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1、1轻型井点降水与井点回灌在城区河道整治工程中的应用轻型井点降水与井点回灌在城区河道整治工程中的应用摘摘要要：城区河道治理时， 开挖现有河道时需要降低地下水位，如何避免地下水位降低对周边建筑物的影响 是一个经常遇到的工程题。 本文以江苏省仪征市城区的红叶排水沟治理工程为例，采用轻型井点降水与井点回灌相结合，介绍了轻型井点降水与井点回灌系统的设计计算要点、参数以及施工步骤。应用结果表明，轻型井点降水与井点回灌相结合的方法在河道开挖过程中既成功降低了地下水位，保证了正常的施工进度，又没有对周围的建筑物造成明显的影响。关关键键词词： 轻型井点降水，井点回灌，河道整治1. 引言引言深基坑施工中，地下水的
2、处理有多种可行的方法，从降水方式来说可总分为止水法和排水法两大类。井点降水是目前较为普遍采用的一种降低地下水位的方法，它可使基坑在干燥状态下施工，并在市政、民用建筑1-2和水利工程3-4基坑工程中广泛应用。但用井点降水法在降低地下水位的同时，会使周围的土层因失去原有的水分而产生固结压缩，如果处理不当，将会造成危害，特别是在软土地层中进行井点降水施工时，更应加以注意。因此在井点降水的同时，辅之以井点回灌5-6，可减少对周边建筑物的影响 。在城区河道治理工程中， 开挖原有河道通常需要降低地下水位。而在城区，居民房屋距河道较近，地下水位下降对房屋安全造成影响。本文以江苏省仪征市城区的红叶排水沟治理工
3、程为例，采用轻型井点降水与井点回灌相结合，介绍了系统的设计计算、参数以及施工步骤，并验证了应用效果 。2. 工程概况工程概况红叶排水沟是仪征市 城区的一条雨污合流的河道 ，2007 年列入政府十大重点工程进行综合整治。其中桩号 0+4400+556 段老河道东侧有一户居民住房紧靠 沟边，在将该段河道整治方案及新河道中心线多次推敲和调整后，所确定的东侧护岸挡土墙底板后缘与民房 最近处仅相距 5.8m（图 1） 。实地调查得知 该户房屋为十几年前建成的砖混结构房且基础很浅，采用井点降水施工河道护岸挡土墙时，由于井点降水降低了护岸挡土墙墙后的地下水位， 也同时降低了河道东侧民房部位的地下水位,而可能
4、引起民房的 不均匀沉降，甚至导致房屋墙体开裂等现象发生 ，影响到房屋的质量及其住户的 安全与正常生活。23.24.53.21: 0. 51:1井 井1:1井 井0+460井 0+520井 井 井 井 井楼房井 井 井6.86.93井4井 井 井房4井5井井 井 井井 井 井井 井 井井 井 井井 井 井楼房井 井 井 井 井0+460井 0+520井 井 井 井 井井 井 井 1井 井 井 2图图 1. 开开挖挖断断面面图图本段工程附近的钻孔为 D433 孔号，该孔钻深仅 5.6 m，未到底，可参见其前后钻孔D436(北侧)、D431(南侧)，即主要依据工程地质剖面图，该处地质由上而下依次为1
5、、2、3、6、7、8 层，其地质主要参数如下表：表 1. 开挖剖面 工程地质 参数地层平均层厚（ m）层间高程（ m）土层分类渗透系数（ m/d） 11.27.105.90人工堆土0.130 22.95.903.00灰黄、灰色轻粉质砂壤土、粉土0.190 32.03.001.00灰色粉土、轻粉质砂壤土0.544 63.81.00-2.80灰黄夹灰白色重粉质砂壤土、粉质粘土 73.4-2.80-6.20灰黄夹灰白色重粉质砂壤土、粉质粘土 86.75未见底紫红色粉质粘土3. 系统设计系统设计为同时降低地下水位地利于河道开挖并保证房屋安全，项目部拟定了轻型井点降水结合井点回灌的方案，在准备充足的条件
6、下组织突击施工，既保证该户房屋的质量及居民的正常生活与安全，又使得河道整治工程施工顺利进行。3.1 原理原理轻型井点是沿基坑四周每隔一定距离埋入井点管（直径3851 mm，长 57 m 的钢管）至蓄水层内，由 井点管、过滤管、集水总管、主管、阀门等组成管路系统，并由抽水设备启动，在井点系统中形成真空，并在井点周围一定范围形成一个真空区，真空区通过砂井扩展到一定范围。在真空力的作用下，井点附近的地下水通过砂井，经过滤器被强制性吸入井点系统内，抽水设备将地下水从 井点系统 内不停抽出， 使井点附近的地下水位得到降低 ，从而使原有地下水降至坑底以下。 在作业过程中，井点附近的地下水位与真空区外的地下
7、水位之间，存在一个水头差，在该水头差作用下，真空区外的地下水是以重力方式流动的。所以常把轻型井点降水称真空强制抽水法，更确切地说应是真空重力抽水法。只有在这两个力作用下，基坑地下水3才会降低，并形成一定范围的降水的漏斗抛物线。回灌井点施工原理是在降水区与临近建筑物直径的土层埋置一道回灌井点，采用补充地下水的办法， 向土层灌入足够数量的水， 使降水井点的影响半径不超过回灌井点的范围，以形成一道隔水屏幕，阻止回灌井点外侧建筑物下的地下水流失，使原有建筑物的地下水位保持不变或降低较少，这样就能防止因降水而造成的地面沉降，或至少可以减少沉降值。3.2 方案设计方案设计（1）井点降水管布设经实地测量该户
8、房屋沿河道 方向长 12 m，南北两端距拟建护岸挡土墙底板后缘分别为5.8m 和 9.7m。为使井点降水管尽可能离民房远一些，将该段井点降水管布设 在挡土墙底板外侧 0.5 m 处，同时仅考虑将地下水位降到挡土墙底板底层下0.5 m 即可。本段河道 设计河底高程为 3.5m，挡土墙底板底 面 2.5m，地下水 计划降至 2.0m，河道中心与降水井点管相距 45 m。因此， 井点内水位 ：2.0-50.1=1.5m；井点管管底布置在0.5m，滤水管顶 1.5m；现状地面高程 在 6.8m 左右，在边坡上施打， 井点支管选用 6.0m 长；为便于突击施工，施工工段长 定为 60m，井点管成一排布置
9、，间距布置成1.5m，计布置 40眼井。（2）涌水量计算本区第 2、3 层均以轻粉质砂壤土、粉土为主，根据室内垂直渗透试验果，2、3 层中为中等渗透性，它们共同组成场地上部松散岩内孔隙水， 4、5、6、8 层土为其相对隔水底板，第 3 层底高程为 1.0m，考虑到井点布置、土层的不准确性，也为计算方便，将不透水层顶面放在高程 1.0m。本例涌水量按无压完整井计算7。计算结果为0.000055m3/s。本施工段长q60m，计布置 一排 40 眼井，上 面计算中是考虑四面进水，实际情况是两侧进水，进水量不到上面计算的一半，因此，井 点的总涌水量近似 为 95.04 m3/d。（3）井点回灌方案回灌
10、井点系统由水源、水箱、流量表、闸阀、总管、回灌井管组成。其工作方式恰好与降水井点系统相反， 将水灌入井点后，水从井点周围土层渗透，在土层中形成一个和降水井点相反相成的倒转降落漏斗。 本工程既有降水，又有开挖，再加之回灌，情况比较复杂，计算有一定的困难，主要以实验为主。考虑到施工时要一边排水，又要一边回灌，因此回灌井点管与排水井点管 之间距离不能太近，因本工程场地又十分狭窄，此距离又不能太大，经综合考虑，回灌井点管与排水井点管的间距定为 6 m，紧靠民房布置， 回灌井井距亦采用 1.5 m，同样计布置 40 眼井。回灌井的结构与排水井点基本相同，但考虑到回灌井应略高于排水井，回灌井底高拟高于4降
11、水井点管底 1.5 m，回灌井点管管底布置在 高程 2.0m 处，滤水管顶 在 3.0m 处，井点支管选用 5.0m 长。为保证回灌井 有一定的注水压力（一般不低于 0.5 个大气压） ，用钢管 、木板搭建一距地面 5 米高的临时水塔 ，以设置高位水箱 。降水初期直接用自来水注入水箱，降水井正常运行后用水泵将 降水井点集水箱里 的水抽提到 水箱内，保持水箱内正常 水位。在民房附近设置 23 个水位观测井， 同时在民房四周墙壁上设68 个沉降观测点， 降水前测得 观测井内 初始水位 以及沉降观测点的初始标高值 ，降水期间 固定专人 定时观测，并作好观测记录。4. 降水及回灌井点施工和使用降水及回
12、灌井点施工和使用4.1 井点施工工艺程序井点施工工艺程序井点施工工艺程序为： 放线定位 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连通 安装抽水设备与总管连通 安装集水箱和排水管 开动真空泵排气、再开动 离心泵抽水 测量观测井中地下水位变化。4.2 井点管埋设井点管埋设井点埋设可根据土质情况、场地和施工条件，选择适用的成孔机具和方法，常用方法是用高压水冲刷土体， 用冲管扰动土体助冲，将土层冲成圆孔后埋设井点管。所有井点管在地面以下 0.51 m 的深度内用粘土填实，以防漏气。井点管埋设完毕后接通总管与抽水设备，接头要严密，并进行试抽水，检查有无漏气、淤塞等情况，
13、出水是否正常，如有异常情况，检修好后方可使用。4.3 降水井点使用降水井点使用井点使用时应保持连续不断地抽水，一般在抽水35 天后水位降落漏斗基本趋于稳定。正常出水规律是 “先大后小，先混后清 ”。如不上水，或水一直较混，或 出现清后又混等现象，应立即检查纠正。要经常观测井点系统的真空度，一般不低于55.366.7kPa，如真空度不够，通常是由于管路漏气，应及时修好。井点管淤塞可通过听 管内水流声；手扶管壁感动振；夏季时期用手摸管子冷热、潮干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，应逐个用高压水冲洗井点管或拔出重新埋设。4.4 回灌井点使用回灌井点使用（1）回灌井点必须在降水
14、井点启动或在降水的同时向土中灌水，且不得中断，当其有一方因故停止工作时，另一方应停止工作，恢复工作亦应同时进行。5（2）回灌水量应根据地下水位的变化及时调整，尽可能保持抽灌平衡，既要防止灌水量过大而渗入基坑 影响施工，又要防止灌水量过 少使地下水失控而影响回灌效果。为此要根据观测井内的水位变化情况及时调整抽水量或灌水量，使原有建（构）筑物下的地下水位保持一定的深度，从而达到控制沉降的目的，避免裂缝的产生。（3）要经常检查回灌水的污浊度及水质情况，避免产生孔眼堵塞现象，同时也必须及时校核灌水压力及灌水量，当产生孔眼堵塞时应立即进行井点冲洗。确保用清水回灌，以保持回灌水量。（4）做好回灌井点设置后
15、的冲洗工作，冲洗方法一般是往回灌井点大量注水后，迅速进行抽水，尽可能地加大地基内的水力梯度，这样既可除去地基内的细粒成分，又可提高其灌水能力。5. 效果分析与结论效果分析与结论该工段于 2008 年 4 月 29 日开始布设降水及回灌井点系统， 4 月 30 日开始抽水、回灌，开始抽水时水量较大，水位下降明显，之后水位降落逐渐缓慢，3 天后水位保持稳定。 5 月2 日开始土方开挖，开挖后的基坑干燥 ，边坡保持稳定，挡土墙底板砼、墙身2 m 浆砌块石、墙后 2 m 高范围内 回填土相继顺利完成， 5 月 14 日停止了抽水、回灌。 从施工期及之后一个月的观测数据看， 观测井水位相对稳定，沉降观测
16、点标高没有变化，民房墙壁上设置的裂缝观测标志值亦无增大现象，民房的质量及居民的正常生活与安全得到了保证。应用结果表明，本次轻型井点降水结合井点回灌方案设计及施工是成功的，本文的方法可供 类似城区河道整治工程借鉴 。参考文献参考文献1李志平，彭振斌，张伟.轻型井点降水在基坑工程中的应用J.土工基础, 2008，22（3）:33-35.2吴国栋，张可能，付 敏，等.真空轻型井点降水在基坑工程中的应用J. 西部探矿工程，2008， （5）：30-31.3魏俊清.建筑工程基础施工中井点降水的计算方法J. 中国农村水利水电，2001， （5）：107109.4周 坤.泗阳二站沉井群施工井点降水及对周边影响J.中国农村水利水电，2006， （2）：122123.5周 伟.井点回灌技术在基坑降水中的实践与应用研究J.江苏水利，2006， （1）：1920.6李鸿文，王 东.井点回灌技术在基坑降水中的实践与应用研究J，云南建筑，2007， （2）：26
