(中电建路桥集团有限公司 四川成都 610000)
摘要：管井井点降水主要采用深井井点降水技术，根据基坑深度选择节能、高效的方法进行基坑降水处理，整个降水施工过程中形成一个封闭、循环的降水系统，通过不停的抽降水，当抽水的速度比水渗透的速度快时，即达到降水的要求： 同时将降水管网和现场消防用水及临时供水管线相结合，解决在降水期间提供施工现场的临时用水及消防用水．达到节省成本、减少损耗及绿色施工的效果。
关键词：基坑：管井：降水：再利用系统
1工程概况
青白江区工业南区安置房工程二期项目，建筑面积约为16m²,主体为框架剪力墙结构，地下1层 ，基础形式为筏板基础，基础埋深-6.15~-6.25米。场地的地下水类型有两种：一为分布于上部填土层中的上层滞水，受季节和环境条件变化影响，水量不稳定、一般水量较小；二为分布于砂卵石层中的孔隙型潜水，为本场地主要的地下水，主要受大气降水补给控制。结合已完成的地勘情况，地下水位埋藏较浅。稳定水位埋深约为2.00～4.20m。根据区域水文地质资料和场地地层性质主要由第四系全新统 (Q4ml)填土层、第四系全新统冲洪积地层(Q4al+pl)粉质粘土、粉土、粉砂、细砂和卵石层等组成，地下水年变化幅度多为1.50～2.50m。为保证正常施工水位应降至7．0～7．5 m以下才能干槽施工。
基坑周边较空旷，场地周围尚分布有部分电缆沟及燃气管及输水管线。场地北侧：距用地红线约6米为新建道路，场地西南侧：分布有建筑物，地下1F，距基坑开挖线5.2米，场地东侧：村民耕种地，场地西侧：距基坑开挖线约6米为规划道路。
2井点布设及施工
2.1施工方案选择
在施工时场地地下水位一般较高，由于土质为砂砾石土且靠近毗河及灌溉渠道，互补性极强，给降水工程施工带来很大困难，如果采用止水帷幕降水，因地下水含水层厚，止水帷幕成本较大且施工周期长，同时受机械设备限制。传统的集水明排法一般适用于地下水位较高的地区且基坑降水深度不宜超过5 m，土体渗透系数不大于20 m／d，明显不适用本工程。综合考虑选择管井井点降水施工技术。
基坑外管井井点降水技术的优势:
1)排水量大、降水深(15～50m)、不受土质限制。
2)适用于地下水丰富，基坑深(>10 m)，基坑占地面积大的工程地下降水。
3)流砂地区和重复挖方地区使用这种方法，效果更佳。
为避免井点设置在场地内影响施工，采取设置在基坑外的管井井点降水技术，通过分析降水效果、施工可行性及经济收益性等，可有效降低地下水位，保证基础施工，同时不影响场内施工。
2.2技术原理
基坑外管井井点降水及降水再利用系统主要采用管井井点降水技术，根据基坑深度选择节能、高效的方法进行基坑降水。整个降水形成一个封闭、循环的降水系统，通过不停的抽降水，当抽水的速度比水渗透的速度快时，即达到降水的要求。同时在基坑周围的降水管线上设置临时用水阀门、临时消防栓、沿围挡四周、塔吊设置喷淋系统、布置专用管线到生活营地，对施工降水进行再利用，解决基坑降水期间现场养护、绿化、洒水降尘、冲洗车辆、厕所用水，降低施工成本，做到节能减排，安装智能AQI空气质量监测系统，保证绿色施工。在靠近已居住建筑四周及在建建筑四周布置位移沉降监测系统，保证安全施工。
2.3施工工艺
2.3.1平面布置
降水井沿场地四周围设置，采用排水分管将地下水抽到地上，汇总到排水总管排出场外并且在排水总管上设置消防栓和施工用水阀门，满足基坑降水期间现场临时用水要求，见图l
2.3.2工艺流程
场地平整—井点测量定位一挖井口、安护筒一钻机就位一钻孔一回填井底砂垫层一吊放井管一回填井管与孔壁间的砂砾过滤层一洗井一井管内下设水泵、安装抽水控制电路一试抽水一降水井正常工作一降水完毕拔井管一封井。
2.3.3施工要点
1)成孔。采用钻机钻井。孔径一般为500咖，用泥浆护壁，孔口设置护筒，以防孔口塌方。
2)清孔。成孔后立即清孔，并安装井管。井管下入后，井管的滤管部分应放置在含水层的适当范围内并在井管与孔壁间填充砾石滤料。
3)洗井。安装水泵前，用压缩空气洗井法清洗滤井，冲除尘渣，直到井管内排出的水由浑变清，达到正常出水量为止。
4)水泵安装后，对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查，合格后进行试抽水，满足要求后转入正常工作，见图2。
2.3.4注意事项
1)控制降水水泵流量35 m3／h，水位降深严格控制在0．5～1 m以内。
2)降水运行期间避免间歇和反复抽水，定时对降水施工设备进行检测，对水位、水量及水质随时进行监测，发现异常情况及时查明原因。
3)随时观察出水是否混浊，检测出水含砂量，控制在允许范围内(0．1‰)
4)滤水管加2层滤布，出水含砂量控制在允许范围内(0．1‰)。
5)加强巡视设立观测点，随时观测沉降(地面)措施。
6)严格控制水位降深，不得超过0．5～1 Ill，加强巡视。
7)降水前对相邻构筑物表面勘察是否有裂纹并绘制分布图或用图像记录备案。降水后对应检查是否有新的裂缝，变化情况。
8)基坑围水管(DN325 mm)每隔100 m设一手控闸门以便在施工过程中出现意外(如运料车辆、装载机、车构机碰坏)便于及时抢修。排(输)水管线长约1100 m。
2.3.5关键技术
1)合理布置井点管，插管时要控制好井点管的插入深度，在井点管的底部包过滤网，防止砂子流入，将井点管与排水管连接好后，进行降水。同时控制好水泵的位置。
2)各水泵在接入总汇水管时，加设止回阀，防止回流。
3)主管排水口设置总阀门，控制降水总量，达到降
水水位平衡及维持降水管内水压。
3井点降水循环利用设备设施布设与安装
3.1塔吊喷淋系统布设与安装
塔吊喷淋系统是指在塔吊安装完成后通过塔吊旋转臂预设的喷水系统,实际是一套根据在建工地的实际情况通过加压泵加压,或在施工现场地下的三级沉淀池里安装水泵,通过水泵将水送到塔吊顶部的塔臂上,水经过加压通过喷头喷出,形成雾状,细雨状借助塔吊吊臂旋转在工地大部范围均匀落下,达到降尘等效果。本项目采用在塔吊附近的降水井点修建蓄水池，供及塔吊降尘用水。
扬尘监测系统监测到工地现场PM值超标，围栏喷淋无法顾及到的地方（如工地内部），现场负责人可启动塔吊喷淋系统，通过塔吊吊臂旋转在工地大范围均匀落下，结合围档喷淋达到降低工地尘、粉含量的作用，改善工地的施工环境。
3.1.1塔吊喷淋系统布设
塔吊喷淋系统主要根据施工组织设计中塔吊布置而考虑布设的，主要考虑供水管线与施工道路不形成相互干扰问题。
3.1.2塔吊喷淋系统安装
1）预先于塔吊基础处留设施工消防用管接口。
2）在塔吊喷淋安装前根据塔吊旋转臂长间隔3米一个预设喷头。
3）根据塔吊万向轮轴芯安装万向节支撑架并设置喷淋系统万向节，保持同轴同心。
4）在旋转吊臂上铺设预先接好喷头的旋转吊臂管路并与万向节相连。
5）连接输水管并与万向节相连。
6）调试塔吊喷淋系统。
3.1.3注意事项：
1）每天使用之前要检查塔吊喷淋机的水池里面有没有杂物，发现杂物的话，需要及时清除。
2）在回水口处增加一个过滤网，避免冲洗下来的杂物流回去。
3）注意清洁，增加检查和清洁的频率，保证塔吊喷淋机正常使用，不会出现故障。
.png)
3.2围挡四周喷淋布设与安装
围档喷淋主要安装在工地围墙四周、施工区围栏上，由PPR水管、直通、三通、弯头等组成水流通的管路，水箱提供喷淋水源，多级泵给予输送动力，智能控制器控制整个系统，当扬尘监测系统监测到工地现场PM值超标时，现场负责人可启动围档喷淋系统进行喷淋降尘，达到降低工地尘、粉含量的作用，改善工地的施工环境。
3.2.1喷淋布设
基坑周长1100m沿围挡顶部设置。
3.2.2喷淋安装
1）主管路采用1寸PPR水管；
2）每只喷嘴流量为0.8~1L/min，喷嘴角度70度，总流量为6.6T/h；
3）加压系统：功率为5.5Kw,压力为1.3Mpa。不能
.png)
3.3消防系统布设与安装
3.3.1临时消防设置
1）根据临时用房建筑面积之和大于1000㎡及在建工程单体体积大于10000m³时，设置了临时室外消防给水系统；
2）根据建筑高度大于24m或单体体积超过30000m³的在建工程，设置了临时室内消防给水系统
3.3.2临时消防安装
1）给水管网沿围挡布置成环状。
2）临时室外消防给水干管的管径，根据施工现场临时消防用水量和干管内水流计算速度计算确定为 DN100。
3）消火栓的间距为100m。
4）室内消防竖管的设置位置便于消防人员操作，其数量3根，在结构封顶后，将消防竖管设置成环状。
3.4生产、生活临时用水布设与安装（养护、绿化、洗车、冲厕等）
3.4.1生产、生活临时用水布设
1）周边水管布设 :根据计算，现场施工用水总管需DN100镀锌钢管供水可行，经过调查本工程水源能满足施工要求。由于考虑到本工程为泵送混凝土用水量很小，而且每栋楼的单层建 筑面积较小，用水量很小，因此选用DN80管道从水源接入供本工程施工临时使用。以DN40的镀锌钢管为本工程施工用水主干管，沿本小区围墙成环布置，分别在每栋楼合适位置预留出DN40的支管供该栋楼以后生产用水，并且设置阀门，以便维修时分段停水用。主干管DN40经过生活区的地方接出DN20的水管供该区域生活用水。每栋楼的消防用水与该栋楼的DN40生产给水共用。基坑内施工时，利用集水坑收集雨水等，再用污水泵抽走，出地面以后在未形成管网之前现场四周设置临时排水明沟，从施工场地出口排至市政管网。生活污水，厕所污水经过施工现场临时化粪池处理后直接排放到市政管网排放。基坑以外施工现场雨水自然排放。
2）生产用水布设：结构和装修施工期间生产区、砼养护、钢筋,模板加工区、养护室等需水点分别从引水点接出DN32或DN25管径支管作为临时用水,用DN25支管做立管引上至该栋最高层,每层设置DN15球阀一个供施工生产用水，满足包括各楼层的各用水点需要。
3）消防布设:本工程临时消防给水量只考虑一栋楼发生火灾，在以后施工时根据需求在每栋楼偶数层DN40生产给水支管上设置临时消防消火栓，供该栋楼消防用水。现场周边布置若干灭火器，以满足现场消防要求。在进行标准层施工时,每层在电梯井口配置2个4KG,ABC型干粉灭火器,满足标准层施工的消防需要.在工地钢筋及模板加工区，配备足够的消防器材，如铁锹、消防桶、灭火器等，摆放间距要符合消防设计要求。
3.4.2管道铺设及有关要求
1）管道采用焊接钢管，丝接连接，管道安装前除锈，刷防锈漆2遍。
2）室外埋地给水管道在埋设前应作除锈和防腐工作，基层填10cm厚细沙，管道做30mm厚玻璃棉管壳保温，外包玻璃丝布密封，回填土埋深50cm。明敷给水管道和阀门用30mm厚橡塑棉管壳保温，冬季施工之前在管道两侧砌砖，深 50cm宽50cm里面铺设10cm厚细沙，管道上面回填土防止管道冻裂
4位移沉降大气监测系统布设与安装
住建部印发《住房和城乡建设部办公厅关于进一步加强施工工地和道路扬尘管控工作的通知》，要求建筑工程施工现场应建立健全扬尘污染防治管理体系和管理制度，落实预防、控制扬尘污染的措施，对工程施工全过程扬尘污染防治进行动态信息化管理，要求施工现场应配备必备的扬尘污染防治设备、机具、材料等。采取淋湿地面、外设高压喷雾状水系统、搭设防尘排栅等综合降尘措施，可以看出政府对建设工程现场扬尘的管理要求越来越高，而借助于物联网设备的集成，可以整合实现自动喷淋系统，还可以与扬尘噪声监测系统对接实现自动检测自动喷淋，满足政府监管要求，同时可改善施工环境、保护建筑工人健康、提升企业形象，为创优工作提供基础。
.png)
4.1大气AQI系统监测系统
大气AQI系统监测系统由：实时在线监测系统、数据显示分析系统、预警控制系统、喷淋系统（雾炮）、无线传输系统、后台数据处理系统及信息监控管理平台组成。在线监测系统集成了TSP、PM2.5、PM10、扬尘、噪声、温度、湿度、风速、风向、视频等多种监测指标，该系统与各种污染治理装置(雾炮)塔吊喷水系统、围档喷淋等联动，根据工地现场PM2.5数值，达到自动喷淋目的。
4.1.1大气AQI系统监测系统布设
根据施工现场实际情况安装在工地大门内侧，当扬尘监测系统监测到PM值超过预设值时，门卫保安启动雾炮机进行喷雾，节约了管理人员的工作时间，同时也提高了降尘的实时性，改善工地施工环境。 不仅能帮助项目规范施工，降低污染，规避风险，还可以为工地创优评标，创造必要条件。
政府对建设施工现场扬尘的监管要求越来越高，而借助物联网集成，低成本实现对扬尘的有效监测，同时实时动态显示和分析扬尘污染的变化，结合雾炮机等除尘设备的使用，能够明显改善施工环境，提高工作效率，提升企业形象，为创优工作提供基础。
4.1.2大气AQI系统监测系统安装
前端采集监测设备在工地部署，由粉尘测试仪、噪声检测仪等组成。可监测工地PM2.5/10、噪音、风速、风向等环境数据，可在LED显示屏显示或通过手机APP呈现，当现场发生粉尘含量超标或者噪声过大时，设备会直接向平台发出报警提示，也可通过APP推送给工地相关负责人。另外，可根据需要对各点位联动视频抓拍，并启动雾炮、喷淋等设备对现场进行降尘处理。前端采集监测设备可通过网络接入主管部门的中心监管平台。扬尘噪声监测平台部署在政务主管部门，软件实现监管、执法、考评的管理流程以及查询、报表、趋势分析等数据分析功能，扬尘噪声监测系统以分布式远程集中监测为核心，结合客户内部管理，集在线监测、数据共享、数据分析、客户业务系统整合等为一体，具有扬尘噪声在线监测、报警管理、数据分析、电子地图等各大主要功能。
.png)
4.2位移沉降监测系统
4.2.1位移沉降观测点埋设
1）支护结构顶部位移及沉降
在设置变形监测点位置的支护结构顶部，粘贴如右图所示的反光片，可用水泥砂浆铺设基座，按照观测要求调整反光片的粘贴角度，使反光片尽量垂直于观测站，减小观测误差。
观测时采用全站仪，先对测两个基准点，确定测站坐标，再对测点进行三维坐标测量，然后通过计算确定测点的相对位移及沉降值。
在两倍基坑深度范围以外设置两个测量基准点（TP1、TP2），5个工作基点（GZ1、GZ2、GZ3、GZ4、GZ5）构成监测控制网。
测量基准点应布置在相对稳定区域，且周边干扰较小，易于测量操作，可采用混凝土基准标石。工作基点布设在1.5倍基坑深度以外的市政道路上，采用在建筑物上埋设混凝土标石。
工作基点与水准基点间设联系点标识点，用于工作基点与水准基点的检测，同构成附合水准路线。工作基点埋设完成15天后，按二级水准测量技术要求进行工作基点的高程引测，引测时按往返观测。基准点每一个月复测一次，工作基点每隔半个月或当怀疑工作基点变动时与水准基点联测一次，以检测工作基点的稳定性。检测时按二级水准测量技术要求进行。当测段高差之差≤1.5
.png)
时认为工作基点未发生变动仍采用原高程值，否则采用新值。
观测点的初始值量取及沉降观测时均由工作基点出发，以固定的线路按二级水准测量技术要求进行观测点观测，水准线路采用固定的附合水准路线，往返观测、分段观测，分段平差。观测点的初始值量取应分不同时段独立进行两次，取两次的平均值作为最终结果。
.png)
2）基坑周边道路的沉降观测
在设计图所示的位置处用Φ103的钻机将地面硬化层钻透，随即打入作为监测点的钢筋，使钢筋与土体结为整体，可随土体的变化而变。为了避免车辆对测点的破坏，打入的钢筋要低于路面5～10cm。地表沉降测点剖面图，为保护监测点不受外界条件损坏，可在孔口加设盖板。
根据设计要求及现场情况，高程控制网按二级变形测量等级布设。
.png)
3）建筑物沉降监测点
基坑周边的所有地面建筑物按图示位置设观测点。在这些建筑物的角上采用植筋的方式，将钢筋植入建筑物的构造柱或地圈梁中。监测点必须埋设牢固，并等其稳固后方可使用。沉降观测点的埋设特别注意保证在点上垂直置尺和良好的通视条件。
观测方法同地表沉降观测。高程控制网与地表沉降监测共用，观测方法及要求同前。沉降监测时应注意：
观测时充分考虑施工的影响，避免在空压机、搅拌机等振动影响范围之内。
观测在水准尺成像清晰时进行，避免视线穿过玻璃、烟雾和热源上空。
前后视观测最好使用同一根水准尺，前后视距尽可能相等，视距一般不超过50m，前视各点观测完后，回视后视点，最后闭合于水准点。
4）支护结构渗、漏水和地下水变化、水位量测
支护结构渗、漏水观测：每天随时观察基坑渗、漏水情况，并根据渗漏情况调整护壁结构的泄水孔的布置密度。该项观测从基坑开始开挖至基坑回填。
4.2.2位移沉降监测频率
施工前建立监测网、埋设监测点并进行初始值测量。
本工程监测工作从降水开始直至基坑回填结束。各变形监测点及各监测仪相应的初始值均应在基坑开挖前取得。
监测工作遵照以下原则进行的：
土方开挖过程中每2天监测一次。土石方开挖完毕，基础及地下室施工期间，情况正常时，每周观测一次，地下二层施工完毕后，每半个月观测一次，地下一层施工完毕后，每月观测一次。
5产生效果分析
5.1产生的经济效果分析
输水设备可循环多系统共用，降低运营成本。
1）现场施工用水量：q1=K1 (Q1*N1/T1*t)*K2/(8*3600)+ K1 (Q1*N1/T1*t)*K2/(8*3600)
=1.15*2400*106447/360/2*1.5/(8*3600)+1.15*250*22296/360/2*1.5/(8*3600)
=21.25+0.46=21.71L/s
2）施工机械用水量：q2=K1 Q2*N2*K3/(8*3600)=1.15*8*1000*2/(8*3600)
=0.64 L/s
3）施工现场生活用水量：q3=P1*N3*K4/(t*8*3600)= 500*40*1.5/(2*8*3600)=0.52 L/s
4)生活区生活用水量：q4=P2*N4*K5/(24*3600)= 753*40*2.5/(24*3600)=0.87 L/s
5)消防、绿化、降尘用水量： 10L/s
6)总用水量:Q= 243*(q1+ q2+ q3+q4+q5)*8*3600*1.1=243*（21.71+0.64+0.52+0.87+10）*8*3600*1.1=259738617.6(L)=259739(T)
节约资金：259739*5.87元/t=152（万元）
5.2对空气质量改善的成果
根据中新网四川新闻11月2日电 (记者 张浪)记者2日从成都市青白江区获悉，截至2019年10月26日，该区空气质量优良天数达245天，同比增加27天，优良率达81.9%，提前66天完成了2019年的“蓝天小目标”，这也是自2014年青白江区实施国家新空气质量评价标准以来，首次在冬季来临前完成全年优良天数目标任务。
.png)
5.3周围环境效果分析
井点降水平稳，通过监测数据显示：监测数据变化较小。未存在勘察未发现的不良地质；基坑及周边未大量积水，支护结构未出现开裂；周边地面未发生沉降和出现严重开裂；邻近建筑未发生沉降和出现开裂现象。