[科普中国]-基坑降水

治理办法

基坑降水方法主要有：明沟加集水井降水、轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水、深井井点降水等等。各种降水方法有其特点和适用情况，比较如下：

（一）明沟加集水井降水

明沟加集水井降水是一种人工排降法。它具有施工方便，用具简单，费用低廉的特点，在施工现场应用的最为普遍。在高水位地区基坑边坡支护工程中，这种方法往往作为阻挡法或其他降水方法的辅助排降水措施，它主要排除地下潜水、施工用水和天降雨水。

在地下水较丰富地区，若仅单独采用这种方法降水，由于基坑边坡渗水较多，锚喷网支护时使混凝土喷射难度加大（喷不上），有时加排水管也很难凑效，并且作业面泥泞不堪阻碍施工操作。因此，这种降水方法一般不单独应用于高水位地区基坑边坡支护中，但在低水位地区或土层渗透系数很小及允许放坡的工程中可单独应用。

（二）轻型井点降水

轻型井点降水（一级轻型井点）是国内应用很广的降水方法，它比其他井点系统施工简单、安全、经济，特别适用于基坑面积不大，降低水位不深的场合。

该方法降低水位深度一般在3-6m之间，若要求降水深度大于6m，理论上可以采用多级井点系统，但要求基坑四周外需要足够的空间，以便于放坡或挖槽，这对于场地受限的基坑支护工程一般是不允许的，故常用的是一级轻型井点系统。轻型井点适用的土层渗透系数位0.1-50m/d，当土层渗透系数偏小时，需要采用在井点管顶部用粘土封填和保证井点系统各连接部位的气密性等措施，以提高整个井点系统的真空度，才能达到良好的效果。

（三）喷射井点降水

喷射井点系统能在井点底部产生250mm水银柱的真空度，其降低水位深度大，一般在8-20m范围。它适用的土层渗透系数与轻型井点一样，一般为0.1-50m/d。但其抽水系统和喷射井管很复杂，运行故障率较高，且能量损耗很大，所需费用比其他井点法要高。

（四）电渗井点降水

电渗井点适用于渗透系数很小的细颗粒土，如粘土、亚粘土、淤泥和淤泥质粘土等。这些土的渗透系数小于0.1m/d，用一般井点很难达到降水目的。 利用电渗现象能有效地把细粒土中的水抽吸排出。它需要与轻型井点或喷射井点结合应用，其降低水位深度决定于轻型井点或喷射井点。在电渗井点降水过程中，应对电压、电流密度和耗电量等进行量测和必要的调整，并做好记录，因此比较繁琐。

（五）管井井点降水

管井井点适用于渗透系数大的砂砾层，地下水丰富的地层，以及轻型井点不易解决的场合。每口管井出水流量可达到50-100m3/h，土的渗透系数在20-200m/d范围内，降低地下水位深度约3-5m。这种方法一般用于潜水层降水。

（六）深井井点降水

深井井点是基坑支护中应用较多的降水方法，它的优点是排水量大、降水深度大、降水范围大等。

对于砂砾层等渗透系数很大且透水层厚度大的场合，一般用轻型井点和喷射井点等方法不能凑效，采用此法最为适宜。深井井点适用的土层渗透系数为10-250m/d、降低水位深度可大于15m，常用于降低承压水。它可以布置在基坑四周外围，必要时也可布置在基坑内。有时这方法与其他井点系统组合应用降低水位效果更好。

对于基坑底部有可能发生突涌、流砂、隆起的危险场合，深井点降低承压水位，有助于减除压力、保证基坑的安全性。深井点的缺点是：由于降水深度大、出水量大和水位降落曲线陡等原因，势必造成降水的影响范围和影响程度大，因此基坑周围建筑物的不均匀沉降要足够重视、慎重对待、定时观察，及时处理。1

基坑降水的缺陷及防护措施基坑工程中对场区地下水处理采用排降法较阻挡法的最大缺陷是会引起邻近建筑物的不均匀沉降。

由于每个井点周围的水位降低是呈漏斗状分布，整个基坑周围的水位降落必然是近大远小呈曲面分布。水位降低一方面减小了土中地下水对地上建筑物的浮托力，使软弱土层受压缩而沉降；另一方面空隙水从土中排出，土体固结变形，本身就是压缩沉降过程。地面沉降量与地下水位降落量是对应的，地下水位降落的曲面分布必然引起邻近建筑物的不均匀沉降。

当不均匀沉降达到一定程度时，邻近建筑物就会裂缝、倾斜甚至于倒塌。因此配合基坑边坡支护进行降水设计和施工，必须高度重视降水对邻近建筑物的影响，把不均匀沉降限制在允许的范围内，以确保基坑及周围建筑物的安全。为此，可以从以下几方面制定减少不均匀沉降的措施。

由于基坑周围的水位降落曲线随降水要求、降水方法和具体方案的不同而差别较大，因此不要提出过高的降水深度，在满足基本降水要求的前提下，对各种降水方法应分析和比较，筛选最佳的降水方案。

在降水井点与重要建筑物之间设置回灌井、回灌沟，降水的同时降水回灌其中，使靠近基坑的建筑物一侧地下水位降落大大减小，从而控制地面沉降。 减缓降水速度，使建筑物沉降均。在邻近建筑物一侧将井点间距加大以及调小抽水设备的阀门等，减小出水量以达到降水速度减缓的目的。

提高降水工程施工质量，严格控制出水的含砂土量，以防止地下砂土流失掏空，导致地面建筑物开裂。布设观测井和沉降、位移、倾斜等观测点，进行定时观察、记录、分析，随时掌握水位降低和基坑周围建筑物变化动态。同时，还要了解抽水量和含砂量。做到心中有数，发现问题及时采取措施，预防事故发生。2

基坑降水须考虑的因素在采取上述处理方法对基坑进行降水处理时，对选择的降水方法还应该考虑以下因素：

（一）场地条件及该建筑物设计施工资料

场地条件制约着降水方案的制定，它主要包括场地四周已有建筑物的高度、分布、结构和离拟建工程的距离；地基四周的地下设施（包括给排水管道、光纤电缆、供气管道等）；向外抽水排水通道以及供电情况等。有关设计施工资料包括基坑开挖尺寸和分布；地下建筑物施工的有关要求等。这些条件决定了所采用降水方法和具体的设计施工方案，也决定了具体保证周边建筑物和地下设施安全的实施措施。

（二）地质情况

了解地基土分层地质柱状图及地质剖面图，各层岩土的物理力学性质，地下水类型及埋藏情况，水文地址情况，水质分析结果，特别是土层的渗透性。土的渗透系数取决土的形成条件、颗粒级配、胶体颗粒含量和土的结构等因素，因此场区土层的不同深度和不同方位的渗透系数是不同的。渗透系数计算结果的真实性，势必直接影响降水方案的选择。由于影响渗透系数的因数复杂，一般勘察报告提供的数值多是室内试验数据，误差往往较大，只能供降水设计时参考，对重要工程应做现场抽水试验加以确定。

（三）场地地下水情况

地下水分潜水和承压水两种。潜水储存于地表与第一层不透水层之间，是无压力重力水，可向四周渗透。从工程实践来看，潜水大多来源于大气降水和地下埋设的上下水管道破裂漏水，主要积存于地表下杂填土和老建筑物被冲刷掏空的地基中。承压水储存于两个不透水层之间含水层中，若水充满此含水层，则水具有压力。所以，要根据地质和水文资料，搞清楚场区各处透水层和不透水层向下沿深度的分布厚度和变化情况；掌握场区各处承压静止水位埋深，混合静止水位埋深和他们的年变化幅度及水位标高；查明场地地下水补给源的方位、距离和透水层的联系情况；搞清楚地下水层是否与江、河、湖、海等无限水源连通；不论潜水或承压水若与无限水源连通，都会造成降水困难甚至于降水无效。

综上所述，在基坑工程降水存在许多缺陷如会引起邻近建筑物的不均匀沉降，施工时要采取措施防止不均匀沉降；根据场地条件及该建筑物设计施工资料；地质情况；场地地下水情况选择合适的降水方法，以减少基坑工程施工中的事故。1

施工进度保证措施1、组织保证措施

①定期或不定期召开施工协调会，按施工进度计划中制定的控制节点，检查实施的情况；协调各工点施工队伍、各工种、工序间的关系，及时制订、调整下一个节点的实施要求，以达到预期的施工进度计划目标，实行施工进度计划动态管理。

②根据项目部施工总计划及时调整施工进度安排，编制施工进度计划，将工期目标分解到各部门及负责人。

③实行奖惩制度，签定质量、安全、工期责任状，责任目标与个人经济利益挂钩，使工作人员以最大的工作热情去实施进度计划，保证进度计划目标。

④成立劳务人员服务中心，输送合格的施工用劳务人员。

2、机械设备保证措施

①施工项目部配备2～3台钻机及辅助机械设备；

3、材料供应及后勤保证措施

由后勤部对物资、材料进行统一采购，确保物资材料的质量和及时供应，即在开工前由后勤部组织对各供应商的资质信誉进行考察，对每种降水施工主要材料优选出数家供应商，签定供货意向书，保证开工后各种物资的供应。整个过程严格按照按ISO9001标准要求执行。

4、技术保证措施

①组织管理人员、技术人员、质量检查人员学习招标文件、规范规程，准确掌握整个工程对降水施工要求的标准与管理程序；

②详细分析设计文件，做好图纸会审工作，对图纸中有疑问的地方，及时与设计单位联系解决；

③搞好各分项工程的施工方案、材料试验、施工工艺试验等工作；

④合理安排施工，并通过对关键工序、特殊工序的控制，达到保证质量，加快进度的目的。1

施工准备1、技术准备

①施工技术人员应从甲方处取得坐标控制点、高程点书面文件，并现场交验； ②备齐施工所需的表格，包括开工申请表、设备验收单、材料检验表、材料验收单、施工记录表、水位观测记录表等；

③按规范要求对各种检测仪器、设备进行标定；

④根据设计要求，技术员准备好经纬仪、水准仪等测量工具进行定点放线工作，备好测量报验表，放线后向有关部门报验；

⑤技术人员向施工人员进行技术交底；

⑥项目部将施工方案中的工期，施工进度横道图、地层剖面图、水井结构图、场区平面图、岗位职责表等有关图表，置于办公区明显位置。

2、施工现场准备

①探明地下障碍物及各种管线，必要时协助清除；

②将施工用水引至现场，选好排水口及联系好排渣场地及车辆；

③做好设备进场验收，材料检验合格后方可进场，设备停放、材料堆放场地要合理规划。

3、劳动组织准备

①施工项目组配备施工技术员、特殊工种施工员和现场工程师；

②施工技术人员和特殊工种进场前进行技术培训，培训考核合格后可进入岗位；

③对所有施工人员进行安全交底。

4、设备物资准备

①施工设备在进场前进行全面检修，设备完好率达100%；

②与信誉良好的材料供应商建立供货关系，对各种需要实验检验的材料送有关部门检测鉴定，筛选优质材料，杜绝不合格材料进入现场。1

降水施工方案1、管井冲击成孔法施工

管井施工方法及技术要求

定 井 位：根据降水设计方案提供的井位图、地下管线分布图及甲方提供的坐标控制点，施放降水井井位。正常情况下井位偏差≤50mm，若遇特殊情况(比如地下障碍、地面或空中障碍)需调整井位时，应及时通知技术人员在现场调整。为保证安全，定井位后应挖探坑以查明井位处有无地下管线、地下障碍物，挖探坑的平面尺寸应和钻孔钢护筒相近(稍大一点)，深度必须以挖（或钎探）到地层原状土为准。

埋设护筒：为避免钻进过程中循环水流将孔口回填土冲塌，钻孔前必须埋设钢护筒。护筒外径1.0m，深度视地层情况而定。在护筒上口设进水口，并用粘土将护筒外侧填实。护筒必须安放平整，护筒中心即为降水井中心点。

钻机就位、调整：钻机就位时需调整钻机的平整度和钻塔的垂直度，对位后用机台木垫实，以保证钻机安放平稳。钻机对位偏差应小于20mm，钻孔垂直度偏差1%。

钻 孔：在钻孔过程中，一般情况下不需要调制泥浆，采用清水水压平衡法进行冲击钻进成孔，用抽筒抽取岩芯钻进，施工时应保证孔内水面高度与孔口平，防止塌孔事故发生。若钻进过程中通过易塌孔的流砂层或泥浆漏失严重的地层时，可采用少投粘土 增大孔内泥浆浓度，防止塌孔。冲击成孔钻进施工工艺见冲击成孔钻进工艺原理图。

当遇有隔水粘土层时，为了防止冲击成孔时在孔壁形成泥皮，影响水井出水量，在成孔后要进行二次扩孔，扩孔直径比设计直径大50－100mm。

换 浆：钻孔至设计深度以下0.5m左右，将钻具提出孔外，然后用清水继续正循环操作替换泥浆，直到泥浆粘度小于20秒为止，泥浆置换时送水管要下入距离孔底0.5米左右，以保证将浓泥浆返出孔内，确保洗井质量和降水井的出水量。

下 管：下管前应检查井管是否已按设计要求包缠尼龙纱网；无砂水泥管接口处要用塑料布包严，钢筋滤水管上下段焊接时，钢管或袖头连接处要打坡口，以保证井管的垂直度并焊接严实。

填 滤 料：填料必须采用动水填砾法从井四周均匀缓慢填入，避免造成孔内架桥现象，洗井后若发现滤料下沉应及时补充滤料，填料高度必须严格按设计要求执行。

洗 井：采用压风机洗井，若井内沉没比不够时应注入清水。洗井必须洗到水清砂净为止。1

排水施工方案1、排水施工原则

（1）利用城市排水系统排水

经过对基坑周边排水系统的实际调查，周边都有城市排水管线，尽管排水线的位置、排量各有差异，但经过局部排水线的改造或进行施工的合理调整，施工期间的降水排水问题，可以利用城市排水系统来解决。

（2）排水方式

施工排水方式采用集水管分散收集，根据排放线路的排量，以分散排除的方式，做到各点排水畅通，确保土建施工安全。

（3）排水参数的选定

根据国标《室外排水设计规范》之规定，结合实地调查周边排水线的实际情况，特别考虑到雨季和汛期的排水安全，选择如下排放参数：1

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（4）对排放井的加固维修与清淤

排水前要对所有排放井进行加固维修，并对Φ500mm以下的管线进行勘察清淤，使管线排水畅通无阻。

（5）排放口的选定

根据排水设计方案，排放口尽量选择主排水排口，以暗埋方式与主管线连接，且埋深大于1.2m。当由多个集水管汇入一个集水排口时，要在排口处修建集水池，由集水池排入主管线。

2、排水管线及电缆敷设施工

排水管线及电缆敷设施工方法及技术要求：

施工准备：根据降水设计图纸的位置并参照车站或区间永中线控制点进行测量放线，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。

管沟开挖：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，除留出回填土外要及时清运出场。

砌筑暗埋井井室：用砖和水泥砂浆衬砌，底部作110mm厚C10混凝土基础，上部井圈浇筑C20混凝土，配承重井盖，井盖与路面平齐。井室结构外侧要回填夯实，然后恢复路面。

排水管焊接：排水管焊接应分段进行，并确保焊口完整严实，拐弯处平滑。

排水管敷设：排水管下沟前应先检查沟底标高、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。管道在沟内焊接时应在焊接处挖一个操作坑，以便于焊接操作。管道安装完毕后应进行压力试验，经由甲方、监理、施工三方办理隐检手续后方可进行回填。回填土采用素土人工夯实，然后恢复路面。

电缆铺设及配电安装：

①接各降水井的电缆与排水管合槽铺设，要求穿塑料管加以保护并排列整齐。电缆应留有适量的长度，但不能将太多剩余电缆盘绞在沟槽内或井室内。

②电缆敷设如遇过路口或穿越堆放材料场区时，必须穿厚度为2mm以上的钢管加以保护，保护钢管内径大于电缆外径的1.5—2倍以上为宜。

③配电系统所用的开关柜、配电箱必须要垫高、固定，并按施工用电规范要求设防雨、防护围栏，在围栏上挂警示标志。

④配电系统设有三级保护装置。电力开关柜中设有过流、短路、过热保护的自动开关。动力配电箱中设有过流、漏电保护的自动开关。1

安全保证措施1、安全生产保证措施

（1）安全生产管理目标

本项目施工工地杜绝因工死亡和重伤事故，杜绝重大火灾事故，杜绝重大机械、设备事故，文明施工达标率100%。

（2）安全生产保证体系及职责

①建立安全生产工作领导小组

项目经理是安全生产第一责任人，对安全生产工作全面负责。安全生产工作领导小组组长由项目经理担任，成员由项目工程师、专职安全员、各分项工程的负责人及负责安全的人员共同组成。施工工地设专职安全员一名，负责日常的安全防护监督检查工作。

②项目部每月召开一次安全生产例会，传达上级安全生产会议精神，协调安全与生产之间的矛盾。安全生产例会由项目经理主持，特殊情况随时召开，会议要有会议记要。

③项目施工现场必须建立安全生产值班制度，只要有人生产作业，就要有领导值班，并做好值班记录。

（3）安全生产教育与培训

①各施工工地要对施工人员进行经常性的安全生产教育，提高他们的安全生产意识，在工作中做到遵守安全操作规程，做到“三不违”（即不违章作业、不违章指挥、不违反劳动纪律），做到三不伤害（即不伤害自已、不伤害他人、不被人伤害）。

②新职工（包括临时工）上岗前必须进行三级安全教育。

③安全生产教育的主要内容是：国家安全生产法律、法规、安全文化基本知识、安全生产规章制度、劳动纪律、岗位安全操作规程、事故案例等。

④从事特殊工种作业的人员必须经过专门的安全知识与安全操作技能培训，特殊工种人员的教育与培训要记入特殊工程作业人员档案。

（4）安全检查

①项目部每月进行一次安全生产大检查、班、组每周进行一次安全检查，施工人员做到岗位天天检查，发现隐患及时整改或向主管领导汇报，安全生产大检查要有检查记录。

②实行班前安全讲话和逐级安全交底制度，每个班施工前要由班长根据施工现场情况提出具体生产要求，遇复杂地层要有针对性地提出特别注意的安全生产要求，特殊情况要记载。1

（5）安全防护

①施工人员进入现场必须戴安全帽，高空作业必须系安全带。

②严禁向基坑下抛掷任何物品，防止砸伤下方人员。

③夜间施工现场周围必须设示警标志。

④特殊工程人员作业时必须穿戴安全防护用品。

（6）施工机械设备安全措施

①施工现场机械设备要安装平稳牢固。

②机械设备传动系统应安装防护罩。

③机械设备要定期维修保养。

④操作机械设备人员必须身体健康。

⑤操作钻机人员要熟悉钻机性能，新工人不得单独上机操作，钻机操作人员要严格执行操作规程。

⑥特种设备操作人员必须持证上岗。

（7）临时用电安全措施

①安装、维修、拆除临时用电工程，必须由电工完成，电工必须持证上岗。

②现场临时用电，按照三相五线制，实行二级漏电保护，根据施工现场实际合理布置用电系统，电气设备的金属外壳必须与专用保护零线连接。

③施工现场所有用电设备除保护接零外，必须在设备负荷线的的首端处，设置漏电保护装置。

④放置电闸箱处有明显的安全警示标志，有防砸、防雨措施，闸箱由专人管理，一机一闸。

⑤电缆电线由专业电工负责，按规范架空或埋设，并做好标识。

⑥在用电缆、电线要完好，发现破损严重的要及时更换。1

冬、雨季施工措施1、冬季施工技术保障措施

项目降水工程可能将要跨冬季施工，为了防止冬季施工对降水工程质量、施工进度等方面造成较大影响，按冬季施工规范要求采取以下保障措施。

（1）分析降水工程设计，对于受冬季施工影响较大的分项工程，提早和负责降水设计的负责人协商，提出合理的修改意见，上报监理工程师审批。

（2）对修改后的降水设计方案(针对冬季施工)进行施工技术交底，并做好每道工序检验工作，确保每道工序按规程执行。

（3）对降水工程所使用的混凝土制品(比如水泥管等)必须按冬季施工要求添加防冻剂，并保温养护。

（4）现场堆放的滤料、砂子、石子等必须采取可行的保温措施，避免出现冻块，影响工程进度和工程质量。

（5）施工场区、车道的积水、霜雪要及时清扫，高空作业的脚手架要采取防滑措施。

（6）采用明排水的集水管、泵管必须采取保温措施，施工用的排水管、洗井管、各类水泵、泥浆泵、砂石泵等使用后应及清洗放水，防止冻裂。

（7）用电线路要防止冻结在冰雪中以及冻土中，敷设时还要考虑防大风雪。

（8）取暖设施要注意防火、防煤气中毒、防爆炸。

2、雨季施工技术保障措施

（1）雨季施工到来之前，现场的所有临时设施必须做全面检查，防止渗漏。

（2）料场、仓库地基要垫高，防止被雨水浸泡，排水的下水道、雨水井、污水井等要随时检查疏通，防止排水不畅影响降水排水。

（3）所有的配电箱、机电设备必须要搭防雨棚，要经常检查接零、接地保护，机械设备要防水、防漏电，随时检查漏电装置功能是否灵敏有效。

（4）在施工场区范围，对杂填土较厚的地段应做好地面防雨水渗漏，防止地面因雨水浸泡产生塌陷。1

施工现场环保措施1、确保雨水管网与污水管网分开使用，严禁将非雨水类的其它水体排进市政雨水管网。

2、降水时排放的清洁水，在合理利用后，经导向管排入市政污水管线。

3、现场交通道路和材料堆放场地统一规划排水沟，控制污水流向，设置沉淀池，污水经沉淀后再排入市政污水管线，严防施工污水直接排入市政污水管线或流出施工区域污染环境。

4、加强对现场存放油品和化学品的管理。对存放油品和化学品的库房进行防渗漏处理，采取有效措施，在储存和使用中，防止油料跑、冒、滴、漏污染水体。2

应急处理措施1、防止沉降的回灌措施

降水工程实施前按设计要求建立沉降监测网，若通过沉降监测发现有的建筑物沉降已达到危险程度时，应及时采取回灌措施。在沉降区域施工回灌井，回灌井与降水井之间的距离必须>5.0m，回灌井点的设计应根据发生沉降的具体建筑物情况而定。

2、备用电源措施

为了保证降水期间抽水持续作业，防止因停电造成水位回升，影响施工，降水期间采取如下措施：

（1）在原有供电系统上，还要采取做为第二路供电系统应急备用电源，并配有自动切换装置。

（2）如因现场无法实施第二路供电系统时，则根据抽水用电量情况配备1～2台发电机作为应急备用电源，并配有自动切换装置。

3、建立应急预案

应急预案主要综合考虑五方面的内容：井管保护应急预案、排水系统应急预案、电路系统应急预案、降水设备应急预案、人员组织应急预案。

（1）人员组织应急预案

应急降水运行人员如应急项目负责人、应急电工、应急发电机工和应急降水操作人员做到24小时随叫随道，各负其责，参加应急抢险，排出险情。

（2）井管保护、降水设备应急预案

备足井管材料、降水设备，做到小数量险情库存随时提供，大数量险情5小时内厂家及时供给。

（3）电路系统应急预案

为了防止大面积停电的突然发生以及现场电路系统故障，降水井运行的整个过程中都必须提供双电源保证措施，当有一路正常工业用电的同时配备柴油发电机，同时在电路设计时采用双向闸刀，确保工业电与柴油发电机供电自由切换。

在提供双电源保证的情况下，应对双电源电路进行认真布设。电路布置主要考虑线路负载以及降水电箱负载两个主要方面，每级电路所用电线必须达到负载要求，电箱同样必须达到负载要求，同时电箱必须作为降水专用电箱，其它用电设备不能随意接入。

（4）排水系统应急预案

突发事件排水是否正常将直接影响到降水能否正常运行，一般情况下排水可按设计，但是对于突发事件来说（突遇大暴雨、洪水等），抽水量相当大，降水量相当多，每天的出水量非常大，对排水系统要求非常严格，要求有专门的应急排水计划线路，就近排入地表水体中（如明渠、运河等）。1