CN104775443A - 一种井点降水方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种井点降水方法及装置，所述方法包括：1）根据工程要求预备用作降水的井点管，所述井点管为外直径小于30mm的镀锌钢管；2）安装各所述井点管；3）安装各所述井点管的抽水设备。所述装置包括：用于降水的滤水管、井点管及抽水设备，所述井点管为外直径小于30mm的镀锌钢管，所述抽水设备为单相自吸泵，每台所述单相自吸泵与3～5个所述井点管连接形成一个井点降水单元，各所述井点降水单元与排水总管连接。本发明具有结构简单、易于维修、降水效果好的优点。

Description

一种井点降水方法及装置

技术领域

本发明涉及施工技术领域，特别涉及一种井点降水方法及装置。

背景技术

井点降水，是人工降低地下水位的一种方法。故又称“井点降水法” 在基坑开挖前，在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备抽水使所挖的土始终保持干燥状态的方法。 一般该方法用于地下水位比较高的施工环境中，是土方工程、地基与基础工程施工中的一项重要技术措施，能疏干基土中的水分、促使土体固结，提高地基强度，同时可以减少土坡土体侧向位移与沉降，稳定边坡，消除流沙，减少基底土的隆起，使位于天然地下水以下的地基与基础工程施工能避免地下水的影响，提供比较干的施工条件，还可以减少土方量、缩短工期、提高工程质量和保证施工安全。

由于现场的施工条件及地质条件的制约，然而每种工艺都有其局限性，通过对同行业在近20项水利、市政、房建工程中采用类似井点降水施工方法在施工过程中所出现的112次故障情况进行统计与分析，得出因各类故障导致降水效果不佳的原因包括：

轻型井点等管路过长，分支多，密封度差，导致管井真空度不足，影响出水量；大口径管井（或深井）成井质量控制较为复杂，单井出水量较大，易出泥、出沙。

喷射井点施工工艺较为复杂，维护困难，配套功率较大，运行能耗费用较高；断电、漏气等运行故障导致井管淤塞，出水能力逐渐下降等。

特别是粉沙地质，若使用常规的井点降水施工工艺施工，将容易产生各种问题，如真空度不足、出泥和出沙等问题，影响施工。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种井点降水方法及装置，以解决现有技术中存在的上述问题，其具有结构简单、易于维修、降水效果好的优点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种井点降水方法，包括：

1）根据工程要求预备用作降水的井点管，所述井点管为外直径小于30mm的镀锌钢管，所述井点管下端通过镀锌管头连接有与井点管同直径的镀锌滤水管，所述滤水管钻有直径为5mm、间距15mm的梅花孔，外包100目尼龙网2～3层、钢丝网二层，每隔10mm用0.8mm镀锌铁丝捆扎；

2）安装各所述井点管：根据降水深度与降水面积，确定井点管数量与间距，所述井点管数量计算公式为：

n为井点管数量，Q为基坑总涌水量，q为单根井点管每天的出水量，其中，

Q为基坑总涌水量，K为渗透系数，H₀为有效带深度，S为水位降低值，R为抽水影响半径，X₀为基坑半径；

所述井点管间距的计算公式为：D=M/n, M为基坑周长，n为井点管数量；

利用高压水泵冲孔，成孔直径大于120cm，成孔后下沉连接有滤水管的井点管，确保井点管处于井孔中间位置，向井孔内缓慢灌入粗沙滤料，滤料回填到至距离原状地面2～3m后用直径20mm的粘土球对井孔进行封堵至地面，井点管的垂直度控制在1%以内；

3）安装各所述井点管的抽水设备，所述抽水设备为单相自吸泵，将3～5个所述井点管并联后与一台所述单相自吸泵相连形成一个井点降水单元，所述井点管上端通过PVC三通和橡皮管与单相自吸泵连接。各所述单相自吸泵的出水管通过连接管与直径200mm的PVC排水总管连接；

4）安装完毕后进行抽水检查，检查有无井点管淤塞的死井，通过管内水流声、井点管表面是否潮湿等方法进行检查死井，死井数量不能超过10%，还应检查整个降水系统有无漏气现象。

可选地，所述井点管采用外直径25 mm、厚度2.5 mm的镀锌钢管，所述井点管长度为H：

H₁为现状地面至基坑底面距离，h为基坑中央最深挖掘面至降水曲线最高点的安全距离，I×L为降水曲线坡度与井点至基坑中心短边距离的乘积,为滤水管长。

可选地，所述滤水管长度为2m。

可选地，所述滤料包裹滤水管的厚不小于50mm。

可选地，安装各所述井点管,冲孔前还包括：

1）测量放线；

2） 挖井点管沟槽。

另外，本发明还提供一种井点降水装置，包括用于降水的滤水管、井点管及抽水设备，其特征在于，所述井点管为外直径小于30mm的镀锌钢管，所述井点管下端通过镀锌管头连接有与井点管同直径的镀锌滤水管，所述抽水设备为单相自吸泵，将3～5个所述井点管并联后与一台所述单相自吸泵相连形成一个井点降水单元，所述井点管上端通过PVC三通和橡皮管与单相自吸泵连接。各所述单相自吸泵的出水管通过连接管与直径200mm的PVC排水总管连接。

可选地，所述井点管采用外直径25 mm、厚度2.5 mm的镀锌钢管，所述井点管长度为H：

H₁为现状地面至基坑底面距离，h为基坑中央最深挖掘面至降水曲线最高点的安全距离， I×L为降水曲线坡度与井点至基坑中心短边距离的乘积,为滤水管长。

可选地，所述滤水管钻有直径为5mm、间距15mm的梅花孔，外包100目尼龙网2～3层、钢丝网二层，每隔10mm用0.8mm镀锌铁丝捆扎。

由上可见，应用本实施例技术方案，由于采用小口径镀锌钢管井点降水与传统的井点降水相比，结构简单、施工速度快，可以避免或减少分级降水级数，节约了人力成本且降水效果好，该方案采用3～5井一联，使用小功率单相自吸泵抽水，对井点管密封性可以较好的控制，故障检修容易，大大的降低了其他降水方式可能出现的故障和安全事故，且单井故障不影响整体降水，大大降低了施工风险。

附图说明

图1为本发明提供的一种井点降水单元构成示意图。

图2为本发明提供的一种井点降水单元连接平面示意图。

图中：1、单相自吸泵；2、三通；3、橡皮套管；4、井点管；5、滤水管； 6、水位降低线；7、单相自吸泵出水管；8、不透水层；9、井点降水单元；10、排水总管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本实施例提供一种井点降水方法，利用轻型井点降水原理，结合了轻型井点降水以及喷射井点降水的优点，在井点结构的设计和抽水方法上采用有重要创新的小口径镀锌钢管井点降水，与传统的降水方法相比有了较大突破。本发明提供的一种井点降水方法包括：

1）根据工程要求预备用作降水的井点管，所述井点管采用外直径小于30mm的小口径镀锌钢管，可以但不限于，所述井点管采用外直径25 mm、厚度2.5 mm的镀锌钢管，所述井点管长度为H：

H₁为现状地面至基坑底面距离，h为基坑中央最深挖掘面至降水曲线最高点的安全距离， I×L为降水曲线坡度与井点至基坑中心短边距离的乘积,为滤水管长。

例如，所述井点管采用外直径25毫米、厚度2.5毫米、长14米无缝镀锌钢管，管下端配2.0米长滤水管，所述滤水管采用与井点管同直径镀锌钢管，井点管和滤水管之间通过镀锌管接头连接，所述滤水管部位钻梅花孔，所述梅花孔直径5mm，间距15mm，外包尼龙网(100目)2-3层，钢丝网二层，外缠0.8毫米镀锌铁丝，间距10mm。

2）安装各所述井点管，包括：

测量放线 → 挖井点沟槽 → 冲孔 → 下沉井管以及滤管，并调整居中 → 灌填粗沙滤料 → 上部回填粘土密封

    可以但不限于，冲孔时采用7.5 kw高压水泵，通过软管与一根外直径48mm钢管相连，钢管端部设有喷水孔，由两名操作工人手持钢管在井点管位置上下抽动，直至成孔，成孔深度一般比滤水管底深0.5m，冲孔时注意钢管垂直插入水中，并做左右上下摆动，成孔直径平均在120cm以上，成孔后立即拔出钢管，插入井点管，并确保滤水管处于井孔中间位置，向孔内缓缓灌入中粗沙，防止堵孔，并在填沙时轻微上提井点管，确保滤料回填密实均匀。滤料回填至距离原状地面2-3m后用直径20mm左右的粘土球将上部井孔封堵，并人工压实，滤料包裹滤水管厚度不小于50mm。井点管结构、井点管间距、埋设深度要符合设计，一组井点管和接头中心，应保持在一条直线上；井点管垂直度控制在1%以内，井孔直径误差控制在±10mm以内 ，全部井点管的施工方法与要求与单井点管施工相同。

    所述井点管埋设完成后应检查其渗水性能，检查方法为，在正常情况下，井点管口应有地下水向外冒出；否则从井点管口向管内灌清水，看管内水位下降情况，水位下降越快，井点质量越好。井点管埋设结束要快速接抽水设备，防止静置时间过长井点淤塞。

安装各所述井点管之前，还包括计算确定所述井点管的数量与间距。具体如下（按照无压非完整井，抽水原理与轻型井点基本相同，计算依据参照轻型井点）：

n为井点管数量，Q为基坑总涌水量，q为单根井点管每天的出水量，其中，

式中，Q为基坑总涌水量（由于井底未达不透水层，所以按照无压非完整井计算），K为渗透系数，H₀为有效带深度，S为水位降低值，R为抽水影响半径，X₀为基坑假想半径，譬如，取K＝2m/d,H₀=1.85×(S¹+l₀)=1.85× 16=29.6m，s¹为基坑降水深度；l₀为滤水管长度，

S=9m ，，

，A为降水面积，若，则

，d为井点管内径，为滤水管长度，此时所述井点管的数量，

此时井点管间距d为，d=D/n=2×（125+105）/180=2.5m, D为基坑周长。

3）安装各所述井点管的抽水设备，包括：

将若干个所述井点管并联后接入一台单相自吸泵，形成一个井点降水单元，然后将各所述井点降水单元与排水总管连接。可以但不限于，采用三个所述井点管、四个所述井点管、或五个所述井点管并联后接入一台单相自吸泵，形成一个井点降水单元。一般按照涌水量、渗透系数、井点管数量与间距、降水深度以及需用水泵功率等数据来选择水泵的型号（包括流量、吸程等），譬如选择1ZDB65型单相自吸泵作为降水用泵。所述单相自吸泵功率为750 W，流量3.5m³/h；吸程9m（实际使用时达到12m以上），配套接管外径25mm，根据降水深度要求，以及单相自吸泵抽真空能力，可以采用三井、四井、五井等并联后总管接所述单相自吸泵，保证所述单相自吸泵在各并联井点管单元管道内能够形成70kpa左右的真空压力，日最大抽水流量可以达到左右。在正式开工前，还要及时办理用电手续，布置好比较合理的供电线路，每个降水单元都有独立的线路控制，并做好用电安全工作，保证在抽水期间不会长时间停电。抽水应连续进行，特别是开始抽水阶段，时停时抽，会导致井点管的滤网阻塞。同时由于中途反复长时间停止抽水，造成地下水位上升，会引起土方边坡塌方等事故。

如采用三个所述井点管并联，通过外直径30mm、厚度2.5mm的 PVC三通及橡皮套管连接所述单相自吸泵。整个降水系统安装功率750 W单相自吸泵60台，即60个井点降水单元，每个单相自吸泵出水管通过连接管道汇入直径200mm 的PVC排水总管，通过并机联网将抽水排出基坑开挖范围之外。井点降水还应经常进行检查，其出水规律应“先大后小，先浑后清”，若出现异常情况，应及时进行检查并排除。在抽水过程中，应经常检查和调节单相自吸泵的出水流量，当地下水位降到所要求的水位后，要减少或间隔停止部分单相自吸泵的出水量，尽量使抽吸与排水保持均匀，达到细水长流；管路密封性（真空度）是影响井点降水单元能否顺利进行降水的主要技术指数，现场设专人经常检查，若抽水过程中发现水泵出水量明显减少，应立即检查整个抽水系统有无漏气环节，并应及时排除；在抽水过程中，特别是开始抽水时，应检查有无井点管淤塞的死井，可通过管内水流声、管子表面是否潮湿等方法进行检查。如“死井”数量超过10%，则严重影响降水效果，应及时采取措施，及时补井；在井点施工之前应勘测现场，采用高压水冲法成孔，若发现场内有旧基础、隐性墓地等应及早上报；基坑周围上部应挖好截水沟，防止雨水流入基坑；井点位置应距坑边2～2.5m，以防止井点设置影响坑边土坡的稳定性。水泵抽出的水应按施工方案设置的明沟远离基坑排出，以防止渗入基坑周边回流，影响降水效果。

本技术克服了采用轻型井点、喷射井点等降水方法因真空度不足等因素导致的影响出水效果以及多级降水导致施工干扰问题，使用小口径镀锌钢管，相比其他材质管材而言，不仅减少水头损失，而且保证管材不因负压过大而造成管道变形，解决了管井（深井）降水出泥出沙难以控制、降水不均匀的弊端，且具有成井简单，施工速度快、真空度高和运行能耗低等优点。

实施例2：

本实施例提供一种井点降水装置，包括用于降水的井点管及抽水设备，所述井点管采用外直径小于30mm的小口径镀锌钢管。

可以但不限于，所述井点管采用直径25 mm、厚度2.5 mm的镀锌钢管，所述井点管长度为H：

H₁为现状地面至基坑底面距离；h为基坑中央最深挖掘面至降水曲线最高点的安全距离；I×L为降水曲线坡度与井点至基坑中心短边距离的乘积;为滤水管长。

若干个所述井点管并联后接入一台单相自吸泵，形成一个井点降水单元，各所述井点降水单元与排水总管连接。可以但不限于，采用三个所述井点管、四个所述井点管、或五个所述井点管并联后接入一台单相自吸泵，形成一个井点降水单元。一般按照涌水量、渗透系数、井点管数量与间距、降水深度以及需用水泵功率等数据来选择水泵的型号（包括流量、吸程等），譬如选择1ZDB65型单相自吸泵作为降水用泵。所述单相自吸泵功率为750 W，流量3.5m³/h；吸程9m（实际使用时达到12m以上），配套接管外径25mm，根据降水深度要求，以及单相自吸泵抽真空能力，可以采用三井、四井、五井等并联后总管接所述单相自吸泵，保证所述单相自吸泵在各并联井点管单元管道内能够形成70kpa左右的真空压力，日最大抽水流量可以达到40m³/d左右。在正式开工前，要及时办理用电手续，布置好比较合理的供电线路，每个降水单元都有独立的线路控制，并做好用电安全工作，保证在抽水期间不会长时间停电。抽水应连续进行，特别是开始抽水阶段，时停时抽，会导致井点管的滤网阻塞。同时由于中途反复长时间停止抽水，造成地下水位上升，会引起土方边坡塌方等事故。

如图1所示，采用三个所述井点管4并联，通过直径30 mm、厚度2.5mm PVC三通2及橡皮套管3连接所述单相自吸泵1形成一个井点降水单元9，其中5为滤水管， 6为水位降低线，7为单相自吸泵出水管，8为不透水层。如图2所示，整个降水系统安装750 W单相自吸泵60台，即60个井点降水单元9，每个单相自吸泵出水管7通过连接管道汇入直径200mm 的PVC排水总管10，通过并机联网抽水将抽水排出基坑开挖范围之外。采用化整为零，将降水的大整体打散，形成一个个小降水单元，三到五井一联，配备小功率单相自吸泵，不仅大大提高了设备的真空度，容易检修，而且大大降低了使用过程的能耗费用。所述井点管的数量与间距设置参见实施例1中。

本设备克服了轻型井点、喷射井点等因真空度不足等因素影响出水效果以及多级降水导致施工干扰问题；解决了管井（深井）降水出泥出沙难以控制、降水不均匀的弊端。

采用小口径镀锌钢管井点降水与传统的井点降水相比，施工速度快，且成井深度大，可以避免或减少分级降水级数，不仅节约了人力成本，而且大大加快基坑施工进度；该工艺采用3-5井一联，使用小功率单相自吸泵抽水，对井点管密封性可以较好的控制，故障检修容易，大大的降低了其他地下降水方式可能出现的故障和安全事故，且单井故障不影响整体降水，大大降低了施工风险；镀锌钢管强度大，不变形，可全部回收重复使用，节约成本；设备运行耗能费用低，0.75kw×60台套连续运行=45kw/h、   45kw×24h×90d×0.5元/kwh=48600元，相比轻型井点降水（7．5kw×14台套连续运行=105kw/h、105kw×24h×90d×0.5元/kwh=113400元）和喷射井点降水（10kw×10台套连续运行=100kw/h、100kw×24h×90d×0.5元/kwh=108000元），设备运行耗能费用分别低64800元和59400元。

本施工技术适用于粉质粘土、粉沙土、沙土等降水能力较强，含水量较大（一般20% -35%），渗透系数一般为0.1-10m/d的土质的基土降水。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种井点降水方法，其特征在于，包括：

1）根据工程要求预备用作降水的井点管，所述井点管为外直径小于30mm的镀锌钢管，所述井点管下端通过镀锌管头连接有与井点管同直径的镀锌滤水管，所述滤水管钻有直径为5mm、间距15mm的梅花孔，外包100目尼龙网2～3层、钢丝网二层，每隔10mm用0.8mm镀锌铁丝捆扎；

2）安装各所述井点管：根据降水深度与降水面积，确定井点管数量与间距，所述井点管数量计算公式为：

n为井点管数量，Q为基坑总涌水量，q为单根井点管每天的出水量，其中，

Q为基坑总涌水量，K为渗透系数，H₀为有效带深度，S为水位降低值，R为抽水影响半径，X₀为基坑半径；

所述井点管间距的计算公式为：d=D/n, D为基坑周长，n为井点管数量；

利用高压水泵冲孔，成孔直径大于120cm，成孔后下沉连接有滤水管的井点管，确保井点管处于井孔中间位置，向井孔内缓慢灌入粗沙滤料，滤料回填至距离原状地面2～3m后用直径20mm的粘土球对井孔进行封堵至地面，井点管的垂直度控制在1%以内；

3）安装各所述井点管的抽水设备，所述抽水设备为单相自吸泵，将3～5个所述井点管并联后与一台所述单相自吸泵相连形成一个井点降水单元，所述井点管上端通过PVC三通和橡皮套管与单相自吸泵连接;各所述单相自吸泵的出水管通过连接管与直径200mm的PVC排水总管连接；

4）安装完毕后进行抽水检查，检查有无井点管淤塞的死井，通过管内水流声、井点管表面是否潮湿等方法进行检查死井，死井数量不能超过10%，还应检查整个降水系统有无漏气现象。

2.如权利要求1所述的井点降水方法，其特征在于，所述井点管采用外直径25 mm、厚度2.5 mm的镀锌钢管，所述井点管长度为H：

H₁为现状地面至基坑底面距离，h为基坑中央最深挖掘面至降水曲线最高点的安全距离， I×L为降水曲线坡度与井点至基坑中心短边距离的乘积,为滤水管长。

3.如权利要求1或2所述的井点降水方法，其特征在于，所述滤水管长度为2m。

4.如权利要求1所述的井点降水方法，其特征在于，所述滤料包裹滤水管的厚不小于50mm。

5.如权利要求1所述的井点降水方法，其特征在于，冲孔之前还包括：1）测量放线； 2） 挖井点管沟槽。

6.一种井点降水装置，包括用于降水的滤水管、井点管及抽水设备，其特征在于，所述井点管为外直径小于30mm的镀锌钢管，所述井点管下端通过镀锌管头连接有与井点管同直径的镀锌滤水管，所述抽水设备为单相自吸泵，将3～5个所述井点管并联后与一台所述单相自吸泵相连形成一个井点降水单元，所述井点管上端通过PVC三通和橡皮套管与单相自吸泵连接;各所述单相自吸泵的出水管通过连接管与直径200mm的PVC排水总管连接。

7.如权利要求6所述的井点降水装置，其特征在于，所述井点管采用外直径25 mm、厚度2.5 mm的镀锌钢管，所述井点管长度为H：

H₁为现状地面至基坑底面距离；h为基坑中央最深挖掘面至降水曲线最高点的安全距离；I×L为降水曲线坡度与井点至基坑中心短边距离的乘积;为滤水管长。

8.如权利要求6或7所述的井点降水装置，其特征在于，所述滤水管钻有直径为5mm、间距15mm的梅花孔，外包100目尼龙网2～3层、钢丝网二层，每隔10mm用0.8mm镀锌铁丝捆扎。