地下工程施工降水的方法總結(jié)
地下工程施工降水的方法總結(jié)
摘要 地下工程施工降水對(duì)地下工程結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定影響很大,所以對(duì)地下工程施工降水技術(shù)的研究很重要,本文對(duì)常見(jiàn)的幾種降水方法進(jìn)行總結(jié)。
關(guān)鍵詞 管井降水;輻射井降水;輕型井點(diǎn)降水;噴射井點(diǎn)降水;真空管井降水
地下工程是指建筑在巖體或土體中的工程建筑物,這些結(jié)構(gòu)物是修建在含水的巖土環(huán)境中的。但由于地下水的滲透和侵蝕的作用,會(huì)使工程產(chǎn)生病害,輕者影響使用功能,嚴(yán)重者使整個(gè)工程報(bào)廢,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的社會(huì)影響。所以,水對(duì)地下工程會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的嚴(yán)重的影響,就像國(guó)際隧道協(xié)會(huì)發(fā)表的一個(gè)專題報(bào)告所說(shuō):Water is the tunneller,s enemy。總之,杜絕水對(duì)地下工程的危害,做好地下結(jié)構(gòu)的防水是地下工程設(shè)計(jì)、施工以至運(yùn)營(yíng)階段的重要課題。
1 地下工程防水設(shè)計(jì)原則
1.1 鐵路隧道防水設(shè)計(jì)原則
《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10003-2001)規(guī)定:隧道排水應(yīng)采取“防、排、截、堵結(jié)合,因地制宜,綜合治理”的原則,采取切實(shí)可靠的設(shè)計(jì)施工措施,達(dá)到防水可靠、排水通暢、經(jīng)濟(jì)合理的目的。
1.2 公路隧道防水設(shè)計(jì)原則
《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ026-90)規(guī)定,隧道防排水應(yīng)視水文地質(zhì)條件因地制宜地采
取“以排為主,防、排、截、堵相結(jié)合”的綜合治理原則,達(dá)到排水通暢、防水可靠、經(jīng)濟(jì)合理、不留后患的目的。
1.3 地鐵工程防水設(shè)計(jì)原則
《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB157-2003)規(guī)定:地鐵工程的防水設(shè)計(jì),應(yīng)根據(jù)氣候條件、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)狀況、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工條件、使用要求等因素進(jìn)行,以保證結(jié)構(gòu)的安全、耐久性和使用要求;并遵循“以防為主,剛?cè)峤Y(jié)合,多道防線,因地制宜,綜合治理”的原則,采取與其相適應(yīng)的防水措施。
總之,地下工程因其種類、使用功能、所處的區(qū)域和環(huán)境保護(hù)要求等不同,防水設(shè)計(jì)有所不同。
2 地下工程施工降水技術(shù)
2.1 管井降水
管井井點(diǎn)降水是指沿基坑每隔一定距離設(shè)置一個(gè)管井,每個(gè)管井單獨(dú)用一臺(tái)水泵不斷抽水來(lái)降低水位的方法。降水管井的目的在于人工降低地下水位,以使基坑和隧道開(kāi)挖達(dá)到無(wú)水安全作業(yè)要求,工程施工結(jié)束后,降水管井也完成使命而報(bào)廢,所以說(shuō)降水管井是臨時(shí)的抽水結(jié)構(gòu)物。
管井降水使用于土的滲透系數(shù)大的土層中。
2.2 輻射井降水
輻射井降水是指由一口大直徑的集水豎井和自豎井向周圍含水層一定方向,一定高程打進(jìn)的水平井所組成來(lái)降水的方法。其特點(diǎn)是:
1)水平井伸展范圍廣,控制降水面積大,一般一口輻射井單線單排控制長(zhǎng)度可達(dá)到100m,即向兩側(cè)施打的水平井長(zhǎng)各50m;
2)輻射井豎井占地面積少,適于在城市復(fù)雜地帶布設(shè),能較好地解決降水施工與地面交通、占地的矛盾,尤其是地鐵穿越建筑物、鐵路、繁華道路等情況,采用常規(guī)降水技術(shù)根本無(wú)法實(shí)施,而輻射井降水是較好的解決方案;
3)對(duì)于挖透多個(gè)含水層的深基坑,沿含水層底板打設(shè)水平井后,疏干含水層的效果比其他降水方法顯著。
輻射井主要適用于針對(duì)粉土—圓粒粒級(jí)含水層的工程降水。
2.3 輕型井點(diǎn)降水
輕型井點(diǎn)是人工降低地下水的一種方法,它是沿基坑四周或一側(cè)將直徑較細(xì)的井管沉入深于基底的含水層內(nèi)內(nèi),井管上部與總管連接,通過(guò)總管利用抽水設(shè)備將地下水從地下水從井管內(nèi)不斷抽出,使原有地下水降低到基坑以下。其抽水原理是:啟動(dòng)抽水裝置后,井點(diǎn)管、集水總管內(nèi)空氣被吸走,形成一定的真空度,由于管路系統(tǒng)外部地下水承受大氣壓力,為了保持平衡狀態(tài),地下水流向負(fù)壓區(qū),地下水被吸至井點(diǎn)管內(nèi),經(jīng)總管至儲(chǔ)水箱排走,從而達(dá)到降水目的。
輕型井點(diǎn)主要適用于地下水位較高的弱透水層的降水。
2.4 噴射井點(diǎn)降水
噴射井點(diǎn)降水是指井點(diǎn)管內(nèi)部裝設(shè)特別的噴射器,用高壓水泵或空氣壓縮機(jī)通過(guò)井點(diǎn)管中的內(nèi)管向噴射器輸入高壓水或壓縮空氣形成水汽射流,將地下水抽出排走的方法。
噴射井點(diǎn)主要適用于粉土、粉細(xì)砂等滲透系數(shù)較小的含水層,對(duì)于滲透系數(shù)大的含水層,采用管井井點(diǎn)降水會(huì)更經(jīng)濟(jì)。其降水深度為8~20m,其降水深度大體上能滿足地鐵工程的需要。但它的缺點(diǎn)是井點(diǎn)構(gòu)造比較復(fù)雜,對(duì)地面交通影響很大。
2.5 真空管井降水
它是在管井基礎(chǔ)上,對(duì)井管抽真空,在以井管為中心的一定范圍內(nèi)的含水層中施加負(fù)壓,迫使弱透水層中地下水流入井中,再通過(guò)潛水泵抽水的一種降水方法。
真空管井降水適用于粉土、粉砂等弱透水層降水。
2.6 明排降水
明排降水是指基坑開(kāi)挖過(guò)程中,在基坑周邊或中部開(kāi)挖排水溝并設(shè)置一定數(shù)量集水井,然后從集水井中抽出地下水,從而降水的方法。其適用條件如下:
1)地下水類型一般為上層滯水或薄層潛水,含水層滲透性能較差;
2)一般用于淺基坑降水或隧道內(nèi)排除殘留水,降水深度不宜大于2m,降水時(shí)間不宜太長(zhǎng);
3)含水層土質(zhì)密實(shí),坑壁穩(wěn)定,不宜產(chǎn)生流沙管涌等滲透破壞。
2.7 電滲井點(diǎn)降水
電滲井點(diǎn)降水是指在輕型或噴射井點(diǎn)中增設(shè)電極而形成的降水方法。它主要用于滲透系數(shù)小于0.1m/d的土層。
3 結(jié)論
通過(guò)對(duì)管井降水、輻射井降水、輕型井點(diǎn)降水、噴射井點(diǎn)降水、真空管井降水、明排降水、電滲井點(diǎn)降水的研究總結(jié)對(duì)今后地下工程施工時(shí)所采用何種施工降水技術(shù)提供依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
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