富水地层受限区域管井降水施工工法

富水地层受限区域管井降水施工工法

周媛

中国一冶集团有限公司 湖北武汉 430080

1.前言

在含水量丰富的地下土层中大面积开挖基坑时，采用常见的明沟排水方法时，常会遇到大量地下涌水，难以排干等施工难题。当遇到粉、细砂层时，还会出现严重的翻浆、冒泥、流砂现象，不仅使基坑无法挖深，而且还会造成大量水土流失，使边坡失稳或附近地面出现塌陷，严重时还会影响附近建筑物的安全。管井井点排水作为人工井点降水方法中的一种，因其具有设备简单，施工方便，降水量大等特点已成为地下水位丰富的建筑基坑降水的常用方法。

2 .特点

2.1 对于地下有限空间内、地质条件不稳定、地下水丰富的开挖施工，采用对地下室管井密排布降水进行降水作业，能形成良好的封闭空间，保证施工的安全。

2.2 在进行管材升降作业时，管口采用丝口套筒进行拼接，通过可伸缩式固定滑动轮使管材垂直升降，成型好，施工效率高。

3 .适用范围

管井井点降水的施工方法适宜于在含水层的渗透系数在1.0-200m/d 范围内的，地下水比较丰富的地区。因其单限井排水量大、可由浅到深进行动态降水，该方法可适用各种水文地质条件，可降低的水位深度达35m。

4 .工艺原理

对富水地层，传统管井井点布设原则为20~25m x20~25m一口降水井，结合详细分析汉江水位的升降规律、针对本项目特定深厚细砂层土质，以及本项目的施工周期，对密布管井进行区域优化后基坑内每850㎡设置一口降水管井。对现场管井进行定位，做好标记，提前埋设护筒并开挖。钻井作业采用循环钻成孔，孔径为600mm，用泥浆护壁，孔口设置护筒。成孔后立即清理管孔，并安装井管。管材选用带丝口套环的旋钮套管拼装，作业人员只需将丝口套环与丝口管材旋钮闭合完成安装即可，下入井管的滤管部分放置在含水层的适当范围内；并在井管与孔壁间填充滤料。

5 .工艺流程和操作要点

5.1工艺流程

详见相关规范。

5.2 操作要点

5.2.1.施工准备、管井优化排布

管井计算采用大井法，地质及现场条件分别按承压(或无)压水、潜水含水层，完整(或非完整)井公式进行计算，以确定管井深度、直径，布置间距位置，滤管长度，抽水机功率等。计算时，根据地质报告提供的水位深度、日渗透系数以及工程占地面积需降水深度等现场条件，通过计算公式K = Dγ/ hwγw，

得出结果为：需考虑降水。

5.2.2.确定降水井井位，通过现场测量放线，按施工图放出现场实际降水井的中心点位并给中心点位做好标记。

5.2.3.钻机就位、成孔。

a.以定好的井位点为中心，600mm为直径作圆，放下护筒向下开0.50m 作为井口。

b.选择钻孔机械，采用泥浆护壁套管法工艺，在选定的管井位置进行钻孔。钻孔前要对场地进行认真清理，做好相应物资供应准备工作。成孔后认真检查孔深度，认真进行井孔清理后并通知检查验收。

5.2.4.快拼拆井管制作与安装。

a.成孔后，在进行管材升降作业前，将一节带丝口套环的旋钮套管2~3m，直径为264mm管材先进行人工拼接作业，外缠锌铁丝，再外包孔为12mm的滤网，作业人员只需将管材对齐后，将丝口套环与丝口管材旋钮闭合完成安装即可。

b.将管材人工放置并穿过上部三角支撑，使其居中并通过可伸缩式滑动轮保持管材垂直，固定放置完毕后，作业人员打开传动电机，进行升降作业，该装置管材升降连续性好，可随时通过人工一键进行升降管材。

5.2.5.回填砾料。

a.砾料选择。选择时应根据场区内主含水层砂粒直径和填砾技术要求，选择1mm~8 mm 的混合砾料。

b.投砾。投砾时首先将冲孔器下入距井管内底端 100 mm ~200 mm ，冲洗液通过冲孔器冲洗井管，并通过井管内外侧返回地面。在送水同时，向井管外四 周间隙内均匀投入混合砾料，砾料顶水而下,不易中途堵塞。

5.2.6.埋设排水管路。按照一井一泵的原则，设置降水管井支管并与环基坑边排水主管连接，地面排管主管集中排水位置连通城市管网接入口的下水道。

5.2.7.洗井试抽。

a.洗井。成井完毕后，立即用空压机洗井活清水抽洗。投砾结束后，及时下放潜水泵于井管内水位以下3m~5 m，迅速起动电源抽水，随水位不断下降，水泵也同时下放，直至距井底 0.5m左右为止。如此反复进行，直至抽出的水质洁净、不含泥砂为止。

b.试抽水。安放潜水泵，安装抽水控制线路。抽水采用每井每泵排管降水，并检修漏水主管、翻转、不出水的水泵组，并观测和记录管井内水位降深和流量。

5.2.8.成井检查。根据相关图纸及技术交底文件协同监理单位及业主单位进行成井的深度、水位线位置、出水浑浊度联合检查验收。

5.2.9.日常水位观测时，作业人员需手持刻度杆打开感应器开关，缓慢将其往管内延伸，到达水位线时，感应器报警声响起时上下升降刻度杆，以触水后的第一声报警声位置为准，此时可直接通过刻度杆直接读取水位值。

5.2.10. 回收水泵。降水完毕后需将作业水泵关停，并回收水泵后可进行重复利用。

5.2.11. 管井封堵。降水施工完毕后需将井口封堵，管井口封堵作业时，将事先组装好的套盖套件安装在管井口，套盖内部设置止水环，并将套环于管井口焊接焊死，人工操作旋钮螺杆使橡胶密封筒压缩对管井内完成密封。

2021年3月~11月间，该研发成果成功应用到了武汉市硚口区舵落口村还建房项目管井降水施工中。

该工程紧邻汉江，地下含水丰富，上部土体不稳定，采用密排布降水，降水效率快，防止了孔隙水的危害，降低了施工风险，极大的节约了施工成本。