降水工程施工工艺

降水工程施工工艺

1降水工程优化设计：

根据本工程围护结构特征和拟建场地的地质水文地质特征，本基坑工程的安全极大程度上依赖于基坑降水的成功与否，这使得降水设计的可靠性更加重要。

1.1工程重点难点分析：

⑴本基坑开挖深度大，最大达17.56m，需要降低地下水位的幅度较大。

⑵各层承压水水头较高，且水量较大，基坑开挖过程中需考虑针对目的承压含水层进行减压处理。

⑶拟建工程周边分布有众多建筑物，周边环境目前不详估计会有地下管线，对沉降要求较高。

1.2降水应对措施：

⑴对于坑内浅层潜水，采用管井降水措施，对坑内浅层土体进行疏干降水。

⑵基坑内需进行承压水降水的目的含水层，采用减压降水管井进行按需减压降水，达到保证基坑安全及施工顺利进行的目的：

①对坑内开挖深度以内的微承压水进行“按需疏干”降水，即根据开挖进度，始终保证承压水位位于开挖面以下1.00m；

②对坑内开挖深度以下的微承压水进行“按需减压”降水，即始终保持承压水位位于安全埋深以下。

⑶在基坑内、外布置水位观测井，根据地下水位监测结果指导降水运行。

⑷开挖过程中，确保减压降水井的不间断工作。根据减压井抽水量及观测井的地下水水位，确定开启的减压井数量、抽水速率，合理控制地下水水位，将降水对环境的影响控制到最低程度。

⑸为确保降水井的不间断工作，要求施工现场应配置备用发电机组，必须有的双电源的保证措施。 1.3降水设计对策：

⑴采用浅层降水管井，对坑内潜水含水层进行疏干降水，以达到有效降低被开挖土体含水量的目的。

⑵针对基坑内需进行承压水降水的目的含水层，采用深层降水管井进行减压降水，达到保证基坑安全及施工顺利进行的目的：

⑶对坑内开挖深度以下的承压水进行“按需减压”降水，即始终保持承压水位位于安全埋深以下。

⑷在基坑内外布置水位观测井，根据地下水位监测结果指导降水运行；

⑸本工程首先开启浅层降水管井，当开挖面超过临界深度时，逐步开启深层降水管井，按需降低下部微承压含水层。

⑹为确保降水的可靠性、环境的可行性，建议针对微承压含水层及其下部含水层进行相应的抽水试验，以观测下部隔水层的隔水效果，两含水层的水力联系，同时计算含水层的水文地质参数，进行降水的优化设计。

⑺开挖过程中，必须确保减压降水井的不间断工作。根据减压井抽水量及观测井内的承压水位监测值，确定开启的减压井数量、抽水速率，合理控制承压水水位，将减压降水对环境的影响控制到最低程度。

⑻为确保减压降水井的不间断工作，施工现场应有双电源保证措施，应配置备用发电机组。

2设计技术要求：

2.1成井技术要求：

⑴成井必须满足设计井径、井深要求；

⑵成井完成后及时洗井，必须做到水清砂净，保证井底无沉淀淤泥；

⑶回填滤料必须选用2～3mm的干净石硝，确保回填量；

⑷无砂管施工井管全部采用子母口井管，以防漏砂返砂将井淤死；

⑸钢管必须保证焊接质量； ⑹选用80目的滤网，用铁丝缠紧；

⑺井点定位必须避开支撑梁、柱等结构。

2.2疏干（混合）井运行技术要求

⑴疏干井降水应在基坑开挖前20天进行，以保证有效降低开挖土体中的含水量，确保基坑开挖施工的顺利进行。

⑵抽水与排水系统安装完毕，即可开始试抽水。

⑶根据开挖进度，井内水位控制在基坑开挖面以下1m。

⑷在施工区域内合理布置排水沟，能够迅速将大量地下水排入城市管道中。

2.3减压井运行技术要求

⑴减压井的运行必须坚持“分层降水、按需降水、动态调整”，坚持运行过程的信息化施工管理；对于深层降水井，为减少降水对周围环境的影响，必须按需降水，随开挖深度的逐渐加大，逐步降低承压水头，水位控制严格按照基坑稳定性分析中的基坑开挖深度和承压安全水位埋深关系曲线进行。

⑵在全部减压井施工结束后，进行1次单井及群井减压抽水试运行，检验施工用电及排水情况，同时观测各井水位，根据各井的实际位置和实际出水量，计算与确定承压含水层的水文地质参数。根据基坑分段开挖和支撑的施工实际工况，对降水运行进一步细化，提出每个工况下开启减压抽水井的数量和井号，并计算出该工况下承压水位的安全深度，以指导降水运行。

⑶减压降水运行过程中需每天将抽水量和承压水位的动态情况报告上报监理。

⑷基础底板施工完成后，包括养护阶段和地下室及上部结构施工阶段，在确保承压水水头压力不大于抗浮力的情况下，逐步减少减压井的开启数量，直至静止水位情况下水头压力不大于抗浮力，降水全部结束。

3降水井成井施工:

3.1施放井位：

⑴人员及设备安排： 为确保井位施放工作完成，安排1名测量工程师及2名测量工与布井专业技术人员开展此项工作。采用满足本工程需要的设备进行施放井位。

⑵井位布置的一般形式：

根据本降水设计方案，本工程降水管井的布置形式为“封闭式”，降水井距结构外皮≥2.0m。

⑶结构线施放及确认：

根据城市平面控制网，利用现有电子地图采集井位的平面坐标，从附近原导线点的资料以及其他标段的数据，先由施工人员放出结构中线或边线，待复测无误后，开始人工布放初步井位。

⑷井位布放及确认：

井位初步布放后，对井位进行物探，如发现有地下管线异常，必须错开地下障碍物，即对井位作出相应调整，但一般不得侵犯地铁结构。要求对改移的井位再经地面物探核查，确认无地下管线后，用油漆作出显著标志，必要时采用钢钎打入地面下300mm，并灌入石灰粉。上钻前须再由人工挖探坑确认，由布井人员量测井位并加以确认。

3.2水泥管降水井施工

⑴施工工艺流程：

井点测量定位→挖井口、安护筒→钻孔就位→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→盖井盖→清理施工现场→降水管理→降水任务完成→封井

⑵施工工艺方法：

①钻井：

按布设的井位坐标测放井位，采用钢筋做显著标志，对井位处的地面标高进行测量，确定井深。钻井设备选用适当钻机，成孔采用正循环自然泥浆造浆，泥浆护壁回转钻进成孔，钻头选用带保径圈的三翼钻头，钻头直径按设计及规范要求。根据施工经验，使用这些钻头施工稳定性好，能确保成孔质量，能有效控制成孔中的缩径现象，确保工程质量。采用反循环潜水钻机成井，井径及孔深不小于设计要求，井孔圆正垂直。

②换浆：

井管下入前注入清水置换，砂石泵抽出沉渣并测定井深。用水泵或捞砂管抽出沉渣，使井内泥浆密度保持在1.15-1.25g/0mm3。

③吊放井管：

井管采用水泥砾石滤水管，分节下放，滤水管外包两层300g/m2无纺布。井管高出地面不小于300mm，并加盖临时保护。

④填滤料：

井管下入后立即填入滤料。滤料沿井孔四周连续、均匀填入，将泥浆挤出井孔。填滤料时，随填随测滤料填入高度，当填入量与理论计算量不一致时，及时查找原因。洗井后，如滤料下沉量过大，补填至井口下1m处，其上用粘土封填。滤料必须符合级配要求，合格率要大于90%，杂质含量不大于3%。

⑤洗井：

成井后，借助空压机清除孔内泥浆，至井内完全出清水为止，再用污水泵反复进行恢复性抽洗，抽洗次数不得少于6次。

洗井在成井4小时内进行，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化难以破坏，影响渗水效果。洗井后进行试验性抽水，确定单井出水量及水位降低能否满足设计要求。

⑥下泵抽水：

潜水泵在安装前，对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查。深井内安设潜水电泵，用绳吊入滤水层部位，带吸水钢管的用吊车放入，上部与井管口固定。设置深井泵的电动机座应安设平稳，安装完毕进行试抽水，满足要求后始转入正常工作。 ⑦封井（盖井盖）：

井口地面以下2m范围内用粘性土回填压实，井管要高出地面0.3m，并在周围立显著标志和加井盖予以保护。

3.3钢管降水井施工

⑴工艺流程：

准备工作→钻机进场→定位安装→开孔→下护口管→钻进→终孔后冲孔换浆→下井管→稀释泥浆→填砂→止水封孔→洗井→下泵试抽→合理安排排水管路及电缆电路→试验→正式抽水→记录

⑵设备选型：

本工程钻井设备根据工程特点选用钻机，成孔采用正循环自然泥浆造浆，泥浆护壁回转钻进成孔，钻头选用带保径圈的三翼钻头，钻头直径按设计及规范要求。

⑶施工技术要求：

①准备工作：

合同签订后，即开始施工部署，首先组建项目经理部，落实材料和人员，合理安排人财物，与甲方及工地上各相关单位保持密切协作。

②材料到位：

专人负责进料，工程师核定，确保井管、桥式过滤管(孔隙率大于15%)、填料、粘土等材料的质量。材料不到位，质量不符合要求不能开钻。

③进场、定位、埋设护孔管：

井位放样好后复核确认，钻机进场。钻机应安放稳固、水平、护孔管中心、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100-200mm，外围用粘土填实夯实，井管、砂料到位后才能开钻，钻孔孔斜不超过1％，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。

④钻进清孔：

钻进中保持泥浆比重在1.1～1.15，尽量采用地层自然造浆，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，特别是开孔时不能让机上钻杆和接头产生大幅摆动。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，返出的泥浆含砂量<12%后提钻。

⑤下井管：

按设计井深预先将井管排列、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，每节井管的两端口要找平。下管要准确到位。自然落下，稍转动落到位，不可强力压下，以免损坏过滤结构。井管到位后下钻杆泥浆稀释到1.05左右，在稀释泥浆时井管管口密封，使泥浆从过滤器经井管与孔壁的环状间返回地面，稀释泥浆逐步缓慢进行。

⑥填料：

井管下入后立即填入砾料。砾料保持连续沿井管外四周均匀填入。填砾料时，随填随测砾料填入高度，当填入量与理论计算量不一致时，及时查找原因。不得用装载机或手推车直接填料，用铁锹填料，以防不均匀或冲击井壁，如遇蓬堵可用水冲。填砾完成后在洗井过程中，如砾料下沉量过大，补填至井口下1米处，1米以上部分在洗井完成后衬砌人井时处理。

⑦止水:

为了防止上部土层中的水沿砾料进入抽水井内，在降压井填砾顶部填优质粘土止水，其上再用粘土填实，一直填到地面。用粘土回填止水时，粘土的块度不大于100mm，以防止孔内架空回填不到位。

⑧联合洗井:

减压井：采用活塞和空压机联合洗井方法。首先利用空压机洗井，待出水后改用活塞洗井。活塞洗井一定要将水拉出井口，形成井喷状，并要求洗井至出清水，最后再用空压机洗井并清除井底存砂。为确保成井质量，洗井后出水的含砂量小于1/20000（体积比）。