深基坑降水与超远距离回灌系统施工技术

任少飞，丁孝朋，张晓达，李云杰

（中建八局第三建设有限公司北京分公司，北京100089）

随着城市建设的发展，地下空间得到了大规模的开发与利用，深基坑降水相关技术应用越来越广泛。回灌技术是在工程中常被用以补充井点降水引起地下水流失的一种方法[3]；现有技术中，未能较好解决超远距离回灌[1～2]问题。本文创新采用深基坑降水与超远距离回灌技术，减少基坑降水对周边环境及地下水位产生影响，使基坑降水的水资源重新回灌至地下。

1 工程概况

某工程包括高层住宅8 栋及其配套建筑等，占地面积5.2 万m2；总建筑面积约22.7 万m2，地上建筑面积14.3 万m2，地下建筑面积8.4 万m2；基坑总开挖面积约2.6 万m2，大面开挖深度13.6 m，地下水埋深约13.2 m。

场地主要为高渗透系数的砂卵石地层。勘察期间于钻孔中（最深40.00 m）揭露到1 层地下水，为浅水层。地下水埋深18.50～18.80 m，水位54.4～54.8 m，高出工程基槽底。工程场区水位主要接受大气降水入渗及永定河渗漏等方式补给，以地下水侧向径流、人工开采为主要排泄方式；水位年动态变化规律：7 月—转年10 月水位较高，其他月份水位相对较低，水位变化幅度一般为3～6 m/a。为保证地下室主体结构施工安全，水位上涨期间要做好应急降水工作；特别是高渗透系数的砂卵石地层，地下水控制难度大。

2 降排水方案

2.1 降排水系统设计

基坑降水与超远距离回灌系统采取“支管→主管→外排→回灌”的方式。现场西北角为管道最高点，场内排水管线一条管道由北向南，一条管道由西向东，两条管道沿基坑周圈汇合至现场东南角，与场外主排水管线连接。场地整体标高设计为北高南低，通过地面高差及管道支架高度调整，实现排水管道自然重力式排水。场外排水管线至回灌区的排水同样采用重力式排水。

回灌区位于现场东南角公园绿地自有地块，距离工程场地约700 m，横跨2 条规划道路。回灌区选址地面标高低于工程场地标高，满足场外排水管道≮2‰的找坡。

场内主排水管地面敷设，下穿场内道路段暗埋敷设；场外通往回灌区的管路地面敷设，局部堆土敷设。

排水路先由基坑应急井水泵抽水到增压集水器，增加集水器主管连接至基坑周圈场内排水主管线，基坑周圈场内排水主管排水至场外排水主管，最后由场外排水管道将水排至回灌区，实现超远距离将地下水回灌至地下[4]。

2.2 排水系统施工方法

2.2.1 场区内排水系统施工

场区内排水管路主要包括水泵、水泵排水支管、增压集水器及场内排水管道。

应急井内水泵排水支管采用U-PVC管，管径63 mm，与潜水泵出水口口径相匹配，避免多接头、多变径连接。排水管线布置在降水井一侧，采用明敷的形式。水泵的U-PVC管与增压集水器连接。

在基坑应急井平台处或升桩冠梁外侧间距70 延米左右设置一个增压集水器，总计设置15 个集水器。基坑降排水经过增压集水器[5]进入基坑周圈场内排水主管道，水泵的排水支管每4～8 根1 束连接到增压集水器，集水器沿土钉墙坡面连接至基坑周圈排水主管道。

1）增压集水器制作安装。采用2 000 mm 长、ϕ300 mm 密闭钢管作为增压集水容器。增压集水容器一端焊接8 根ϕ50 mm 进水钢管与内径75 mm 塑料降排水管线连接。在各进水钢管上分别设置DN50 mm球阀和DN50 mm 止回阀。增压集水容器另一端焊接1 根ϕ150 mm 出水钢管，起到将多根进水管转换成一根出水管的作用，减少降排水管线的投入，同时避免大量降排水管线交叉布置，难以梳理、观感凌乱的问题。利用进水管截面积之和小于出水管截面积，达到增压目的，有效降低降水泵扬程，节约成本。ϕ150 mm 出水钢管上安装DN150 mm 蝶阀，控制出水水流的启闭。在增压集水容器的下方焊接ϕ50 mm 泄水钢管，起到方便增压集水容器及出水管路泄水的作用。在泄水钢管上安装DN50 mm 球阀，控制泄水水流的启闭。集水器可根据现场具体使用情况，在不改变增压排水原理的情况下，可对进水支管、出水管数量及管径进行微调。见图1。

图1 增压集水器装置

2）集水器排水管与场内排水管道连接。基坑周围场内排水管道ϕ630 mm×4 mm，在管道顶部或侧面切割圆形孔，开孔直径150 mm，孔径允许误差±3 mm，集水器排水管道调整好位置与排水主管道的圆形孔焊接连接，焊接角度采用测斜60°方式。见图2。

图2 管道连接方式

3）过路暗埋管施工与连接。根据降水设计图纸位置测量放线，用雷达探测仪探测挖沟范围内有无地下管线，若有地下管线应及时进行调整。破除现有混凝土路面后进行开挖，管沟底部的开挖宽度应考虑除管道结构宽度外的增加工作面宽度，挖出的土应堆放在施工围挡内，土堆底边距沟边保持1.0～1.5 m 的距离，除留出回填土外要及时清运出场。排水管应先检查管底标高、坡度是否符合排水要求，下管时可采用人工压绳法或机械方法。管道在沟内连接时应在焊接处挖一个操作坑，以便于焊接操作，暗埋段排水管与主排水管通过90°弯头的连接。见图3。

图3 暗埋段主管做法节点

4）排水支管排布与连接。排水支管采用ϕ63 mmPVC 排水管，7～8 根集成一束，垂直于冠梁沿土钉墙坡底连接至增压集水器，接入排水主管路。排水支管分组铺设平整，横平竖直，用3 道L50 mm×50 mm×4 mm角钢压平固定在坡面上。见图4。

图4 排水支管排布

U-PVC 排水支管与增压集水器支管的连接采用“内套外箍”做法，U-PVC 排水支管连接处内插外径50 mm、长度200 mm 的钢管作为套管，提高连接处耐压性能。两侧U-PVC 排水支管端头切割平整后通过套管对接后增加管箍紧固密封。

2.2.2 场区外排系统施工

场区外排水管路主要包括场外排水主管（回灌区输水管线）、沉淀池、回灌主管和回灌支管4 部分。回灌输水管线由单根排水管线引出，采用ϕ630 mm×4 mm 螺旋钢管铺设。基坑降排水经沉淀池后由回灌主管进入回灌区，回灌分管采用ϕ219 mm×2.5 mm 螺旋钢管铺设，回灌井间距为10 m，井深26 m。见图5。

图5 回灌区平面布置

1）场地处理。测放输水管线路由位置，清除管道路由上的障碍物，每间隔6 m 测量一处场地的自然地面高程，按照设计管线坡度要求确定土方挖填深度、高度、沉淀池底标高及回灌区地面标高。回灌井施工完成后清理井孔弃土，回灌区下挖200 mm 以满足排水坡度要求，地面夯实后铺设100 mm 厚C20 混凝土地面硬化，场区周围设置挡水墙及安全护栏，挡水墙高300 mm、宽240 mm，安全护栏高度1 200 mm。

2）沉淀池砌筑。沉淀池砖砌尺寸为6.4 m（长）×3.8 m（宽）×3 m（深），内部增加2 道3 m 高挡水板。挡水板顶部设置过水口，以形成三级沉淀。池顶设300 mm×250 mm 混凝土压梁，混凝土强度等级C25。见图6。

图6 沉淀池

沉淀池底为现浇混凝土，强度等级不低于C25 抗渗等级P8，池底厚度为200 mm；池壁为砌筑墙体，厚度240 mm，内外抹20 mm 厚防水砂浆。挡水板为砌筑墙体，厚度240 mm，内外抹20 mm 厚防水砂浆；一号挡水板过水口处安装1台明渠流量计监测排水量。

3）输水管道铺设。场区外地面低洼不满足坡度要求处采用堆土找坡的方式铺设输水管线，堆土两侧坡度按1∶0.5控制，高度按照坡度要求现场测量确定，ϕ630 mm×4 mm 螺旋钢管底部两侧入土≮150 mm，防止管道滚动。见图7。

图7 场区外输水管道铺设

4）连接沉淀池。沉淀池砌筑时预埋ϕ630 mm×4 mm 螺旋钢管，墙内管外侧设止水环（10 mm 厚ϕ750 mm钢板环），防止渗漏。

5）回灌支管连接。回灌支管采用ϕ219 mm×2.5 mm 螺旋钢管，与ϕ630 mm×4 mm 回灌主管焊接连接。每个回灌井布置一根回灌支管，距离井口1 m 出安装ϕ219 mm 闸阀1 个，法兰焊接，法兰处加橡胶垫圈防渗。见图8。

图8 回灌支管连接

在HG03和HG08回灌井处设置应急排水口，井口处加装三通，回灌水通过三通分别实现回灌和应急排水。井口应急排水侧安装ϕ219 mm 闸阀1 个，阀门外侧安装电磁流量计1台，计量外排水水量。见图9。

图9 应急排水口做法

6）安装阀门流量计。在沉淀池一号挡水板顶部过水口处安装多普勒超声波明渠流量计1 台，计量基坑排水量，流量计型号为HFT-DPLMQLS，流量统计不少于3次/d，取平均值后计算出单日排水量。

2.2.3 试水试压与管道喷涂

1）管道连接完成后试水试压，如有渗漏则进行封堵处理后再次试水试压，满足要求则验收后投入使用。

2）排水管道施工完成后，表面喷涂红白双色水性防腐油漆（2 遍），防止钢质管道腐蚀生锈，提高现场文明施工视觉效果。

3 结语

深基坑降水与超远距离回灌系统施工技术施工简单，排水系统运行可靠，维护方便，保证深基坑地下水稳定降排至场外回灌区。基坑周圈排水主管线至回灌区路由的排水管线采用重力排水方式，节约大量电力资源。以本工程为例，128 口应急降水井降水周期10 个月，每天50%水泵使用率、2.2 kW 水泵，每台使用24 h，可节约电费约180 万元。实际应用中有效控制了地下水位，地下水降排、回灌效果良好，在质量、安全、工期、成本等方面效果突出，其经验可供同类型深基坑降排水及超远距离回灌区工程借鉴，具有一定的指导意义和推广价值。

□■