井点降水专项施工方案知识讲解
第六节、井点降水专项施工方案
一、井点降水概况
本工程位于下沙城区东南，和钱塘江相望，北侧紧邻20号渠，场地土质主要为砂纸粉土，且本工程存在大面积纯地下室区域，采用的降水方式为自流深井降水，井点降水工程量较大，是本工程的一大重难点。
井点将水法是指井点降低地下水位是将在拟建工程基坑周围埋设许多一定深度的吸水井点管，在地面安装吸水总管及抽水设备而构成一套抽水系统。然后，开动抽水设备从井点管不断抽吸地下水，使基坑内的地下水逐渐降低一定深度，而基坑内外侧形成降水漏斗曲线。井点降水方法一般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，消除流砂。
二、井点降水施工方法
1、施工准备
1.1、技术准备
1.1.1、工资料准备
（1）施工区域内建筑物的工程地质勘察报告；
（2）工程所使用的施工图纸；
（3）施工区域内原有地下管线和其它障碍物的资料；
（4）施工所需的相关规范、规程。
1.1.2、施工方案编写，确定以下内容：
（1）井点降水方法的选择、确定。
（2）井点管的构造、长度和数量，抽水机械的型号和数量（包括泵和电动机的备用量），滤管和砂滤料的规格和数量。
（3）施工区域内原有地下管线和其它障碍物的资料。
（4）施工所需的相关规范、规程。
（5）井点净水系统的平、剖面布置图和安装图。
（6）井点管沉设方法，排水管沟的设置及排水点的选择。
（7）防止地表水及雨水流入基坑的措施。
（8）井点管路的保护措施。
（9）井孔的施工方法及机械设备要求。
（10）降水范围内的水位观测孔位置技数量。
（11）安全及文明施工措施。
1.2、施工机具准备
1.2.1、施工机具选择
根据降水与排水工程施工实际情况制定施工工艺,并相应选用适宜的施工机具。进入施工现场的施工机具应进行验收,验收合格后方可使用。降水施工机具设备按不同的降水类型及适用条件选用。
1.2.2、成井机械
管井井点降水施工机械主要有正反循环钻机或冲击钻机。真空井点降水施工机械主要有长螺旋钻机、卷扬机、冲水管、高压水泵、套管或高压水枪等。喷射井点根据其工作时使用的喷射介质的不同，分为喷水井点和喷气井点两种。其主要设备由喷射井管、高压水泵（或空气压缩机）和管路系统组成。
1.2.3、抽水设备
根据施工工艺的不同选择不同型号的离心泵、潜水泵、真空泵、深井泵等排水采用的动力水泵有机动、电动、真空及虹吸泵等。选用水泵类型时，宜取水泵的排水量为基坑涌水量的1.5～2倍。当基坑涌水量Q＜20m3/h，可用隔膜式泵或潜水电泵；当Q=20～60m3/h，可用隔膜式或离心式水泵，或潜水电泵；当Q＞60m3/h，多用离心式水泵。隔膜式水泵排水量小，但可排除泥浆水，选择时应按水泵的技术性能选用。
1.3、施工材料准备
1.3.1、砂滤层
用于井点降水的黄砂和小砾石砂滤层，应洁净,其黄砂含泥量应小于2%，小砾石含泥量应小于1%，其填砂粒径应符合5d50≤D50≤10d50要求，同时应尽量采用同一种类的砂粒，其不均匀系数应符合Cu=D60/D10≤5要求；
式中d50——为天然土体颗粒50%的直径；
D50——为填砂颗粒50%的直径；
D60——为颗粒小于土体总重10%的直径。
D10——为颗粒小于土体总重10%的直径。
对于用于管井井点的砂滤层，其填砂粒径以含水层土颗粒d50～d60（系筛分后留置在筛上的重量为50～60%时筛孔直径）的8～10倍为最佳。
1.3.2、滤网
（1）常用滤网类型有方织网、斜织网和平织网
常用滤网类型表
（2）在细砂中适宜于采用平织网，中砂中宜用斜织网，粗砂、砾石中则用方格网。
（3）各种滤网均应采用耐水锈材料制成，如铜网、青铜网和尼龙丝布网等。
2、施工工艺
2.1、井点选用
（1）在地下水位以下的含水丰富的土层中开挖大面积基坑时，应采用人工降低地下水位的方法施工。
（2）人工降低地下水位，常用的为各种井点降水方法。井点降水方法的种类有：单层轻型井点、多层轻型井点、喷射井点、管井井点、深井井点、无砂混凝土管井点以及小沉井井点等。
降水类型及适用条件
2.2、降水井（井点或管井）数量计算
n=1.1Q/q
式中：Q——基坑总涌水量；
q——设计单井出水量；
真空井点出水量可按36～60m3/d确定；
管井的出水量q（m3/d）按下述经验公式确定：
l3√k
q=120πr
s
式中字母含义：r
=过滤器半径（m）；
s
l=过滤器进水部分长度（m）；
k=含水层的渗透系数（m/d）。
2.3、工艺流程
2.3.1管井井点降水工艺流程
放线、定井位→挖泥浆坑→挖探坑→钻机就位、凿井→换浆→吊放井管→填滤料→粘土封井、砌保护井衬→洗井→水泵安装、架设电缆→铺设排水总管及沉砂池→抽水→水位观测→封井
2.3.2真空井点降水工艺流程
放线、定井位→铺设总管→冲孔→安装井点管→填砂砾滤料、上部填粘土密封→用弯联管将井点管与总管接通→安装抽水设备与总管连通→安装集水箱和排水管→试抽→抽水→水位观测
2.3.3、喷射井点施工工艺程序
设置泵房，安装进、排水总管→水冲法或钻孔法成井→安装喷射井点管、填滤料→接通过水、排水总管，并与高压水泵或空气压缩机接通→将各井点管的外管管口与排水管接通，并通到循环水箱→启动高压水泵或空气压缩机抽取地下水→用离心泵排除循环水箱中多余的水→测量观测井中地下水位
2.3.4、深井井点施工工艺程序
井点测量定位→挖井口→钻孔就位一钻孔→回填井底砂垫层→吊放井管→回填井管与孔壁间的砂砾过滤层→洗井→井管内下设水泵、安装抽水控制电路→试抽水→降水井正常工作→降水完毕拔井管→封井。
2.4、施工方法
2.4.1、轻型井点降水
（1）井点布置
轻型井点降水系统的布置，应根据基坑的平面形状与大小、土质、地下水位高低与流向、降水深度要求而定。
1）平面布置
当基坑或沟槽宽度小于6m，降水深度小于5m时，可用单排井点，井点管布置在地下水流上游一侧；当基坑或基槽的宽度大于6m，或土质不良、渗透系数较大时，则宜采用双排线状井点，布置在基坑或基槽的两侧；当基坑或基槽的面积较大时，宜采用环状井点布置。挖土运输设备出入道井点管可不封闭，开口间距宜在4m左右，开口位置宜留在地下水相对较少的一侧。井点管距坑壁间距宜为0.7～1.2m。集水总管标高宜尽量接近地下水位线并沿抽水水流方向有0.25％～0.5％的上仰坡度，水泵轴心与总管齐平。井点管的入土深度应根据降水深度及储水层所在位置决定，但必须将滤水管埋入含水层内，并且比挖基坑（沟、槽）底深0.9～1.2m 2）高程布置
当地下降水深度小于6m时，应采用一级轻型井点布置；当降水深度大于6m、一级轻型井点不能满足降水深度时，可采用明沟排水和井点降水相结合的方法，将总管安装在原有地下水位线以下，以增加降水深度，当采用明沟排水和一级井点相结合的方法不能满足要求时，则应采用二级轻型井点降水方法，即先挖去一级井点排干的土方，然后再在坑内布置第二排井点。（2）井点管埋设
1）井点管埋设程序。
总管排放→井点管埋设→弯连管连接→抽水设备安装
2）井点管埋设
井点管埋设一般采用水冲法，包括冲孔和埋管两个过程。冲孔时，先用起重设备将直径50～70mm的冲管吊起，并插在井点位置上，然后开动高压水泵，将土冲松，冲孔时，冲管应垂直插入土中，并做上下左右摆动，以加剧土体松动，边冲边沉，冲孔直径应不小于300mm，以保证井管四周有一定数量的砂滤层，冲孔深度应比滤管底深500mm左右，以防冲管拔出时，部分土颗粒沉于坑底而触及滤管底部。井孔冲成后，立即拔出冲管，插入井点管，并在井点管和孔壁间迅速填灌砂滤层，以防孔壁坍塌，砂滤层的填灌质量是保证轻型井点顺利工作的关键，一般应采用洁净的粗砂，填灌要均匀，当填灌到滤管顶上1～1.5m，以保证水流畅通，井点填砂后，井点管上口须用黏土封口，以防漏气。
（3）试抽
井点使用前，应进行试抽水，检查各部分是否正常。无漏水、漏气等异常现象为合格，否则应及时检修。
（4）井点管系统运行
先开动真空泵排气，再开动离心泵抽水，井点降水系统运行后，井点管系统运行，应保证连续抽水，并准备双电源，正常出水规律为“先大后小，先浑后清”。如不上水，或水一直较浑，或出现清后又浑等情况，应立即检查纠正，真空度是判断井点系统良好与否的尺度，应经常观察，一般真空度应不低于55.3～66.7kPa，如真空度不够，通常是因为管路漏气，应及时修好，井点管淤塞，可通过听管内水流声，手扶管壁感到振动，手扶管子较热等简便方法进行检查，如井点管淤塞太多，严重影响降水效果时，应逐个用高压水反冲洗井点管或拔除重新埋设。井点降水时，应对水位降低区域内的建筑物及管线进行沉降观测，发现沉陷或水平位移过大时，应及时采取防护技术措施。
（5）水位观测
井点降水时，应对水位降低区域内的建筑物及管线进行沉降观测，发现沉陷或水平位移过大时，应及时采取防护技术措施。抽水初期每天观测2次以上，水位稳定后应每天观测1次（6）井点管拆除
地下建、构筑物竣工并进行回填土后，方可拆除井点系统，井点管拆除一般多借助于倒链、起重机、挖机等，所留孔洞用土或砂填塞，对地基有防渗要求时，地面以下2m应用黏土填实。
2.4.2、喷射井点降水
（1）喷射井点布置与埋设
1）喷射井点布置与埋设方法与轻型井点基本相同。安装前应对喷射井点管逐根冲洗，检查完好后方可使用。井点管埋设宜用套管冲枪（或钻机）成孔，加水及压缩空气排泥，当套管内含泥量经测定小于5%时才下井管及灌砂，然后再将套管拔起。下井管时水泵应先开始运转，以使每下好一根井管，立即与总管接通（不接回水管）后及时进行单根试抽排泥，并测定真空度，待井管出水变清后为止，地面测定真空度不宜小于93.3kPa。全部井点管沉设完毕后，再接通回水总管，全面试抽，然后让工作水循环进行正式工作。各套进水总管均应用阀门隔开，各套回水总管应分开。
2）井管间距一般为2～3m，冲孔直径为400～600mm，深度应比滤管底深lm以上，为防止喷射器损坏，成孔宜采用套管法，加气及压缩空气排泥，当套管内含泥量经测定小于5％时，方可下井管，井点孔口地面以下500～1000mm深度范围内应采用黏土封口。
3）下井管时水泵应先运转，每下好一根井管，立即与总管接通（不接回水管），并及时进行单根试抽排泥，并测定其真空度（地面测定不应小于93.3kPa），待井管出水变清后停止。
4）全部井管下沉完毕，再接通回水总管，经试抽使工作水循环进行后再正式工作。
5）扬水装置（喷嘴、混合室、扩散室等）的尺寸、轴线等，应加工精确。各套进水总管应用阀门隔开，各套回水管也应分开，为防止产生工作水反灌，在滤管下端应设逆止球阀。（2）喷射井点系统的运行
1）开泵时，压力要小些（小于0.3MPa），以后再逐渐正常。
2）抽水时，如发现井管周围有泛砂冒水现象，应立即关闭井点管进行检修。
3）工作水应保持清洁，试抽两天后应更换清水，以防止工作水磨损喷和水泵叶。
2.4.3、管井井点降水
（1）测量放线定位
根据设计降水平面布置图,测量定出每个管井准确位置,钻机按井点位置就位。
（2）挖泥浆坑
泥浆池位置的选定宜根据现场条件确定。可多井一池，其大小根据井深、井数、排浆量综合确定。泥浆池的选定与开挖应注意地下管网，必要时采用砖砌泥浆池。
（3）钻机就位、凿井
钻机就位平稳，管井埋设可采用泥浆护壁冲击钻成孔或泥浆护壁钻孔方法成孔。钻进时一般采用地层自造泥浆护壁。设溢浆孔和进浆管，并保证孔内液面高出地下水位。井径宜大于井管外径200mm以上，且井管外径不宜小于200mm，井管内径宜大于水泵外径50mm。井孔应保持圆正垂直，钻孔底部应比滤水井管深200mm以上。井管下沉前应进行清洗滤井，冲除沉渣，可灌入稀泥浆用吸水泵抽出置换或用空压机洗井法，将泥渣清出井外，并保持滤网的畅通，然后下管。滤水井管应置于孔中心，下端用圆木堵塞管口，井管与孔壁之间用3～15mm砾石填充作过滤层，地面下0.5m内用粘土填充夯实。水泵的设置标高根据要求的降水深度和所选用的水泵最大真空吸水高度而定，一般为5～7m。
（4）下设井管