人防工程井点降水设计和施工技术

人防工程井点降水设计和施工技术

黄雪芳

广东省佛山市南海区人民防空办公室

摘要：人防工程的地下水位的地质条件特别复杂，有水位高、渗透能力小等等诸多的问题，影响了工程质量和工期的相关要求，在这种情况下就需要采用井点降水的方法，以此来降低地下水位。本文对于井点降水极其施工要求进行了详细的阐述，并对井点降水方案进行了一系列的设计。

关键词：人防工程；井点降水设计；施工要求

1.前言

现今国内大部分的人防工程的地质条件可以说是在第四系的淤积泥土，也就是冲击层粉性黏土。在这个地质条件中，其中的大约五米的范围内有一层粉细沙层，这层粉细沙的厚度大概在一米左右，在土质条件是回添土的基础上，又增加了粉质粘土、粉砂、粉土和粘土。人防工程建筑大多数采用的是排架混凝土结构。在地质条件之上又增加了施工难度和基础土方开挖的问题——施工难度较大，工程量较多，各类工期时间紧。导致基础土方开挖有难度的原因是地下水位较高。所以说，克服地下水位的高度问题和流砂的影响，以此来保证开挖的顺利、避免塌方，工程就必须要采取井点降水来降低地下水位。

井点降水运用普遍的是轻型井点降水和管井井点降水。但是轻型井点降水的弊端较为明显：透水性能比较差，管径太小，对于机器挖掘以及向外运输极其不利。所以说一般使用的是管井井点降水的方案，这样不仅仅对工程质量和工程时间有所保证，而且还可以让基础土方的开挖问题，地下水为较高问题，流砂问题得到充分的解决。

2.有关于管井井点的设计

管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低地下水位。在土的渗透系数大（20～200m/d）、地下水量大的土层中，宜采用管井井点。

管井井点的设备主要是由管井、吸水管及水泵组成。管井可用钢管管井和混凝土管管井等。钢管管井的管身采用直径150～250mm的钢管，其过滤部分采用钢筋焊接骨架外包孔眼为1～2mm的滤网，长度2～3m。混凝土管管井的内径为400mm，分实管与过滤管两种，过滤管的孔隙率为20～25％，吸水管可采用直径为50～100mm的钢管或胶皮管，其下端应沉入管井抽吸时的最低水位以下。水泵可采用2～4英寸潜水泵或单级离心泵。管井的间距，一般为20～50m，管井的深度为8～15m。井内水位降低，可达6～10m，两井中间水位则为3～5m。

在法国水力学家裘布依所提出的水井理论体系的基础之上，根据六个相关的基本假定，计算出如下的公式：

Q＝1.366K（2H-S）S/lgR/r

2.1井点的高程布置

设：L为两井间间距，i为降落曲线的坡度，其中i＝l/4

井的埋深H≧Hl+k+iL

据相关资料所知：当深度小于等于15米时，会导致涌水，造成无法施工。

2.2单井涌水量相关计算

计算按照无压不完整情况进行计算：

Q＝1.366K（2H-S）S/lgR/r

当K＝5m/d据相关计算就可以得出Q的值。

2.3井点的平面布置

原理：井点的平面布置与基坑平面形状以及所要求水位深度相关。

（1）在井深不超过15米，井间距不超过34米的前提下，在基坑中增加井点，对降落曲线进行稳定，以此来达到降水的相关要求。

（2）为了达到可以稳定降落曲线的目的，相关要求为：降水井间距≤34m，排水井间距为13m。

（3）根据有关资料与实践可以表明，基坑内布置井点所产生的效果格外的明显。

3井点的施工要点

我们必须要高度重视井点的施工质量，因为它直接影响着井点降水的效果

3.1如何选取钻井机和三滤材料

井点降水工程中，井的开凿需要钻井机，而钻井机的类型一般为反循环钻机，而钻孔的直径也是需要有依据的的，一般考虑为井点口半径40cm，加上四周外15cm的滤料层，直径70cm，钻头应选用62cm的钻头进行钻孔。

井点降水工程中的过滤管，大多都采用混凝土管、钢管或者钢筋骨架、还有过滤器等等，混凝土管的类型也有很多，有有无砂透水管和花管。而有无砂透水管一般运用在全深度降水中，而且必须保证透水性特别好；当运用钢管或混凝土花管时，在花管的外侧需要包网，但是滤水管外要垫筋用竹片或者者筋条等等。

填砾一般要选择在细粒含水层，透水管必须好，如果在有粗粒的时候，砾石透水层可以选择包网缠丝，选用没有填砾石的透水管较好。当含水层不厚的时候，滤水管的长度可以是10-15m，可以选择完整井，这样可以使得滤水管长度刚好和含水层厚度相同的，至少不能小于含水层厚度的90％。而在含水层较厚时，滤水管的长度要需要相应的公式计算才行。

对井出水率有较大的影响的是滤水管的孔隙率，孔隙率较大一些，可以使得地下水流入管道的阻力降低，让出水量达到最大。

滤网的类型也有好多种，有铜网、铁丝网、尼龙网、棕树网等等，一般选用尼龙过滤网，因为它可以在很大程度上节省资金，并且强度很大，不容易老化。根据砂的粗细程度以及类型的不同，而选择的网孔直径也会有所差异。一般钢管多采用铜铁尼龙网。

滤料：合层土质要大于滤径，所以填砾的选择也会根据砂层的不同而选择。还需要控制含泥量在2％以下。现如今许多的井点设计施工并不去考虑分析含水层的颗粒问题，这会导致出水量大幅度下降，设备磨损会更加严重，缩短寿命。有可能就在降水的时候就出现故障不能够使用，从而影响降水的效果，这个问题值得施工人员高度注意。

3.2钻孔以及其他的准备工作

要提前将浆造好，再挖一个浆坑。但是很有可能会发生坍塌，为了避免这种事情的发生，我们语言在其中加入电解质（火碱最好），使得泥浆变得稠一些。如果有的孔有一些坍塌甚至坍塌的很严重，要加入一些白浆土造浆、重晶粉或膨润土，来提高护壁的成孔率，由于土质的情况并不是相同的，所以要做好捞渣试样以及钻孔的记录，并要根据相应的情况绘制出钻孔断面图，但是还需要控制好钻孔的深度，以防坍塌。等到钻到达了设计的井的深度时，要让钻机再空钻几次，反复空钻，让井里面的淤泥和泥浆清理出来来保证井的透水性。而对于水泵的选择，也必须要选取性能很好的。

3.3井中管的向下设置

在完成了清孔之后，要立刻马上下设过滤管，过滤管的外层必须要设置两层滤网，要进行提前绑扎，第一节井管，要将带槽园木底封安放在井的底部，将钢丝绳穿嵌在槽内，由专人负责控制下设的速度，要时刻保证管内侧齐沿，这样有利于水泵的安放。而且在每节井管之间要用竹匹子连接，要用8号粗的线捆绑，接缝处要使用25厘米宽的白布或者土工布，要提前加工准备好，防止泥沙的外漏。要随时注意混凝土管的位置要正、居中，还需要在地面底部安装2-4m的不透水管，这样有利于在施工完成后将井封闭，还要设置卵石反滤层，在顶部管道外约3m于用黄黏土填平。

3.4井的洗涤以及连续抽水

保证井点透明性的关键性工作就是井的洗涤，管接好之后，就马上要用大小为2寸的水泵向管没注入清水，不能注入一次就停止，要反复多次的进行反冲洗。到了滤料下完15分钟后，下管井内2寸水泵，还要不间断的向外部抽水，直到抽出来的水为清水为止，这样才可以保证洗涤干净。特别需要注意的是，抽水的时候必须要连续不间断，抽水的电泵和发电机组必须留有备用电源，还需要设置责任心很强的人员进行看管和抽水。

4.井点观测实验

想要节省资金并且可以在降水上取得很大的效果，除了要先打三个眼外，还需要计算出渗透系数和影响半径测算等因素，经过一系列的数据以及公式的计算，再加上计算中要考虑影响半径和布井间距，可以得出一个观测井的整个机坑需要布置26个眼井点。

5.小结

在施工的人防工程上，运用井点降水技术，可以使得降水产生的效果更加显著，让地下水和流沙现象出现的次数少之又少，在很大程度上提高了开挖效率，使得工期可以提前。在施工中要特别注意，要必须保证抽水的连续性，还一定要有备用电源和水泵。

参考文献：

[1]何小飞.赵利井点降水方案设计与施工研究[期刊论文]-山西建筑2007（11）

[2]付忠斌井点降水在人防工程中的应用和研究[期刊论文]-山西建筑2007（19）