韦仕平
中铁二十五局集团第四工程有限公司 广西柳州 545007
摘要：随着我国经济发展，建筑规模日益扩大，对地下空间的应用开发利用越来越深，同时带来了深基坑无可避免支护和降水的问题。为保证基坑施工的安全性和高效性，深基坑降水技术一直是工程行业在研究解决重大技术难题。本文以柳州市新园路工程为例，简述管井降水的施工技术及主要施工过程，分析了管井降水施工中所需要注意的步骤要点，为类似工程提供借鉴经验。
关键词：深基坑 管井降水 基坑监测
1引言
改革开放以来特别是加入WTO后，国家社会市场经济发展进入了快车道，占国民经济的支柱产业--建筑业也得到了持续高速发展，相应带来的地下工程越来越多，规模越来越大。而由于地质条件复杂，地下水位较高，施工难度大，因此在项目施工过程中，经常要降低地下水位，才能保证基坑施工的安全性和高效性。管井井点降水技术就是在基坑周围布置井点，然后在井内进行抽水工作，从而降低基坑中的地下水位，有效地防止基坑出现流砂、管涌和坑底隆起失效的现状，有利于为基坑施工创造独厚的条件，提高工作的效率。管井降水设备简单，排水量大，降水较深，适用于地下水位丰富的地质条件，受到施工单位的广泛应用。本文以柳州市新园路工程为例，简述基坑降水施工中运用的管井降水技术。
正文
2 工程概况
柳州市新园路工程位于柳州市柳北区沙塘镇，项目北起江湾大道，南至古灵大道，道路全长2820米，穿越北部生态湿地公园，是片区南北向重要的连接道路。其中地下道路工程：主线采用双孔框架结构，标准段结构宽30.1米，最大深度14.65m；匝道采用单孔框架结构，结构宽10.5~11.2米，最深14.55m。基坑降水：设计根据勘察资料，采用坑外井点环形降水方式。井点位于基坑顶外5m；降水井深度为基底以下8m，成孔直径500mm，井管为钢管，直径250mm，壁厚4mm，滤管外包3层40目尼网，反滤料为2-4cm碎石。
降水、观测井示意图（单位mm）
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3 管井降水设计
3.1基坑涌水量计算
下穿地道基坑工程开挖将穿透上层滞水，并揭露至下伏的岩溶裂隙溶洞水，该含水岩组岩溶中等发育，透水性强，富水性大，并具微承压性，施工区域雨季偏多，以200米为计算单元按最不利考虑。根据建筑基坑支护规程（JGJ120-2012）附录E第E.0.5条进行基坑涌水量估算，计算公式如下：
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式中：Q—基坑降水的总涌水量（m3/d）
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则单口降水井的出水量为656m3/d
管井数量和间距：
n=1.1Q/q=1.1*14435/656=24.2≈25（个）
井间距：（200+70.62）*2/25=21.6m
为便于放样及施工，井位间距选为20m
3.3水泵的选择
降水井选用深井水泵，应根据土方开挖进度满足抽水量要求。根据管井出水量计算，选用200QJ40-39/3型潜水泵，水泵流量40m3/h，扬程39m，电机功率7.5kW,出口口径100mm，每台泵日抽水量为40×24*75%＝720m3/d。
3.4 降水井施工布置
根据设计图和计算成果，降水井位于坡顶外5米，间距为20米；观测井布于降水井边5米，因基坑土石方量大，降水进度线不能过长，因此观测井间距为100米；在降水试验阶段，因基坑宽度大，为有效掌握降水数据，在试验段基坑中部增设观测井。降水施工布置图如下：
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4工艺流程及操作要求
4.1 管井降水工艺流程
管井降水施工，根据降水井设计平面位置测量放样，采用旋挖机钻进成孔，下放降水井管，井壁四周均匀回填滤料，下泵洗井试抽。基坑开挖施工前根据开挖深度提前进行降水施工，保持降水井水位处于设计降水水位及开挖面以下，保证基坑开挖过程中处于无水作业状态，结构施工完成后回收水泵封闭降水井。
整体施工工艺流程：施工准备→钻机对中→钻进成孔→井管安装→填充滤料→洗井→试抽→正式抽水→停泵拔管→封闭降水井
4.2 操作要求
（1)钻孔：采用旋挖机钻进成孔，泥浆护壁。钻孔前必须配置符合质量要求及数量要求的泥浆，泥浆比重控制在1.1~1.15之间。钻机就位后要平整稳固，确保在施工过程中不发生倾斜移动，先用人工埋设护壁管，护壁管装好后开始钻进成孔，一径到底，不留沉渣，钻孔要求正、圆、直，垂直度偏差小于1% ，施工时保持孔内泥浆高度，防止塌孔。
（2)井管安装：井孔深度经验收合格后，用抽渣筒清孔，清孔后采用汽车吊吊装井管，下管前井管外包裹3层40目尼网。各节井管之间应同心并焊接严密，吊装时调整好井管中心位置与垂直度，井点管就位固定后，管上口采用钢筋网盖设临时封闭。
（3)填充滤料：井管吊放好后沿井管周围均匀投放滤料，滤料为20～40mm碎石，滤料填至井口下1.5m左右时用粘性土填实夯平。滤料投放前应清孔充分稀释泥浆，滤料从井口四周均匀回填，防止将井管挤偏，开始时速度不宜过快，待井管内出水后再适当加快填料速度，井口返水突然变小时，说明滤水管已淹没当投放滤料管口有泥浆水冒出或向管内灌水能很快下渗时为渗水性能合格。
（4)洗井：采用空压机、活塞联合洗井，在空压机洗净之后再采用活塞洗井。重复以上洗井过程，直至满足出水含砂率小于1/50000；长期运行的含砂量应小于1/100000，否则应停抽采取措施减少水中的含砂量。下管、填充填料完成后应立即进行洗井，成井—洗井间隔时间不能超过8小时，当常规洗井效果不好时，可加洗井剂浸泡后再洗井，最终的效果要达到“水清砂净”。
5 基坑监测
本项目场地地下水主要赋存于第四系松散土体和岩溶内中，降水后地面有一定量的沉降，因此必须建立完整的监测系统。降水过程应保持连续降水，即在结构抗浮措施未发挥作用前降水井保持连续工作，并且加强观测监控，依照反馈数据及时调整降水措施。基坑开挖及降水过程中的监测项目主要包括：对地下水进行监测，地下水位的变化及基坑的渗、漏、冒水、潜蚀、管涌等；边坡土体顶部及基坑周围地表水的水平位移、垂直位移和开裂等。
（1） 监测警戒值
基坑顶：最大位移取50mm，警戒值为45mm，每天发展不超过5mm；
地下管线竖向位移：最大位移取50mm，警戒值为45mm，每天发展不超过4mm；
周边建筑物沉降：最大位移取60mm，警戒值为50mm，相对沉降2/1000，每天发展不超过3mm；
（2）应急措施
当监测项目超过警戒值时，需立即停止降水，查明原因，对周边建筑、管线进行加固处理；对边坡防护重新设计，采取加固措施。
6 管井降水技术应用需要注意的事项
（1）管井安装后，应及时洗井，否则成孔时浮于水中的泥砂会将从内部堵塞滤孔，使管井成为死井。
（2）基坑降水时必须保证连续进行，以避免泥渣沉淀淤管。为此施工现场应准备两路供电线路或配备发电设备，开展正式的抽水工作以后，就必须保持足够的供电，而且不能停泵，当电源、设备因故障停止抽水后，应立即更换电源，尽快排除设备故障，保证抽水连续。
（3）降水过程中注意用电安全，施工用电必须采取TN-S接零保护系统（即三相五线制），实行一机一箱一闸一漏电保护。经常检查线路有无磨损，发现电缆有破损应及时修补或更换电缆。
（4）降水运行过程中，安排专职人员抽水，并且在上岗执勤之前要经过专业的培训，定期检查记录，做到及时发现问题，及时维护和检修，力求防患于未然。
（5）降水过程中，涌水量将逐渐减少。但每口井的涌水量不同，因此每口井的抽水要根据实际情况而定，在基坑中部设置观测井，做好抽水记录。为了方便，可直接观察坑底的底的排水沟与集水井水位升降情况，每隔1h抽水一次，涌水量大者抽20mm左右，小者抽3-5mm，正常出水规律是“先大向小，先混后清”，否则降水属于不正常，应检查修改降水方案具体技术措施。
（6）管井运行前进行试抽，检查抽水是否正常，有无淤塞现象，如情况异常，应进行检修。试抽正常后进行正式降水，基坑开挖至地下水位标高前的超前抽水时间不少于10天，水位没达到设计深度以前，每天观测三次水位，水位达到设计深度后，每天观测一次水位。观测时记录水位、流量、含砂量，抽水过程中还应经常对抽水机械的电动机、传动轴、电流及电压等进行检查。基坑开挖前提前进行抽水试验，降水期间实施备用井，单井不满足时启用备用井。
7 结语
施工方案的选择十分重要，往往可以决定了工程施工质量、工期和工程成本。实践证明，管井降水能够达到预期效果。只要根据现场地质及水文地质条件，做好方案设计，注重施工工艺，严格遵循施工要求，就可达到预定的降水深度。管井降水技术受到施工单位的广泛应用和认可，它的应用成果已经得到国内外的普遍支持和推广，同时也是是衡量国家深基坑施工工程科技含量高低的具体标准。管井降水技术具有创新性和高效性。随着经济的全球化，它的应用前景日益广泛，从而使管井降水技术在深基坑工程施工中，发挥最大的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T111-1998）
[2]建筑施工手册（中国建筑工业出版社 第四版）
[3]管井降水在深基坑开挖中的应用 [J]．山西建筑20 10 ,36( 10 )
[4]基础打桩和基坑井点降水情况下周边建筑物沉降观测方法的研究.扬州职业大学学报，2007，（01）