深井井管降水设计与施工管理存在问题及解决措施

张强

摘要：随着经济的快速发展，我国城市化建设的步伐愈加迅速，在大中型城市中，高层乃至超高层建筑的数量逐年递增，这就对建筑工程的深基坑地下降水控制提出了新的要求，降水控制的规模和难度都逐渐提高。文章以德阳变电站工程为例，对建筑深基坑深井井管降水施工技术进行了探讨。

关键词：建筑施工技术；深基坑；地下降水控制；深井井管降水；降水设计；施工管理 文献标识码：A

中图分类号：TV551 文章编号：1009-2374（2016）33-0105-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.052

1 概述

1.1 工程简介

项目工程位于什邡市西南面马井镇双石桥村（原名为新华村），全称德阳Ⅱ500kV变电站新建工程，该工程距市区直线距离约6.5km，距马井镇直线距离2.0km，S105省道从站址东南面经过。进站道路从S105省道引接至变电站大门，进站道路94.1m，站区总用地面积5.4406hm2（81.60亩），其中围墙内用地面积4.8233hm2（72.35亩）；站内总建筑面积1629m2。

1.2 工程规模

主变压器采用本期2×1000MVA；最终3×1000MVA。500kV出线为本期出线4回，至彭州变及谭家湾变各2回；最终10回，向北方向备用4回，向南方向备用2回。220kV出线为本期8回，其中2回至云西220kV变电站，2回至城南（古城）220kV变电站，2回至新市变电站，2回至南丰变电站，最终14回。500kV高抗：本期和最终均不考虑高抗位置。低压无功补偿装置：本期低压电抗：2×（1×60）MVar，本期低压电容：2×（2×60）MVar。最终低压电抗：3×（3×60）MVar，最终低压电容：3×（3×60）MVar。SVC：2×180MVar[180MVar（TCR）+60MVar（滤波器）+2×60MVar（常规电容）]。

1.3 工程地质条件分析

德阳Ⅱ500kV变电站新建工程所在地的地貌较为特殊，属于川西冲积平原，整体的地层分布构架为首先是耕植土，然后接着是粉质黏土构架，再接着是中砂结构，最后则是卵石层，该项目范围内以耕植区为主，常年种植农作物。

由于地理环境原因，该区域内地下水相对来说储量较大，不仅埋藏的深度很浅，并且针对性的水位易积水量都不处于一种稳定状态，相对来说其变化的动态很大。经过实地勘测，这些地下水属于卵石当中承载压力的承压水，厚度大概为35～45m。

鸭子河作为该地区的主要地下水的主要来源，受到事件的影响很大，一般静止的水面高度大约为海平面下4m，同时附近的大量农业用水会对这个部分的地下水位造成十分巨大的影响，水位可能会上升1.0～1.5m。

1.4 工程重点、特点

1.4.1 站区排水形式。站区地址位于低于公路的水田之中，站区围墙基础施工完成站区排水管道未形成之前，站区形成一个积水塘，站区施工排水无法排除；根据设计方案站区排水采用室外排水管道，最终汇集到雨水泵池，采用“强排”将水抽排到站外水沟，施工期间雨水无法自然排除。

1.4.2 站区地质情况复杂。由于站区地址地下水位较高，且地下为易液化的沙土和黏性土，施工过程中极易产生流沙，是本工程的最大难点之一。

同时，该地区常年地下水位高，地下水位枯季3.0～3.4m，灌溉期变幅约1m。站内雨水泵池、事故油池等深基础埋深7～7.5m，位于地下水位线以下3～4m，基础土方开挖时大量地下水涌入，基坑坍塌，基坑无法正常开挖，所以在深基坑作业过程中必须采用井点降水和临时排水措施。

2 井管降水设计

2.1 井点降水总体方案思路

目前我国在平原地区建设施工时，一般利用明沟排水的方式处理大面积基坑开挖时产生的涌水，然而如果开挖土层地下水含水量丰富，那么地下水会大量上涌，造成基坑水量过大，严重时会出现翻浆以及冒泥、流砂等不利现象，当出现这种情况时，不仅深挖基坑的操作无法进行，而且很可能会引发一定范围的水土流失现象，如遇周边既有建筑物或者地理结构特殊，还有可能造成边坡失稳或地面塌陷等严重安全事故，这对临近建筑物与周边自然环境都是极大的威胁。

2.2 降水方式的对比分析

降水方式应参照井点降水设备的不同合理选择，目前比较常见的降水方式包括四种，在实际施工中，需根据现场条件进行判断，通过对土的种类和透水层位置的分析，测算土层的渗透系数，同时我们要对整体的施工场地、对应施工的设备的技术水平进行分析，尽量达到经济性和节能性双赢的降水方案。现就四种常见降水方式类比分析如下：

2.2.1 轻型井点。轻型井点对土层渗透系数要求0.1～50m/d，适用于含有大量细砂、粉砂的土层，同时对真空度还有对应的程控质量要求相对来说进行提升，并且针对性地完成后形成的孔洞呈现出密集分布。

2.2.2 喷射井点。喷射井点的降水方式在开挖深、降水深度大的工程中应用广泛，适用于土渗透系数为3～50m/d的砂土，对设备要求高，技术工艺都较为复杂。

2.2.3 电渗井点。电渗井点由于对技术、设备要求高，使用范围受限，目前我们主要是把这方面的技术应用到相关于淤泥或者是对应黏土的降水处理之上，一般来说如果渗透的系数低于0.1m/d的土层，如沼泽地区等就可以使用。

2.2.4 深井井点。深井井点应用于地下水丰富的地区，土层渗透系数为10～250m/d，在施工中如遇降水深、基坑面积大的工程，可以使用深井井点发降水方式，深井井点相对来说对于成孔的质量要求很高，但是缺点就是在降水过程完毕之后，井管取出难度较高。

2.3 降水方式选择

轻型井点对施工技术和工艺要求高，并且井管密集、成本较高；深井井点应用范围广，没有过高的技术要求和工艺要求，并且针对性的操作难度不高，后期维护的方式也很简单，平面布置的方法也不难，在造价上也有相对较低的优势。

根据本项目的实际情况，综合经济、可操作性等多方面的角度来思考，我们决定选用深井井点降水来完成基础降水作业。

2.4 深井井点降水设计方案

2.4.1 整个深井的深度构架为18m，涌水量为8100m?/d。根据施工之前进行的计算和对应的降水设计的要求，我们选用一般流量为60m?/h的潜水泵，每一口井的出水量可以达到1450m?/d，其总量经过计算可知我们需要的数量是6台，井口的直径为58cm，这样就可以满足了降水的需求。

井管的设计：我们直接使用成品混凝土管为成井的原料，焊接时务必要牢固垂直。整个水井结构是每口水井分配4根井壁给水管和对应的3根滤水管，施工方实施从下往上进行施工，其中有一根水管本身的底部进行完整封闭，井外填充砾石进行过滤。

水晶的布置思路：沿着基坑周围的缓坡上部分0.5m左右的距离进行环形设置，两根井管之间的间距约为18m，井点以对称的设置方式在进行抽水的时候，水位的差可以控制在一定范围之内，如图1所示：

2.4.2 事故油池深井井点降水设计。事故油池基底为圆形，相对于地下水来说低于其200cm，设计降水深度为250cm，井深为15m，其他计算过程同雨水泵池降水设计。如图2所示，布置降水井两口，均安装流量为60m3/h的水泵1台，即可达到降水要求。

3 技术管理中的问题与对策

3.1 基坑放破比设计的进一步优化

实践证明，深井井点降水可以起到降低地下水位的作用，而且效果明显，待水位稳定后进行施工时，边坡稳定程度较高，基坑以及周围没有出现异常情况，保障了主体工程的顺利完工。

3.2 进一步优化渗透系数（K）取值

在地下水降水控制中，土体渗透系数（K）非常重要，它和总涌水量、井点数量、井点密度等，是决定降水方式选取的重要参数，是影响工程成本的最直接因素。但是常常由于渗漏系数测试困难、一次性投入大，其波动范围也较大，施工中常采用该地区的渗透系数经验值。在降水设计过程中必须根据施工季节、施工条件、地下结构安全等级、支撑和锚杆体系设置、施工周期等方面进行综合考虑，通过试验和技术经济比较，采用合理的渗透系数（K），提高工程的经济和安全效益。

3.3 加强对周边环境的影响评估

由于深井井点降水能大范围的降低周边地下水位，甚至会使周围0～600m范围内的浅表地下水消失。德阳Ⅱ井点降水使周围近600m范围内的居民无法正常使用浅水井、压水井等，降水实施过程中，每天安排专人负责到每家每户送水，造成较大影响，这是提前未预见到的，在以后的施工作业和施工设计中，应进一步加强对周边环境的影响评估，制定详细的应急措施和预案，确保不发生重大的扰民事故。

参考文献

[1] 孙一鸣，孙一娇.浅谈保证井点降水质量应注意的问 题[J].农业与技术，2012，（11）.

[2] 陈圣君.城市井点降水施工实践与应用[J].林业科技 情报，2007，（4）.

[3] 蒋季秀.简易井点降水施工[J].建筑技术，1980， （3）.

（责任编辑：小 燕）