CN111335344A - 地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法 - Google Patents

地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法 Download PDF

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CN111335344A CN202010196487.0A CN202010196487A CN111335344A CN 111335344 A CN111335344 A CN 111335344A CN 202010196487 A CN202010196487 A CN 202010196487A CN 111335344 A CN111335344 A CN 111335344A
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童孝龙
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谢阿梅
彭起瑞
李宗伟
赵乐乐
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China Railway Sixth Group Co Ltd
Guangzhou Engineering Co Ltd of China Railway Sixth Group Co Ltd
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D19/00Keeping dry foundation sites or other areas in the ground
    • E02D19/06Restraining of underground water
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    • E02D19/10Restraining of underground water by lowering level of ground water

Abstract

本发明涉及建筑施工领域,公开了一种地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法。该方法包括:(1)测量放样;(2)测中整平;(3)钻进成孔;(4)下井管和滤水管;(5)回填砂砾;(6)封井:将水泥浆通过注浆管注入井内;(7)洗井:采用空压机将压缩空气通过进气管通到排水管下部,使得排水管外的泥浆在排水管内外压力差的作用下流进排水管内,并经由排水管带出井外,当排水管的出水符合设计洗井质量要求时,结束洗井;(8)试抽水:下泵试抽,试抽成功,则成井完毕;(9)正式降水:通过超级压吸联合抽水系统将降水井内的明水抽至基坑顶部的排水沟。本发明实现了对深基坑进行快速、有效地降水,从而满足深基坑工程中的降水需求。

Description

地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域,尤其涉及地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法。
背景技术
随着城市发展的需要及地铁施工技术的成熟,地铁在城市中得到了广泛的应用。地铁深基坑开挖深度一般在20m~30m不等,地下水位高于开挖底面,降水不及时地下水会不断渗入坑内,从而引发边坡失稳、基础流砂、坑底隆起、坑底管涌和地基承载力下降等问题。为防止可能发生突涌、流砂、隆起的危险,降低承压水位、减除压力、保证基坑开挖的安全性,一般都需要采取相应的降水措施。
实际施工中往往在基坑开挖前采用钢板桩、水泥搅拌桩或截水帷幕控制地下水,但此类方法只能满足涌水量较小且降水深度较浅的工程,对地铁线路的深基坑工程作用有限。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法,旨在实现对深基坑进行快速、有效地降水,从而满足深基坑工程中的降水需求。
本发明提供了一种地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法,所述地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法包括如下步骤:
(1)测量放样:根据降水井平面布置图及现场情况测放井位,做好标记;
(2)测中整平:在井位上埋设护孔管,护孔管垂直于地面并打入原状土中10~20cm,外围用粘土填实夯实;
(3)钻进成孔:准备好井管、沙料,开始钻孔,钻进过程中,悬挂钻机的大钩吊紧后徐徐给进,每钻进一根钻杆扫孔一次,并清理孔内泥块后再接新钻杆,终孔后彻底清孔,直到返回泥浆内不含泥块,且泥浆含砂量小于12%后提钻;
(4)下井管和滤水管:按设计井深事先将井管排列、组合,下管时,将井管平稳入孔并将不同井管进行无缝焊接,在滤水管上下部各加一组扶正器后,使滤水管平稳入孔、自然落下;
(5)回填砂砾:将填砂沿井壁四周均匀徐徐填入,确保滤料不架空,并随填随测填砂顶面的高度,不得超高,水平向填砂厚度不小于150mm,井孔内沉淀厚度不大于0.5m,将滤料沿四周均匀下入,边洗井边下滤料,待洗井结束后,井孔上部2m用粘性土封井;
(6)封井:根据降水井剩余深度,准备好水泥,安装好注浆设备、电缆及注浆管,预搅拌水泥浆,将水泥浆通过注浆管注入井内,待水泥浆达到初凝时间后,抽出井管内残留水,并观测井管内的水位深度和标高变化情况,直至井管内的水位不再升高后,割除基坑底板以上降水井管,井管内回填与底板同标号的混凝土,混凝土顶面低于底板顶面,并在井内焊接一块厚4~6mm的钢板;
(7)洗井:采用空压机将压缩空气通过进气管通到排水管下部,使得排水管外的泥浆在排水管内外压力差的作用下流进排水管内,并经由排水管带出井外,当排水管的出水符合设计洗井质量要求时,结束洗井;
(8)试抽水:下泵试抽,试抽成功,则成井完毕;
(9)正式降水:基于成井安装超级压吸联合抽水系统,所述超级压吸联合抽水系统包括位于降水井外部的真空泵和空气压缩机,所述真空泵的抽水管接入降水井底部,所述空气压缩机的送气管接入降水井中并与所述抽水管连通,降水时,所述空气压缩机通过所述送气管送气,所述真空泵抽吸降水井内的水、气,以将降水井内的明水抽至基坑顶部的排水沟。
可选的,在步骤(3)中,钻孔的孔径不小于设计孔径,孔深不小于设计孔深,孔斜不超过1%;钻进过程中,供钻井液循环用的循环泥浆池的容积不小于20m3,泥浆比重保持在1.10~1.15。
可选的,在步骤(4)中,所述井管的管径为600mm,所述滤水管的管径为600mm,孔隙率大于或等于30%。
可选的,在步骤(4)中,滤水管选用缝隙宽度为1.5~2.0mm的桥式滤水管,或孔径为10-15mm的圆孔滤水管,所述滤水管外包三层60目滤网。
可选的,在步骤(5)中,填砂的粒径符合公式:D50=(8~12)*d50,其中,D50为填砾粒径,d50为滤水管周围含水层颗粒粒径。
可选的,在步骤(6)中,将水泥浆通过注浆管注入井内具体包括:
注浆时,首先下入注浆管,注浆管口距井管底部1.5m时开始注浆,边注浆边缓慢上提注浆管,并且保证注浆管口位于水泥浆液面1m之下,使得水泥浆通过滤水管进入降水井周围,并将滤水管缝隙堵死,待水泥浆高出底板底面或高出滤水管顶面1~2m后,停止注浆。
可选的,所述水泥浆的体积为2~3m3,水灰比为0.8~1.0,注浆压力为0.1~0.4MPa。
可选的,在步骤(7)中,设计洗井质量要求包括:
排水管出水量符合设计要求,且相隔30min连续两次实测出水量相差不大于10%,井口出水的泥砂含量体积比小于0.1‰,以及沉淀管内沉渣厚度小于100mm。
可选的,在步骤(8)中,试抽水具体包括:
将水泵安置在目的水位标高以下1.0~1.5m处,通过水泵将井内明水抽至深基坑外的排水沟,直至井内水位降至设计要求的最大目的水位处,其中,抽水开始后,在第5min、10min、15min、30min各测一次井内动水位及井口出水量,以后每隔30min测一次,当试抽水的稳定延时时间符合设计要求时,试抽成功。
可选的,试抽水的稳定延时时间的设计要求包括:粘性土为主潜水含水层不小于24h,粉土粉砂为主潜水含水层不小于16h,以及承压含水层不小于8h。
本发明提供的地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法,通过采用测量放样,测中整平,钻进成孔,下井管和滤水管,回填砂砾,封井,洗井,试抽水的操作流程进行成井,保证了成井的施工质量,通过基于成井安装超级压吸联合抽水系统,通过超级压吸联合抽水系统将降水井内的明水抽至基坑顶部的排水沟,实现了对深基坑进行快速、有效地降水,从而满足了深基坑工程中的降水需求,保证了深基坑工程的顺利进行。
附图说明
图1为本发明地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法第一实施例的流程示意图;
图2为本发明地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法实施例中采用空压机洗井的原理示意图。
附图标记:
1-空压机;2-进气管;3-井管;4-排水管;5-阀门;6-泥浆池。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
参照图1,图1为本发明地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法第一实施例的流程示意图,该方法包括如下步骤:
101,测量放样:根据降水井平面布置图及现场情况测放井位,做好标记;
首先,根据降水井平面布置图及现场情况测放井位,做好标记。如果布设的井点存在地面障碍物,应当设法清除障碍物,以利于钻井的进行。若地面障碍物不易清除或受其他施工条件的影响,无法在原布设井位进行施工时,应及时沟通并采取其他措施,必要的时候可对井位作适当调整。
102,测中整平:在井位上埋设护孔管,护孔管垂直于地面并打入原状土中10~20cm,外围用粘土填实夯实;
钻井井位确定后应放在硬粘土或碎石道渣上。钻机安放稳固、水平、护孔管(开孔后下入钻孔中,用于导向及保护孔口的第一层)中心、磨盘中心、大钩应成一垂线。埋设护孔管要求垂直,并打入原状土中10~20cm,外围用粘土填实夯实,井管、砂料到位后才能开钻,要求整个钻孔孔壁圆整光滑,钻进时不允许采用有弯曲的钻杆。
103,钻进成孔:准备好井管、沙料,开始钻孔,钻进过程中,悬挂钻机的大钩吊紧后徐徐给进,每钻进一根钻杆扫孔一次,并清理孔内泥块后再接新钻杆,终孔后彻底清孔,直到返回泥浆内不含泥块,且泥浆含砂量小于12%后提钻;
其中,钻孔的孔径不小于设计孔径,孔深不小于设计孔深,孔斜不超过1%;钻进过程中,不得使用粘土造浆护壁,必须保证清水供给,尽量采用地层自然造浆,供钻井液循环用的循环泥浆池的容积不小于20m3,泥浆比重保持在1.10~1.15,以便控制泥浆稠度。整个钻进过程中,要求大钩吊紧后徐徐给进(始终处于减压钻进),避免钻具产生一次弯曲,特别是开孔口不能让机上钻杆和水接头产生大幅摆动。每钻进一根钻杆应重复扫孔一次,并清理孔内泥块后再接新钻杆,终孔后应彻底清孔,直到返回泥浆内不含泥块,且泥浆含砂量小于12%后提钻。
104,下井管和滤水管:按设计井深事先将井管排列、组合,下管时,将井管平稳入孔并将不同井管进行无缝焊接,在滤水管上下部各加一组扶正器后,使滤水管平稳入孔、自然落下;
该步骤中,按设计井深事先将井管排列、组合,下管时所有深井的底部按标高严格控制,并且保持井口标高一致。井管应平稳入孔,每节井管的两埠要找平,其下端有45度坡角,焊接时二节井管应从方向找直,并对称焊接,确保焊接垂直,完整无隙,保证焊接强度,以免脱落。为了保证井管不靠在井壁上和保证填砂厚度,在滤水管上下部各加一组扶正器,保证环状填砂间隙厚度大于150mm,过滤器应刷洗干净。下管要准确到位,自然落下,稍转动落到位,不可强力压下,以免损坏过滤器结构。
具体实施时,井管的管径可以为600mm,滤水管的管径可以为600mm,孔隙率大于或等于30%。
进一步地,滤水管可以选用缝隙宽度为1.5~2.0mm的桥式滤水管,或孔径为10-15mm的圆孔滤水管,且滤水管外包三层60目滤网。
105,回填砂砾:将填砂沿井壁四周均匀徐徐填入,确保滤料不架空,并随填随测填砂顶面的高度,不得超高,水平向填砂厚度不小于150mm,井孔内沉淀厚度不大于0.5m,将滤料沿四周均匀下入,边洗井边下滤料,待洗井结束后,井孔上部2m用粘性土封井;
将填砂(中~粗砂)沿井壁四周均匀徐徐填入,确保滤料不架空,并随填随测填砂顶面的高度,不得超高,水平向填砂厚度不小于150mm,垂向填砂高度严格按设计图纸进行,井孔内沉淀厚度不得大于0.5m;滤料必须沿四周均匀下入,边洗井边下滤料,待洗井结束后,井孔上部2m用粘性土封井。
进一步地,上述填砂的粒径可以符合公式:D50=(8~12)*d50,其中,D50为填砾粒径,d50为滤水管周围含水层颗粒粒径。
106,封井:根据降水井剩余深度,准备好水泥,安装好注浆设备、电缆及注浆管,预搅拌水泥浆,将水泥浆通过注浆管注入井内,待水泥浆达到初凝时间后,抽出井管内残留水,并观测井管内的水位深度和标高变化情况,直至井管内的水位不再升高后,割除基坑底板以上降水井管,井管内回填与底板同标号的混凝土,混凝土顶面低于底板顶面,并在井内焊接一块厚4~6mm的钢板;
根据降水井剩余深度,准备好水泥,每包水泥可充填约0.8m的井管(若井深较深,可先充填瓜子片、小石子至底板下2~3m作为找平层,同时下好注浆管),安装好注浆设备、电缆及注浆管并试运行,以保证注浆系统完好,预搅拌水泥浆,将水泥浆通过注浆管注入井内。
其中,将水泥浆通过注浆管注入井内具体可以包括:注浆时,首先下入注浆管,注浆管口距井管底部1.5m时开始注浆,边注浆边缓慢上提注浆管,并且保证注浆管口位于水泥浆液面1m之下,使得水泥浆通过滤水管进入降水井周围,并将滤水管缝隙堵死,待水泥浆高出底板底面或高出滤水管顶面1~2m后,停止注浆。
进一步地,上述水泥浆的体积可以为2~3m3,水灰比可以为0.8~1.0,注浆压力可以为0.1~0.4MPa。
当水泥浆达到初凝时间后,抽出井管内残留水,并及时观测井管内的水位深度或标高变化情况。一般观测2~4小时后,井管内的水位无明显的升高,当注浆效果达到要求、水泥浆终凝后,即可割除基坑底板以上降水井管,井管内回填与底板同标号的混凝土,其顶面略低于底板顶面,并在井内焊接一块厚4~6mm的钢板。
107,洗井:采用空压机将压缩空气通过进气管通到排水管下部,使得排水管外的泥浆在排水管内外压力差的作用下流进排水管内,并经由排水管带出井外,当排水管的出水符合设计洗井质量要求时,结束洗井;
真空疏干深井采用空压机洗井,参照图2,图2为本发明地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法实施例中采用空压机洗井的原理示意图。洗井时,打开阀门5,空压机1形成的压缩空气通过进气管2通到排水管4下部时,排水管4中变成气水混合物,其密度小于排水管4外的泥水混合物密度,这样管内外产生压力差,排水管4外的泥水混合物,在压力差作用下流进排水管内,于是井管3内就变成气、水、土三相混合物,其密度随掺气量的增加而降低,三相混合物不断被带出井外,排入排水沟6,滤料中的泥土成分越来越少,直至当排水管的出水符合设计洗井质量要求时,结束洗井。
其中,设计洗井质量要求可以包括:排水管出水量符合设计要求,且相隔30min连续两次实测出水量相差不大于10%,井口出水的泥砂含量体积比小于0.1‰,以及沉淀管内沉渣厚度小于100mm。
洗井完毕后,可以下泵试抽,试抽成功,代表该井成井完毕,可以投入使用。
108,试抽水:下泵试抽,试抽成功,则成井完毕;
成井后应进行试抽水。试抽水可以结合洗井工作同时开展。一级基坑降水工程尚应进行群井试抽水,且应在止水帷幕龄期满足设计要求后进行。
试抽水具体可以包括:将水泵安置在目的水位标高以下1.0~1.5m处,通过水泵将井内明水抽至深基坑外的排水沟,直至井内水位降至设计要求的最大目的水位处,其中,抽水开始后,在第5min、10min、15min、30min各测一次井内动水位及井口出水量,以后每隔30min测一次,当试抽水的稳定延时时间符合设计要求时,试抽成功。
其中,试抽水的稳定延时时间涉及要求可以包括:粘性土为主潜水含水层不小于24h,粉土粉砂为主潜水含水层不小于16h,以及承压含水层不小于8h。
109,正式降水:基于成井安装超级压吸联合抽水系统,所述超级压吸联合抽水系统包括位于降水井外部的真空泵和空气压缩机,所述真空泵的抽水管接入降水井底部,所述空气压缩机的送气管接入降水井中并与所述抽水管连通,降水时,所述空气压缩机通过所述送气管送气,所述真空泵抽吸降水井内的水、气,以将降水井内的明水抽至基坑顶部的排水沟。
成井投入使用后开始正式降水,首先基于成井安装超级压吸联合抽水系统,然后通过超级压吸联合抽水系统将降水井内的明水抽至基坑顶部的排水沟。
具体地,该超级压吸联合抽水系统包括位于降水井外部的真空泵和空气压缩机,真空泵的抽水管接入降水井底部,空气压缩机的送气管接入降水井中并与抽水管连通。超级压吸联合抽水主要工作原理为:抽水时井口密封,空气压缩机通过送气管间接送气,真空泵抽吸井内的水、气,使水面以上形成负压,空气压缩机能使井内水更易更快流出,真空泵使井内形成负压,使地层中的水在压力差的作用下流入井中,从而达到降水效果。
本实施例提供的地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法,通过采用测量放样,测中整平,钻进成孔,下井管和滤水管,回填砂砾,封井,洗井,试抽水的操作流程进行成井,保证了成井的施工质量,通过基于成井安装超级压吸联合抽水系统,通过超级压吸联合抽水系统将降水井内的明水抽至基坑顶部的排水沟,实现了对深基坑进行快速、有效地降水,从而满足了深基坑工程中的降水需求,保证了深基坑工程的顺利进行。
进一步地,基于本发明地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法第一实施例,提出本发明地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法第二实施例。
深圳地铁14号线石芽岭站位于广东深圳龙岗区盛宝路与布澜路交口处,处于城市市区,周边建(构)筑物繁多,管线错综复杂,地层以素填土、淤泥质粘性土、粉质粘土、全风化角岩、土状强风化角岩为主;地下水位为地表以下3~5m,基坑开挖深度平均达21.8m,最深处达到30m,我部在深基坑开挖降水施工中采用本工法施工。
具体实施时,所选用的材料为:
井管:降水井及备用井采用钢管,管径600mm。
滤管:管径600mm,孔隙率≥30%。
包网:采用60目单层尼龙网。
填砾:采用标准级配砂(中~粗砂),粒径D50=(8~12)d50,式中:D50为填砾粒径;d50为滤管周围含水层颗粒粒径。
止水粘土:填砾上方要求采用止水粘土封堵。
沉淀管:采用钢管,管径273mm,高度1m,底口用同厚钢板焊接。
材料计划表如下:
表1降水井材料计划表
所采用的施工机械设备如下:
表2施工主要设备表
设备名称 规格型号 单位 数量
工程钻机 GPS-10型,K-Y2 2
泥浆泵 3PN 2
真空泵 JSJ-80 8
空压机 0.6m3 4
质量控制标准如下:
1、验收标准、规程
降水井施工应满足《管井技术规范》(GB50296-2014);《建筑与市政工程地下水控制技术规范》(JGJ111-2016);《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012);《城市地下水动态观测规程》(CJJ76-2012);《基坑降水手册》,中国建筑工业出版社,2006.04;《基坑工程手册》,中国建筑工业出版社,2009.11;《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009);《建设施工安全技术统一规范》(GB50870-2013)。
2、质量控制措施
2.1成孔规格、垂直度、泥浆及孔底沉渣等质量控制符合方案规定的设计要求。
2.2成井质量(井管深度、滤水管及位置、管外填料、封孔等关键工序质量)符合工艺技术要求。
2.3降水井的抽水达到设计要求。
2.4确保基坑降水系统正常运行,并满足降水方案的预期要求和效果。
特殊过程,应按表3中所列进行质量控制:
表3特殊过程质量控制要求表
3、降水井质量验收标准
3.1井口高度:井口宜高于地表以上0.20~0.50m,以防止地表污水渗入井内。
3.2回填滤料:滤料采用中粗砂,回填滤料至地面下约5m。
3.3成孔偏差:井孔尽量靠近支撑布置,井深(孔深)偏差≤±50cm;井孔应圆正。
3.4井管偏差:井身应圆正,上口保持水平,井管的顶角及方位角不能突变,井管安装倾斜度不能超过1度;井管截面尺寸偏差≤±2mm,井管长度偏差≤±20cm。
3.5出水含砂量:抽水稳定后,出水含砂量满足规范要求:粗砂含量<1/50000、中砂含量<1/20000,细砂含量<1/10000。
安全措施如下:
1、作业人员必须经过安全培训上岗。
2、现场钻机必须持证操作,挂牌负责,定机定人。
3、保持机械设备整齐完好,无老油污,绳索无锈蚀,磨损控制在白准范围内,此轮及齿轮咬合处润滑良好。
4、钻机转动部分一定要有安全防护装置,开钻前检查齿轮箱和其他机械传动部位是否灵敏、安全、可靠,启动时要看清机械周围环境,要先打招呼后推闸。
5、进入施工现场必须佩带安全帽,禁止穿拖鞋、赤膊进入施工现场。
6、施工现场的沟、坑等处必须有防护装置或明显标志,护口管埋好后必须加盖或设置警戒线,泥浆池要设置防护栏杆。
7、施工前先了解有关地下构筑物及管道的情况,及时按国家有关规定采取防护措施。
8、夜间施工要有足够的照明设备,钻机炒作台、传动及转盘等危险部位、主要通道不得留有黑影。
9、钻机移动时,钻机机长、班长兼安全员必须亲临指挥,每天上下班时对劳动用品、机械设备及机具、吊具、索具等进行检查,确保用具在完好的情况下进行施工,消除隐患、确保施工安全。
环保节能措施如下:
1、在降水运行过程中需要关注周边地面沉降变化及对周边建(构)筑物的影响情况。
2、在降水运行过程尽量随开挖深度加大逐步开启降水井,减少地下水抽取量。
3、及时监测地下水水位及抽水流量,发现问题及时处理,调整抽水井及抽水流量,指导降水运行和开挖施工。
4、及时整理基坑开挖和水位资料,且监测资料应及时送交现场技术员,进行资料共享,以便绘制相关的图表、曲线,必要时调控降水运行。
5、从周边环境保护要求出发,制定以坑外水位控制为主,以坑外的水位调整坑内抽水工况。
6、对各种管线、需要保护的建筑等,必须由专业监测单位进行监测。
7、基坑施工过程中,如上部止水帷幕发生渗漏或严重渗漏,总包应及时采取封堵措施,以避免导致基坑外侧水位发生较大幅度下降以及由此加剧坑外的地面沉降。
8、当坑外观测井内的水位下降超过自然变化的最大值时,应加密监测次数。
9、防范抽水带走地层中的细颗粒。在成井时滤料选用中粗砂,不宜选择绿豆砂;在降水抽水时要随时注意抽出的地下水含砂量是否达到标准,若达不到标准应采取措施。特别是发现抽水变混浊,应立即停泵,报废该降水井。
10、减少地下水浪费
10.1根据开挖进度安排,合理安排分时段抽水。
10.2根据降水期间地下水动态水位变化情况,随时调整泵量,避免造成水位太大降深(超过设计要求)浪费水资源。
10.3根据现场条件考虑抽取地下水的综合利用,如降尘、生活用水、洗车等,并与所属地的水务、园林绿化部门联系,考虑景观用水、绿化用水等,以达到节约水资源之目的。
技术功效分析如下:
传统的深基坑降水设备包括真空泵、潜水泵和深井滤管等,通常一口井配置一台潜水泵,潜水泵常置于井中水面以下,随着井点深度的增加抽水变得越来越困难。该技术前期设备投入多,运行过程中无论是安装、检查还是维护,人工成本非常高,而且抽水效率并不理想,设备使用寿命短。
传统的基坑深井井点降水专用设备、真空基坑深井降水设备以及基坑负压空气射流深井降水装置中,在“真空分水管”下端均设有小孔,实际施工过程中需要根据地下水位反复调整该小孔与地下水位的相对位置,需要消耗大量的人力资源。插管式真空基坑深井降水设备避开了上述问题,但管井抽真空效率较低、效果较差,对于超过10m以上的深井适用性较差。
以上四种常用的降水方式对传统降水管井进行了改进,但仍存在一个共同的不足:在降水管井的井盖上均留有透气孔,因此在降水管井内只能形成有限真空,对与渗透性较差的土层其集水效率很低。
使用超级压吸联合抽水系统结构简单,机械设备均置于井外,安装便捷,成本低,一套超级压吸联合抽水系统可同时带动5-6口降水管井,可有效提升降水管井的集水效率和抽水效率,单井有效疏干面积达到200m2
下表是几种降水方式的功效指标对比:
表4功效指标对比
某地铁深基坑项目降水井采用超级压吸联合抽水深井降水系统方法施工,东部基坑及西部基坑采用8台真空泵+4台空压机对41口降水井进行抽水作业,减小了降水井设备的使用量,降水效率高,作业人数少。整个施工过程处于快速、安全、稳定、有序、文明环保的可控状态,在工期进度、工程质量、施工成本节约和文明施工取得了良好成效,赢得了业主和社会各界的广泛好评。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法,其特征在于,所述地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法包括如下步骤:
(1)测量放样:根据降水井平面布置图及现场情况测放井位,做好标记;
(2)测中整平:在井位上埋设护孔管,护孔管垂直于地面并打入原状土中10~20cm,外围用粘土填实夯实;
(3)钻进成孔:准备好井管、沙料,开始钻孔,钻进过程中,悬挂钻机的大钩吊紧后徐徐给进,每钻进一根钻杆扫孔一次,并清理孔内泥块后再接新钻杆,终孔后彻底清孔,直到返回泥浆内不含泥块,且泥浆含砂量小于12%后提钻;
(4)下井管和滤水管:按设计井深事先将井管排列、组合,下管时,将井管平稳入孔并将不同井管进行无缝焊接,在滤水管上下部各加一组扶正器后,使滤水管平稳入孔、自然落下;
(5)回填砂砾:将填砂沿井壁四周均匀徐徐填入,确保滤料不架空,并随填随测填砂顶面的高度,不得超高,水平向填砂厚度不小于150mm,井孔内沉淀厚度不大于0.5m,将滤料沿四周均匀下入,边洗井边下滤料,待洗井结束后,井孔上部2m用粘性土封井;
(6)封井:根据降水井剩余深度,准备好水泥,安装好注浆设备、电缆及注浆管,预搅拌水泥浆,将水泥浆通过注浆管注入井内,待水泥浆达到初凝时间后,抽出井管内残留水,并观测井管内的水位深度和标高变化情况,直至井管内的水位不再升高后,割除基坑底板以上降水井管,井管内回填与底板同标号的混凝土,混凝土顶面低于底板顶面,并在井内焊接一块厚4~6mm的钢板;
(7)洗井:采用空压机将压缩空气通过进气管通到排水管下部,使得排水管外的泥浆在排水管内外压力差的作用下流进排水管内,并经由排水管带出井外,当排水管的出水符合设计洗井质量要求时,结束洗井;
(8)试抽水:下泵试抽,试抽成功,则成井完毕;
(9)正式降水:基于成井安装超级压吸联合抽水系统,所述超级压吸联合抽水系统包括位于降水井外部的真空泵和空气压缩机,所述真空泵的抽水管接入降水井底部,所述空气压缩机的送气管接入降水井中并与所述抽水管连通,降水时,所述空气压缩机通过所述送气管送气,所述真空泵抽吸降水井内的水、气,以将降水井内的明水抽至基坑顶部的排水沟。
2.如权利要求1所述的地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法,其特征在于,在步骤(3)中,钻孔的孔径不小于设计孔径,孔深不小于设计孔深,孔斜不超过1%;钻进过程中,供钻井液循环用的循环泥浆池的容积不小于20m3,泥浆比重保持在1.10~1.15。
3.如权利要求1所述的地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法,其特征在于,在步骤(4)中,所述井管的管径为600mm,所述滤水管的管径为600mm,孔隙率大于或等于30%。
4.如权利要求3所述的地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法,其特征在于,在步骤(4)中,滤水管选用缝隙宽度为1.5~2.0mm的桥式滤水管,或孔径为10-15mm的圆孔滤水管,所述滤水管外包三层60目滤网。
5.如权利要求1所述的地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法,其特征在于,在步骤(5)中,填砂的粒径符合公式:D50=(8~12)*d50,其中,D50为填砾粒径,d50为滤水管周围含水层颗粒粒径。
6.如权利要求1所述的地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法,其特征在于,在步骤(6)中,将水泥浆通过注浆管注入井内具体包括:
注浆时,首先下入注浆管,注浆管口距井管底部1.5m时开始注浆,边注浆边缓慢上提注浆管,并且保证注浆管口位于水泥浆液面1m之下,使得水泥浆通过滤水管进入降水井周围,并将滤水管缝隙堵死,待水泥浆高出底板底面或高出滤水管顶面1~2m后,停止注浆。
7.如权利要求6所述的地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法,其特征在于,所述水泥浆的体积为2~3m3,水灰比为0.8~1.0,注浆压力为0.1~0.4MPa。
8.如权利要求1所述的地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法,其特征在于,在步骤(7)中,设计洗井质量要求包括:
排水管出水量符合设计要求,且相隔30min连续两次实测出水量相差不大于10%,井口出水的泥砂含量体积比小于0.1‰,以及沉淀管内沉渣厚度小于100mm。
9.如权利要求1所述的地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法,其特征在于,在步骤(8)中,试抽水具体包括:
将水泵安置在目的水位标高以下1.0~1.5m处,通过水泵将井内明水抽至深基坑外的排水沟,直至井内水位降至设计要求的最大目的水位处,其中,抽水开始后,在第5min、10min、15min、30min各测一次井内动水位及井口出水量,以后每隔30min测一次,当试抽水的稳定延时时间符合设计要求时,试抽成功。
10.如权利要求9所述的地铁深基坑超级压吸联合井点降水施工方法,其特征在于,试抽水的稳定延时时间的设计要求包括:粘性土为主潜水含水层不小于24h,粉土粉砂为主潜水含水层不小于16h,以及承压含水层不小于8h。
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