基槽开挖过程中遇隔水层快速降低地下水位方法

基槽开挖过程中遇隔水层快速降低地下水位方法

任义亮申延慎

中国水利水电第四工程局有限公司第六分局甘肃兰州730070

摘要：深基坑施工过程中，需先对基坑进行降水作业，降水达到规范要求后，方可进行深基坑的开挖施工。但是，由于地层的不均匀性，会存在地层中存在隔水层的现象，对于隔水层，采用常规的降水方式难以有效快速的降低地下水位，极易造成深基坑内存在明水现象，进而造成深基坑边坡坍塌，导致群死群伤的严重后果，给工程各方带来不可预见的经济损失。通过开展深基坑隔水层降水方法施工技术研究，积极采用一些新技术、新工艺，对多种不利因素及难点进行专项设计及研究，可有效快速的降低地下水位，达到提质增效的目的。

关键词：深基坑、开挖、隔水层、降水、研究

1工程概况

由于地下管廊的建设给城市的管线施工及管理带来较大便利，因此，国家在各大城市推广管廊项目的建设施工。由于管廊施工过程中，基槽开挖深度较深，地质条件较为复杂，在施工过程中会出现隔离层，导致管廊两侧管井降水无法及时将隔水层的水排出，造成管廊深基槽中出现明水，进而造成管廊基槽边坡塌陷，导致安全事故发生。

2016年银川市地下综合管廊及配套基础设施PPP项目II标段万寿路工程（K1+000~K1+500段）在进行基槽开挖过程中，在距基槽设计底标高2m处存在一层50cm厚的隔水层。由于此隔水层的存在，按照常规的降水方法（管井降水，降水井间距为20m）无法及时降低基槽内的水位，导致基槽内出现明水现象。进而极易造成深基坑边坡坍塌，

2国内外研究现状

由于地层的不均匀性，会存在地层中存在隔水层的现象，对于隔水层，采用常规的降水方式难以有效快速的降低地下水位，极易造成深基坑内存在明水现象，进而造成深基坑边坡坍塌，导致群死群伤的严重后果。因此，如何合理有效的进行深基坑隔水层降水施工、保证施工过程中边坡的稳定性成为深基坑开挖降水施工的重难点。

目前，深基坑降水施工工艺比较成熟，但是在非常规地质条件下，遇隔水层如何有效快速的降低地下水位的研究较少，在同类地质条件下的施工经验非常少。

3地质概况

3.1工程地质概况

根据勘察报告和现场实际探查，拟建工程场地范围内地层结构相对简单；勘察深度范围内，除人工填土外，其下均为第四系黄河冲积和湖积成因土层。

3.2水文地质概况

本工程厂区地下水属孔隙潜水类型，工程场地地下静水位在自然地表下1.5~7m。地下水补给以艾依河河水及沟渠侧向径流渗透补给为主，其动态类型属黄河侧补蒸发~径流型，地下水位动态主要受气象、水文因素影响，呈季节性变化，水位变化幅度0.5~1.0m左右。

表1个地层剪切参数及渗透系数

3.3地质评价

由于本工程沿线的砂质粉土层和砂质粉土夹粉砂层都处于饱和状态，所以在施工中易产生流沙、管涌等现象。又由于其高灵敏度特性，其有触变特性，在动力作用下，极易造成土体破坏，所以若施工不当，将造成工后沉降过大和不均匀沉降，所以在施工中应注意做好降水、防渗工作，控制水土的流失，同时还应注意施工工艺，避免对周围的环境造成不利的影响。

4轻型井点降水施工技术方案

4.1施工方面

⑴降水形式

在基槽隔水层两侧采用双排井点降水，井点管间距1.0m，降水深度为6m。在冲水管冲井点孔之前，由挖掘机先行开挖埋设井点管的沟槽，挖土深度以挖至地表下老土层为准。

冲孔时，冲孔孔径不得大于300mm，冲孔深度按施工方案比滤管低0.5m，且垂直水平管，井点管管距为1m，冲孔冲到底标高后，再将冲水管上提1.0m，再冲一遍后成孔。

⑵井孔冲成后，应立即拔出冲管，插入井点管，并在井点管与孔壁之间填砂滤层，以防孔壁塌土。砂宜用粗砂。

抽水泵采用YB180M－ZW型水泵，集水管根据现场实际确定长度。集水管两端用肓板封死后接内径48mm的透明塑料管，用软胶管将总管和井点管连接成总管系统，集水总管系统与集水箱吸入口连接。

⑶井点管用内径48mm的透明塑料管，每根6m，下部1.5m长为滤管，设间距30mm一个Φ12圆孔，用18#铁线绑扎后，外用70目尼龙网包两层，用22#铁线绑牢，井点管每10根用一套设备。

⑷打井管用Φ57钢管制成长8m，一端制成锥型锯齿形状，用水带与高压水泵连接。

⑸采用冲沉法布管，由打井管向地下注入高压水，将打井管对准点位垂直插入井点孔，边冲边拔边旋转并保持打井管垂直，调整水压和沉入速度，保证冲孔直径达到要求，冲水压力可逐渐加压，待冲沉至设计底标高下0.5m时，打井管停止冲沉，再冲洗片刻将底部泥浆随水冲出，切断水源后，迅速垂直拨出打井管，随即将井点管对准井孔中心垂直插入，当井点管达到设计高程后，将井点管固定并将井点管管顶临时封堵。在井点管四周均匀分层填灌粗砂，填至地下水位以上0.5m处，改填普通土捣实。

⑹当井点管封堵完成后，将管顶临时封堵打开，向井点管内灌水，当清水灌入后，迅速下沉，证明井点成孔合格。

⑺检试完成后，将井点管和集水干管连接，组装水泵机组，进行井点试运行。

⑻降水周期为以管廊施工完毕，土方夯填开始后为井点结束。施工完毕终止抽水后，拨出井点管，所留孔洞应立即用砂填实。

4.2质量管控

⑴井孔冲成后，应立即拔出冲管，插入井点管，并在井点管与孔壁之间填砂滤层，以防孔壁塌土。砂宜用粗砂。

⑵每根井点管埋设后，应及时检验渗水性能。井点管与孔壁之间填砂滤料时，管口应有泥浆水冒出，或向管内灌水时，能很快下渗方为合格。

⑶布设集水总管之前，必须对集水总管进行清洗，并对其它部件进行检查清洗。井点管与集水总管之间用橡胶软管连接，确保其密闭性。

⑷井点系统安装完毕后，必须及时试抽，并全面检查管路接头质量、井点出水状况和抽水机械运转情况等，如发现漏气和死井，应立即处理。每套机组所能带动的集水管总长度必须严格按机组功率及试抽后确定。

⑸试抽合格后，井点孔口到地面下1.0m的深度范围内，用粘性土填塞严密，以防漏气。

⑹开始抽水后一般不应停抽，时抽时止，滤网易堵塞，也易抽出土粒，并引起附近建筑物由于土粒流失而沉降开裂。正常排水应是细水长流，出水澄清。

5经济效益提升

施工过程中遇到隔水层，采用传统的管井降水，降水施工周期较长，不利于加快施工进度。采用轻型井点降水，可加快降水速度，迅速降低地下水位，有利于减少降水费用，加快现场的施工进度。

通过轻型井点降水，快速降低了隔水层部位的地下水位，为后期的施工提供了较好的外部施工环境。较常规的管井降水节省了大量的工期及费用。

6结语

实践证明。采用轻型井点降水的方式，可快速有效的降低隔水层地下水位，用此种方法进行抽排，不仅可以保证快速降低地下水位，还可以节约施工成本。较常规的管井降水节省了大量的工期及费用。