CN101736732B - 超深基坑承压水的减压降水施工方法 - Google Patents
超深基坑承压水的减压降水施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种超深基坑承压水的减压降水施工方法，尤指一种于现场调查试验并取得含水层的渗透系数，并于采用气举反循环导管确保成孔质量，在井管构造进行优化，并以短过滤器适应现场地质条件，保证水头降深的同时能减少总排水量，降水效果佳，对周边环境的影响也可降低，于降水过程中无需大功率的抽水设备，降低能耗且便于施工，尤其适用于圆砾层较厚、渗透性强、水量丰富的现场。
Description
技术领域
本发明涉及一种超深基坑承压水的减压降水施工方法，尤指一种可针对渗透性强、水量丰富的圆砾层的承压水，进行减压降水并减少总排水量及提升降水效果的减压降水施工方法。
背景技术
以杭州市第一条穿越钱塘江的隧道盾构井施工中，其基坑开挖深度近30公尺，属于超深基坑，除了需要降低的承压水水位降幅超过10公尺，并面临钱塘江地区中渗透性强且水量丰富的圆砾层的减压降水问题，为了解决减压降水问题，于现场进行承压水治理的抽水试验，于适当位置钻设降水井，利用小钻头将圆砾、卵石破碎，再以大钻头进行扩孔，添加少量石灰控制泥浆密度与黏度，以立排出沉渣，并准备足量的黏土、膨润土与木屑作为防止钻井过程中漏浆之用，其采用的筛检手段是以普通钢管缠绕铁丝进行筛检，然此超伸基坑承压水的减压降水施工方法使得降水井的出水量大，且水位降深不明显，因此需要藉助超大功率的抽水设备进行抽水作业，才可达到减压降水的成效。
最后是采用悬挂式止水帷幕搭配降水井之承压水减压施工方法，降水井之施工是利用破碎圆砾和添加膨润土、木屑的正循环方法排出孔底沉渣，易造成孔壁透水性遭到破坏，导致滤水管出水量减小，一般的缠丝筛检手段，孔隙率较小并导致井管附近水头损失较大，进而影响降水效果，同时在降水井上设置较长的筛检装置，造成降水井影响深度深、范围大，基坑总涌水量大，又悬挂式止水帷幕需要插入含水层较深处，才能产生明显的绕流效应，但于圆砾层中施工较深的止水帷幕有一定的难度且成本高，又，深基坑施工中所需降低的承压水头较大，采用长滤管，排水量大，需要依靠大功率的抽水设备，于电能供给及排水量方面的要求高，现场实际操作甚为困难，而一般的短滤管具有过水断面积小、流速快的问题，会造成降水井内的水头损失大，达不到减压降水的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种超深基坑承压水的减压降水施工方法，改善目前悬挂式止水惟幕的减压降水施工方法的耗能高、排水量大的问题。
本发明的技术解决方案是：提供一种超深基坑承压水的减压降水施工方法，其特征在于，该减压降水施工方法包含以下步骤：
现场调查试验，查明现场的地质条件及水文参数，并掌握现场的降水井参数与井点；
打设止水帷幕，止水帷幕打入含水层并形成悬挂式止水的基坑边界条件；
降水井成孔，于井点埋设护筒并采用稀释泥浆，确保钻机成孔过程中不坍方，以钻机在井点进行钻孔，至预定深度时提出钻机的钻杆，下气举反循环导管，并以空压机清除孔中沉渣；
降水井成井，采用短过滤器与厚壁井管形成的降水井构造并打入孔中，且短过滤器的底部高于止水帷幕的底部，并进行围填滤料及封孔黏土；
降水井洗井，以马达对降水井反复进行注水、抽水的洗井作业，直至符合设计要求；以及
安装水泵进行抽水，将水泵设置于降水井的厚壁井管内，水泵的吸水口高于短过滤器的底部，利用降水井的井深提高降水效果，并于调试后正式运行。
如上所述的超深基坑承压水的减压降水施工方法，短过滤器进行打眼开孔，使孔隙率大于40％，并于短过滤器外径向设置垫筋，在于垫筋外设置梯形缠丝并紧密缠制，梯形缠丝的短侧边邻近井管。
本发明的优点是：于降水过程中稳定的将基坑内的承压水水头大幅度降低，将基坑外的水头下降深度控制在一个较小的范围内，降水过程中无需依靠大功率的抽水设备抽水，可降低能耗且便于施工，并采用气举反循环导管以确保成孔质量，优化井管构造的强度，以及采用短过滤器来适应现场地质条件，于保证水头降低深度的同时减少了总排水量，使降水效果表现优良，也可减低对周边环境的影响幅度。
附图说明
图1为本发明超深基坑承压水的减压降水施工方法的一具体实施例的流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，揭示本发明所提供的超深基坑承压水的减压降水施工方法的流程示意图，该减压降水施工方法的实施步骤包含：先进行现场调查试验，接着打设止水帷幕，并执行降水井的成孔、成井及洗井作业，再行安装水泵进行抽水而正式运行。
于现场调查试验的步骤中，会先在预定施工的现场进行调查，查明地质的形成年代、形成特征、组成成分与颗粒等相关物理学性质指标，以及其中圆砾层承压含水层的动态变化特征，并了解现场的水文地质和边界条件等，进而分析承压水的可降性，以及确定承压水可降的影响因素，待确定承压水可降的影响因素后，在现场进行针对性的试验，掌握现场承压水设计的必要参数，以设计适合现场地层的降水井各种特征，如：降水井口数、井点、单位涌水量、一定范围内的水位降深等。
于打设止水帷幕的步骤中，是利用打桩机将止水帷幕打入含水层，以形成悬挂式止水的基坑边界条件，为降水井深度缩进至止水帷幕以上提供条件。
于降水井成孔的步骤中，于井点埋设护筒并采用稀释泥浆，确保钻机成孔过程中不坍方，并以钻机于预设井点处进行钻孔，在钻孔过程中，于细粒土层时的钻孔速度可以适当加快，当钻至圆砾层时，应加压慢钻以确保孔闭的垂直度，钻至设计深度时，可提出钻机的钻杆，下气举反循环导管，再以空压机清除孔中沉渣，其中，气举反循环导管底部外侧连接气管至地面，接入大功率的空压机进行气举反循环冲孔，清除孔中沉渣。
于降水井成井的步骤中，采用短过滤器与厚壁井管形成的降水井构造并打入孔中，且短过滤器的底部高于止水帷幕的底部，并进行围填滤料及封孔黏土，其中短过滤器可适应现场工程及地质条件。
于降水井洗井的步骤中，以马达对降水井反复进行注水、抽水的洗井作业，直至符合设计要求。
接着安装水泵进行抽水的步骤，将水泵设置于降水井的厚壁井管内，水泵的吸水口高于短过滤器的底部，利用降水井的井深提高降水效果，并于水泵安装调试后正式运行，此外，水泵的吸水口可以位于筛检装置底部靠上1～2公尺的位置，充分利用降水井的井深，于基坑内形成较大的降落漏斗，提高单井降水效果。
上述中，于降水井成孔的步骤，短过滤器进行打眼开孔，使孔隙率大于40％，于整段短过滤器均匀部设孔，并于短过滤器外径向设置垫筋，在于垫筋外设置梯形缠丝并紧密缠制，梯形缠丝的短侧边邻近井管，其中，井管及短过滤器采用螺纹钢管，另外，于降水井成孔的步骤中，井管依序打入，且相邻井管相焊接并确保气密。
据上所述，本发明超深基坑承压水的减压降水施工方法，采用气举反循环导管确保成孔质量，并加强与优化井管的结构，且利用短过滤器来适应现场施工与地质条件，同时提高孔隙率，减少地下水在筛检装置附近的水头损失，本发明超深基坑承压水的减压降水施工方法，可以在降水过程中稳定的将基坑内的承压水水头大幅度降低，同时将基坑外的水头降深控制在一个较小的范围内，降水过程中无需藉由大功率的抽水设备，降低能耗并便于施工，故本发明超深基坑承压水的减压降水施工方法尤其适用于圆砾层较厚、渗透性强、水量丰富的地区。
Claims (2)
1.一种超深基坑承压水的减压降水施工方法，其特征在于，该减压降水施工方法包含以下步骤：
现场调查试验，查明现场的地质条件及水文参数，并掌握现场的降水井参数与井点；
打设止水帷幕，止水帷幕打入含水层并形成悬挂式止水的基坑边界条件；
降水井成孔，于井点埋设护筒并采用稀释泥浆，确保钻机成孔过程中不坍方，以钻机在井点进行钻孔，至预定深度时提出钻机的钻杆，下气举反循环导管，并以空压机清除孔中沉渣；
降水井成井，采用短过滤器与厚壁井管形成的降水井构造并打入孔中，且短过滤器的底部高于止水帷幕的底部，并进行围填滤料及封孔黏土；
降水井洗井，以马达对降水井反复进行注水、抽水的洗井作业，直至符合设计要求；以及
安装水泵进行抽水，将水泵设置于降水井的厚壁井管内，水泵的吸水口高于短过滤器的底部，利用降水井的井深提高降水效果，并于调试后正式运行。
2.根据权利要求1所述的超深基坑承压水的减压降水施工方法，其特征在于：短过滤器进行打眼开孔，使孔隙率大于40％，并于短过滤器外径向设置垫筋，在于垫筋外设置梯形缠丝并紧密缠制，梯形缠丝的短侧边邻近井管。
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