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(zhuān)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(lèi)、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?chē)畬右欢ǚ较?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(lèi)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)。
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