大口径井点降水工法

大口径井点降水工法

井点降水目前已被广泛地应用于各类地下工程中，可用作上述工程的辅助措施，可降低水位，加强土体，改善施工条件，获得良好的经济、环境效益。

1 特点

1.1大口径井点工法适用范围较广，既可适用于渗透性较强的砂性土，又可适用于渗透性较差的粘性土。

1.2降深大，最大深度可达50m 左右。

1.3大口径井点滤网过水面积大，有效地减少水跃现象，增加了降

水深度。

1.4在同样达到降水效果的前提下，大口径井点的间距较一般井点大，既节省成本、提高工效，又方便管理。

1.5大口径井点刚度大，当土体少量位移时，不易弯曲损坏，保证了降水的连续性。

1.6喷射井点是根据射流原理而设计、效率低、须选用较大功率的高压水泵提供工作水，故耗电量大，而大口径井点一般是用小型深井潜水泵抽水，耗电量仅为喷射井点的30％左右。

1.7大口径井点既可群体使用，也可任意编组或单根使用。

1.8大口径井点里的抽水设备可选性广：既可选用小型深井潜水泵作重力降水，也可在潜水泵抽水的同时另加真空作真空降水，其次可直接放入喷射井点进行水气并抽。

2 适用范围

大口径井管工法，不仅适用于各类砂性土、粘土，而且也适用于淤泥质粘性土。该工法适用降深范围大，一般为8～50m ，当需降低淤泥质土中含水量时，如果降深在20m 以内，可在大口径井管内放入喷射器，再将井管上口密封，形成真空排水，以缩短达到降水效果的时间。当降水深度超过20m 时，可将小型深井潜水泵放入井管内抽水(必要时也可将井管上端密封，另加入真空) 同样也能达到降水目的。遇到地层水源补给较丰富的场合，可将小型深井潜水泵直接从井管内抽水(即重力排水) 也能把地下水降低。本工法一般适用大中型地下工程、深基坑开挖等工程。

3 原理

大口径井点工法主要是将井点管埋设到一定探度的含水地层里，利用井管内外水位差，使土层里的地下水通过砂滤层、滤网流入井管。再被井管内的抽水泵排出地面。另外，也可利用地面上安装的真空泵，通过管路连接，使井管内产生负压，利用井管内外压差，加速地下水的渗流，从而迫使降水区域内的地下水位快速下降，达到降低地下水之目的。 4施工顺序和工艺流程

4.1施工顺序(图1)

4.1.1钻孔：钻孔深度＝井管埋设底标高＋1～1.5m ，钻孔直径：φ800，垂直度1％。

4.1.2下井点管：钻孔到达规定深度后，拔出潜水钻机，即下入井点管到达设计标高，井管上端固定，防止井管维续下沉。

4.1.3加砂：下入井点管后，立即向孔内加砂，黄砂规格按设计要求而选定。

4.1.4抽水清孔：加好黄砂后的井点管要及时抽水清孔。

4.1.5正式抽水：一般情况下，应在地下工程开挖前7天抽水，井

测定水位观测孔内水位是否达到设计要求，工程开挖施工过程中井点降水要连续进行。

4.2工艺流程

4.2.1打井点前准备工作：φ400井点管下部滤网管一般用60目尼龙布包扎，并要将所有孔眼全部包进，扎牢。

4.2.2潜水电机的钻头直径为φ800，钻进速度控制在每分钟50cm ，不宜太快、边钻孔、边向钻机加入压力水，加水流量控制在

1.3m3／min ，水压为0.5Mpa 。同时加入压缩空气，促使泥浆顺利翻出孔口被排走。

4.2.3钻孔到位后，继续向孔内加入清水，将孔内泥浆加以稀释，拔出钻机，要立即居中下入井点，在下井点过程中，井管可能会浮在某一标高上面下不去。要及时向井管内加入清水，增加井管自重，迫使下沉到位，严禁在坍孔情况下插入井管，凡遇坍孔，要拔出井管重新钻孔。

4.2.4砂滤层所用黄砂一般选取中粗偏粗，最好用10～20目加工砂，加砂量由设计计算而定。

4.2.5抽水清孔指井点管加砂后立即抽水，同时向孔内不断加入清

水，利用井管内外水位差，使夹在黄砂里的泥浆不断被井点抽出，提高砂滤层的透水性能。

4.2.6正式抽水应在工程开挖前7天进行，通过群井持续抽水，测定观测孔水位是否下降到设计要求，否则要查明原因，处理后才能正式开挖。

5 材料要求

大口径井点工法主要有井点制作、钻孔沉管、管路安装等组成。

5.1 φ400井点管既可用成品钢管，也可用S6～S7钢板卷制，在焊接中要进行剖口焊接并进行焊接质量检查以确保质量。

5.2井点管的滤网包扎一般可选用60目尼龙网布或铜丝布，包扎过程中拉紧、扎牢，下井管前要检查，有破损及时修补。

5.3钻孔用水应是可饮用的河水，井水及其他清洁水，若含有杂质有毒的工业水、海水和生活废水等不应取用。

5.4井点总管安装分为真空管路与排水管路两种。

5.4.1真空管路一般选用φ4无缝钢管，法兰联接，安装后要泵压，不得有损漏现象。

5.4.2排水总管一般选用钢管，所选口径应根据总的排水量计算决定，安装后泵压并冲清管内杂质。

5.5细黄砂中含有极细颗粒太多，容易使滤网孔眼堵塞，影响渗水效果，故不可作为井点管的砂滤层用料。必须选用中粗以上的黄砂，最好选用10～20目工业砂作滤料。

6 机具设备

施工机具主要为配合井管搬运，钻孔下井管拔井点等工序而配置见表1。

表1

7 施工要点

7.1大口径井管内抽水泵规格型号的选择以现场扬水试验所得参数而定。

7.2为避免下部承压水压力拱穿开挖基坑底板时，井点降水只需将承压水压力释放即可，此时，井点间距可适当放大，或根据抽水试验结果布置。

7.3沉井下沉放坡开挖或板桩护坡开挖，则需将地下水水位降至开挖土面以下0.5～1m 。井点管应按封闭型布置。

7.4当长距离开挖沟槽，井点管布置除了可与分段开挖相同步，还需考虑端头超前降水长度。

7.5为确保成孔质量，潜水钻机钻孔时，进深速度不宜过快。

7.6钻孔中凡发现水压力不足以将泥浆翻出地面时，须及时增加工作水压力和压缩空气用量。

7.7钻孔完毕后，拔钻机下井点管加黄砂都要以最快速度进行以抢在坍孔前完成，保证井管抽水量。

7.8钻孔前井点管黄砂及有关工具等都必须全部到位。

7.9钻孔过程中遇到停水、停电、钻机不能继续往下钻，待水、电恢复正常后方能继续进行。

8 劳动力组织

φ400大口径井点管工法。分为井管加工制作总装，排管路及钻孔下井管两道工序，前道工序的进行主要由机修工、电焊工、辅助工等组成，并由井点加工负责入统一协调。而后道工序主要由测量工、钻机工、起重工、机修工、辅助工等组成，由井点系统负责入统一组织协调，具体劳动组织见表2。

表2`

9 质量要求

9.1所有焊接部分必须保证质量，不得有渗漏、砂眼。

9.2砂滤层所用黄砂必须严格按要求选用。

9.3下井点管时应先超沉一点，然后拔出，若井点管下不到标高，说明下部孔壁已坍，必须拔出重新钻孔。

9.4下井点管前，须对井点滤网布作进一步检查，发现有破损要及时修补。

9.5因井管内的抽水泵宜抽清水，当发现井管内泥浆水浓度较大时，要及时向管注入清水，加以稀释。

9.6观测孔内水位既反映井点抽水效果，又是工程能否开挖的重要依据，因此，观测孔的质量要绝对保证，观测孔的施工除了按井点管施工方法进行沉设外，还必须在砂加好后即刻用φ1／2″橡皮管插入观测孔底部，用清水将管内泥浆翻尽，然后观察管内水位，如能缓缓下降，说明质量合格，否则为不合格。

9.7如需向井点管内加真空，则井点管上口必须密封真空管路也必须密封不漏气。

9.8井点管抽出的地下水必须排到远离开挖面的地方，严禁排出的水回流到开挖面。

9.9钻孔中，电缆线、水管、气管必须随钻机钻头同步进行。

9.10井点管抽水必须要有备用电源。

10 安全措施

应遵照国家颁发的《建筑安装工程安全技术规程》和上海市建设委员会，上海市市政工程管理局颁发的有关安全规定执行。并落实如下安全注意事项。

10.1井点管制作安装必须听从安全技术负责人的统一指挥。 10.2钻机移位时，必须听从机长统一指挥。

10.3钻机定位后必须垫实放稳。

10.4钻孔前应同有关部门联系好，摸清地下管线确切位置，制定切实可靠的措施保护好地下管线。

10.5钻孔时翻出的泥浆水应妥善处理好，不能污染环境。

10.6在沉设井管加黄砂前，孔位旁所搁跳板应垫实，有关操作人员应穿防滑鞋，以免滑入孔内，引起事故。

1l 经济效益

大口径井点工法推广应用以来，已在8个重点工程和近10个一般工程中得到应用，其显著的经济效益已被许多单位认可，并主动采用。 11.1地铁101#端头井槽壁开挖：开挖面积约600m2，若选用喷射井点降水，至少要用50根井管，而改用大口径井点管，只需在开挖面内布置6根(实际上只用4根，2根为备用) ，总费用只占喷射井点管

的28％，直接经济效益近6万元，而且大口径井点管加工简单、数量少，易于管理，有利于加快施工进度。

11.2超过10m 深度的沉井，其周围土体随沉井下沉而不断流失坍塌，如用喷射井点降水，则会发生井管弯曲，甚至折断下沉，影响正常抽水，损坏率一般达50％左右，采用大口径井点管降水，因其整体刚度大，在实际使用中未发现有弯曲损坏现象，提高了重复使用率，节约了维修保养，增补井点管等方面的经费。

11.3大口径井点管运行时的耗电量仅为喷射井点管的20％～30％，而井管内水位降深却比喷射井点增加一倍以上，这在目前能源紧张的情况下，更显示出其优越性。

12 工程实例

12．1地铁101＃端头井槽壁开挖，面积为20～30m ，挖深14m 左右，地质条件为3.25～17m 是一层厚度为13.5m 的淤泥质粘土夹薄层少量粉砂，含水量在41.5％～52.7％之间，下部是灰黑色粉细砂承压含水层，承压水水头为12m 。边开挖边分层支撑。为降低下部承压水水头及改善开挖面内淤泥质粘土的施工条件；在开挖面内共布置了6根21m 长的φ400大口径井点实际开挖过程中只使用2～4根，收到了良好的降水效果，持续降水1月后，淤泥质粘土含水量减少，强度明显增加，既改善了施工条件，又增加丁槽壁的稳定性，有关抽水之后的淤泥质粘土物理力学指标的变化值见表3、表4。

表3

12.2地铁101＃端头井东线隧道盾构进洞降水段，共布置5根×14m 深的大口径井点降水，当直径为φ6.7m 的井壁洞门全部打开时，土体干燥无一点坍塌，确保了盾构顺利进洞，同时本次井点离盾构外壁距离约1.5～2m ，虽然较近，但并未因推进引起土体移位而变形，降水结束后井管拔出时仍笔直挺拔。