摘要：管井降水是一种采用钻孔成井，利用单井单泵以抽取地下水的井点降水方法，由于管井直径较大，出水量较大，主要适用于中、强透水含水层，基坑降水成功与否，直接关系到基坑开挖施工进度能否满足工期要求。因此文章结合实例，就管井降水技术在高水位深基坑中的应用展开分析。
关键词：管井降水；高水位深基坑；应用
选择基坑降水方案时，一般应考虑施工现场的地质条件和环境因素，既要保证基坑干场作业，又要防止基坑外的地下水位下降对周围建筑物所造成的地面沉降等危害；合理的基坑降水方案有利于现场施工组织，便于缩短工期和达到降低工程成本的目的。
1管井降水技术概述
所谓管井降水，就是指沿基坑每隔一定距离设置一个管井，每一个管井单独使用一台水泵不断抽水降低地下水位，管井降水示意图如图1所示。管井井点适用于渗透系数大的砂砾层，地下水丰富的地层，以及轻型井点不易解决的场合。每口管井出水流量可达到50～100m3/h，渗透系数一般在20～200m/d范围内，降低地下水位深度约3～5m。这种方法一般用于潜水层降水。
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图1管井降水示意图
2 工程实例
2.1 工程概况
某深基坑项目平均开挖深度为10m。根据勘探揭露，该场地在最大勘探深度 30m 范围内，地基土按成因类型、物理力学特征，可划分为 4 个工程地质层，1 层：杂填土；2 层：粉质粘土混细砂；3 层：圆砾；4 层：风化凝灰质砂砾岩。场地地下水条件：勘探控制深度范围内的地下水主要属孔隙潜水及基岩裂隙水，孔隙潜水主要赋存于杂填土和圆砾中，水量较丰富。勘察期间测得场地钻孔内稳定水位埋深在 1.10~3.50m 左右，年变化幅度一般为2m，含水层有效厚度约为 30.0m，地下水水位埋深较浅，渗透系数 K 约为15-30m/d，为强透水层。
2.2降水方案的确定
根据地下水类型（潜水）、基坑形状（长宽比）、水位降深及含水层构造等特点，参照《建筑与市政工程地下水控制技术规范》（JGJ 111—2016）规定，该工程项目采用管井降水。
2.2.1计算模型及计算参数
依据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）的规定，按照潜水非完整井计算基坑涌水量。本工程施工运用的是明挖法施工，基坑的长度L=340m，宽度B=160m，涉及的参数均取最不利值，渗透系数K=30m/d，含水层厚度H0=30m，设计降深Sd=10-2.3+1=8.7m（所处地区丰水期地下水位埋深一般为2.3m，水位降至设计基底下1m），基坑中心距降水井距离S0=B/2+=83m，水力坡度i取0.02，基坑水位降深Sw=Sd+S0×0.02=10.36m，影响半径.png)
，过滤器进水部分长度l=5m。
2.2.2确定井深
降水井的深度按《建筑与市政工程地下水控制技术规范》（JGJ 111—2016）公式（5.3.6）计算：
Hw=Hw1+Hw2+Hw3+Hw4+Hw5+Hw6
式中：Hw-降水井深度；Hw1-基底深度10m；Hw2-降水水位距基坑底要求的深度1m；Hw3=ir0（i-水力坡度，在降水井分布范围内宜为1/10-1/15；r0-降水井分布范围的等效半径或降水井排间距的1/2，取值0.1×145×0.5=7.25m；Hw4-降水期间的地下水位变幅2m；Hw5-降水井过滤器工作长度5m；Hw6-沉砂管长度 2.5m。
经计算：Hw=27.75m。
2.3 降水井设计
根据基坑涌水量和单井流量推算降水井布置情况：该工程项目布置降水井 87 口，井深 28m，降水井井间距约为 20～25m。降水井直径准600mm，采用旋挖钻机成孔，采用内径为 600mm 的混凝土管。井管由实管、滤水管和沉砂管组成，降水井自井口以下 0～3m 用黏土封井。3m 以下直至井底，采用滤料填充，滤料砂砾石应具有一定的磨圆度，滤料含泥量（包括含石粉）≤3%，粒径 5～10mm。滤管由外至里包裹 2 层网眼 1～2mm的铁丝网，接头处用铁丝网裹严，以免挤入泥沙淤塞井管。水泵选用7.5kW 潜水泵，扬程为 40m，设计流量为 40m3/h.
3管井施工
3.1施工流程
降水施工工艺流程如图2所示。
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图 2 降水施工工艺流程
3.2施工方法
3.2.1降水井成孔
降水井采用旋挖钻机成孔。成孔后应用测绳下挂重锤球检查孔深，核对无误后进行清孔，清孔将孔底淤泥、沉渣清除干净，再进行井管的安装。
3.2.2井管制作与安放
下放井管前，滤管由外至里包裹2层网眼1～2mm的铁丝网，缓缓下放，当管口与井口相差200mm 时，接上节井管，上下管之间焊接牢固，接头处用铁丝网裹严，以免挤入泥沙淤塞井管。为防止上下节错位，在下管前将井管依井方向立直。吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，为防止雨污水、泥沙或异物落入井中，井管要高出地面不小于 200mm，并加盖或捆绑防水雨布临时保护。
3.2.3管井抽水及维护
降水开始前所有抽水井、观测井统一联测静止水位，并统一编号，统一基准点。抽水开始后，在水位未达到设计降水深度前，每天观测水位2次，当水位达到设计降水深度且趋于稳定时可每天观测一次，在雨季时观测次数宜每日2～3 次，抽出的水经沉淀后排入市政管网。降水过程中，还应定期（每3d）取样测试含砂量。
3.2.4降水井后期处理
施工降水结束后，需对所有降水井进行回填。
综上所述，根据土方开挖过程中的变形观测数据显示，基坑内水位达到设计降深，水位稳定在基坑开挖底标高下约 1m；周边重要建筑物和管线的沉降和倾斜均在设计允许的控制范围内，降水含砂率小于设计值。工程降水效果良好。
参考文献：
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[4]车灿辉，黄健，刘静.管井降水技术在江底取水隧道修复中的应用[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2019，46（07）
论文作者:官杨
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30
标签：管井论文; 基坑论文; 水位论文; 地下水论文; 深度论文; 含水层论文; 范围内论文; 《基层建设》2020年第2期论文;