6m，由计算或试验确定。井点管在总管四角部位应适当加密。

井点高程布置：

井点布置图

井点的埋设深度H(不包括滤管)。H≥H1+h+IL(m)

H1——井管埋设面至基坑底的距离；

h——基坑中心处底面至降低后地下水位的距离，一般为0.5—1.0m；

I——地下水降落坡度，双排或环状井点1/10，单排井点为1/4~1/5；

L——井点管至基坑中心的水平距离。

测量人员根据设计坐标放出系梁、承台角点，用标志线标出承台轮廓。根据地质资料，了解地下水位深度，土的渗透系数和土层分布，确定降水方案和基坑放坡系数。根据以上信息测量放线确定井点布置位置、数量、观测点以及泵房位置等。

同时还应考虑井点管一般要露出面0.2m左右，无论在任何情况下，滤管必须埋在透水层内，为了充分利用抽吸能力，总管的布置接近地下水位线，应事先挖槽，水泵轴心标高宜与总管平行或略低于总管，总管应具有0.25—0.5%坡度(坡向泵层)，各段总管与滤管最好分别设在同一水平面，不宜高低悬殊。

3.3井管与主管连接

主管在井点管处接一变径三通，变径规格采用同井管，主管的变径端与井管端采用透明软塑料管连接，连接时采用胶封堵接头孔隙，软塑管两端的连接部位再用薄膜束缚，防止接头漏气影响抽水，从而境地了降水效果。

3.4洗井

洗井采用反转式洗井，先用高压泵洗井再用抽井；洗井的目的是清除井壁上的泥皮并把进入含水层的泥浆及一部分细颗粒抽吸出来，恢复并扩

井点的埋设图

大含水层中的孔隙，所以疏干井成井后要认真洗井，充分发挥疏干井的作用。洗井时采用封闭反压洗井（水泵加压注水洗井）和活塞洗井联合、交替进行洗井，要求破坏井壁泥皮，洗通井周的渗透层。活塞洗井时提升、下降的速度应控制在0.6m/s~1.2m/s内，不得硬拉猛蹬。洗井结束后，应立即抽水，同时接通水源补充清水，直至洗清。

3.5抽水

井管与集水管连接完成以后，需要进行试抽，在试抽之前，利用高压水泵反转对孔内进行吹压，保证孔内无大沙，对过滤起到更好的作用；检查管路是否漏气。抽水真空度宜控制在（-0.03Mp～-0.06Mp），真空度以真空泵安装的真空读数衡量。如果管路密封不漏气即可开始抽水。抽出的水用胶皮管引到河道内，保证现场干燥整洁。有效降低水位至基坑底地表面一下0.5m，根据现场施工要求尽量减少时间，保证安全施工（范围在10-15天内)。

3.6降水水位观测

降水的目的是为了满足现场开挖施工和基础施工的基本要求，为了使降水观测，在施工现场内设置1-2孔眼降水观测。更加保证了测量基坑以下水位的测量。

以下是基坑内孔眼观测点的布置图

3.7井点降水系统的维护与保证措施

井点系统运转时，必须有专人昼夜操作与维护，通过一看、二听、三摸确保持续有效降水。配合备用真空泵和动力机械，一旦机械、水泵发现故障，立即更换备用设备保证设备、机械正常运转、降水持续运行，更加保证基坑稳定。

投入机械设备及材料(表2)

备注：50mmPVC管80米，25mm塑料软管100米，打井机械1台，蛇皮袋600个。

5井点计算

首先排放总管，再埋设井点，管用弯联管将井点管与总管连通，然后安装抽水设备，在这里，井点管的埋设是一项关键性工作。

井点管采用高压水冲法反转埋没，分为冲孔与埋管两个过程，冲孔时先将高压水泵，利用高压胶管与孔连接，冲孔管与起重设备吊起，并插在井点的位置上，利用高压水(1.8N/mm2)，又经主冲孔管头部的喷水小孔，以急速的射流冲刷洗土壤，同时使冲孔管上下左右转动，边冲边下沉，从而逐渐在土中形成孔洞，井孔形成后，拔出冲孔管，立即插入井点管，并及时在井点管与孔壁之间填灌砂滤层，以防止孔壁塌土。

认真做好井点管的埋设和砂滤层的填灌，是保证井点顺利抽水，降低地下水的关键，同时应注意，冲孔过程中，孔洞必须保持垂直，孔径一般为30mm，并在口下一致，冲孔深度宜比滤管低0.5m左右，以防止拔出冲孔管时部分土回填而触及滤管底部砂滤层宜选用粗砂。以免堵塞滤管网眼，并填至滤管顶上1.0—1.5m。砂滤层填灌好后，距地面下0.5—1.0m的深度内，应用粘土封口以防漏气，如果条件不允许的情况下，采用密封好的砂性土，井点系统全部安装完毕后，需进行抽试，以检查有无漏气现象。

井点降水使用时，一般应连续抽水，时抽时停，滤网易堵塞出水混浊，并引起附近建筑由于土颗粒流失而沉降、开裂，同时由于中途停抽，地下水回升，也可能引起边坡塌方等事故，抽水过程中，应调节离心泵的出水阀以控制水量，使抽吸排水保持均匀，正常的出水规律是“先大后小，先浑后清”，真空泵的真空度是判断井点系统工作情况是否良好的尺寸，必须经常检查并采取措施，在抽水过程中，还应检查有无堵塞“死井”(工作正常的井管，用手探摸时，应用冬暖夏凉的感觉)死井太多，严重影响降水效果时，应逐个用高压水反复冲洗拔出重埋。