第2讲 施工排水

施工排水的内容：排除地下自由水、地表水和雨水第二章施工排水

——概述施工排水的目的：保证施工的正常进行，防止边坡坍塌和地基承载力下降石家庄广安大街地下工程工地——水管破裂第二章施工排水

——概述基坑积水导致施工无法正常进行、相邻路面坍塌潜水：存在于地表以下、第一个稳定隔水层顶板以上的地下自由水，其水面受当地地质、气候及环境的影响。第二章施工排水

——概述承压水（层间水）：埋藏于两个隔水层之间的地下自由水，受当地气候的影响较潜水为小。第二章施工排水

——概述含水层示意图明沟排水：沟槽或基坑开挖时，在其周围筑堤截水或在其内底四周或中央开挖排水沟，将地下水或地面水汇集到集水井内，然后用水泵抽走。第二章施工排水

——概述人工降低地下水：在沟槽或基坑开挖之前，预先在基坑周侧埋设一定数量的井点管利用抽水设备将地下水位降至基坑底面以下，形成干槽施工的条件。明沟排水——地面截水和坑内排水。地面截水：排除地表水和雨水，最简单的方法是在施工现场及基坑或沟槽周围筑堤截水。通常可以利用挖出之土沿四周或迎水一侧、二侧筑0.5~0.8m高的土堤。地面截水应尽量保留、利用天然排水沟道，并进行必要的疏通。要注意与已有建筑物保持一定安全距离。第二章施工排水

——明沟排水第二章施工排水

——概述第二章施工排水

——概述坑内排水：在开挖基础不深或水量不大的沟槽或基坑时，通常采用坑内排水的方法。当基坑或沟槽开挖过程中遇到地下水和地表水时，在坑底随同挖方一起设置集水井，并沿坑底的周围开挖排水沟，使水流入集水井内，然后用水泵抽出坑外。排水沟：设置在坑内底四周或迎水一侧、二侧，离开坡脚不小于0.3m排水沟断面尺寸和纵向坡度主要取决于排水量大小，一般断面不小于0.3m×0.3m，坡度0.1%~0.5%应设置在基础范围以外第二章施工排水

——明沟排水集水井：根据地下水量大小、基坑平面形状及水泵能力集水井每隔30~40m设置一个，集水井的直径（或边长）不小于0.7m集水井的深度随着挖土的加深而加深，要低于排水沟0.5~1.0m井壁应用木板、铁笼、混凝土虑水管等简易支撑加固应设置在基础范围以外井底应低于坑底1~2m，并铺设30cm左右碎石或粗砂滤水层，以免抽水时将泥沙抽出，并防止井底的土被搅动第二章施工排水

——明沟排水第二章施工排水

——明沟排水涌水量的计算——干河床Q——基坑总涌水量（m3/d）K——渗透系数（m/d）[P66表2-1]H——稳定水位至坑底的深度（m）；当基坑以下为深厚透水层时，H值可增加3~4m，以保证安全R——影响半径（m）

[P66表2-1]

——基坑半径。第二章施工排水

——明沟排水涌水量的计算——近河沿D——基坑距河边线距离（m）第二章施工排水

——明沟排水选用水泵时，水泵的总排水量一般采用基坑总涌水量Q的1.5~2.0倍。适用条件：当基坑开挖深度较大，地下水位较高、土质较差（如细砂、粉砂等）；具体做法：在基坑周围或一侧埋入深于基底的井点滤水管或管井，以总管连接抽水，使地下水位低于基坑底，以便在干燥状态下挖土；作用：防治流砂、管涌，增加边坡稳定性；方法：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点和深井井点第二章施工排水

——人工降低地下水位第二章施工排水

——人工降低地下水各井点降水的类型和适用范围

在基坑开挖前，预先在基坑周围或在基坑内设置一定数量的滤水管（井），利用抽水设备从中抽水，使地下水位降至基坑以下并稳定后才开挖基坑。第二章施工排水

——人工降低地下水位轻型井点设备——管路系统和抽水设备组成。管路系统包括：井点管、滤管、弯联管和总管等：第二章施工排水

——人工降低地下水位滤管：Φ38～Φ55，L=0.9~1.7m钢管，上开直径为Φ12～Φ18的透水孔。井点管：直径为Φ38～Φ55，L=6～9m的无缝钢管，一般长度为6m。总管：直径为Φ75～Φ150，L=4~6m的无缝钢管，每隔0.8~1.6m有一个连接孔。弯连管：一般用钢管，塑料管，常用塑料管。井点管总管弯连管轻型井点降水系统第二章施工排水

——人工降低地下水位抽水原理

地下水（气）在真空度的作用下，进入水气分离器，然后水由抽水机抽出，气由真空泵抽出，不断循环，从而降低地下水位。设备

真空泵、抽水机、水气分离器等。第二章施工排水

——人工降低地下水位真空泵离心泵浮筒轻型井点的设计平面布置高程布置涌水量计算井点管数量、间距和抽水设备的确定等。对于重要工程，其计算结果必须经过现场试验进行修正第二章施工排水

——人工降低地下水位平面布置根据基坑平面形状与大小、土质和地下水的流向，降低地下水的深度等要求而定。当基坑宽度小于6m，降水深度不超过5m时，可采用单排线状井点，布置在地下水流的上游一侧。当基坑或沟槽宽度大于6m，或土质不良、渗透系数较大时，可采用双排线状井点当基坑面积较大时，应采用环形井点或U形井点，挖土运输设备出入道路处可不封闭。井点管距离基坑或沟槽上口宽不应小于1.0m，以防局部漏气，一般取1.0~1.5m。第二章施工排水

——人工降低地下水位第二章施工排水

——人工降低地下水位单侧布置双侧布置第二章施工排水

——人工降低地下水位环形布置单排井点布置：中部地下水上游大于基坑宽透水层<6m降水<5m第二章施工排水

——人工降低地下水位分段点设在拐弯处中部透水层基坑宽>6m降水>5m第二章施工排水

——人工降低地下水位轻型井点降水现场

真空泵二级轻型井点第二章施工排水

——人工降低地下水位南京玄武湖隧道施工城墙侧湖底段采用围堰挡水，二级轻型井点降水，辅以管井井点降水，放坡大开挖，挂网喷浆护坡。第一级第二级井点分类第二章施工排水

——人工降低地下水位单井涌水量的计算—达西线性渗透定律涌水量=渗透系数×过水断面积×水力坡度即：Q=KAI

对于无压完整井：式中：H—含水层厚度（m）；h—井内水深（m）

R—抽水影响半径（m）；r—水井半径（m）；

S—水井内水位降低值，S＝H-h。A圆柱表面积第二章施工排水

——人工降低地下水位群井○○○○○○x0R○○r→x0单井R

抽水影响半径对于无压完整群井：环状轻型井点假想半径第二章施工排水

——人工降低地下水位0有效影响深度无压非完整群井涌水量完整井的公式非完整井的公式注：H0<H第二章施工排水

——人工降低地下水位0有效影响深度第二章施工排水

——人工降低地下水位轻型井点降水的抽水影响半径R第二章施工排水

——人工降低地下水位完整井非完整井基坑假想半径环围面积为矩形（L/B≤5）α值见[P72表2-5]土的渗透系数K一般根据地质报告提供的数值或参考[P73表2-6]，对重大工程应做现场抽水试验确定。井点管数量（n）和间距（D）的确定式中：q—单根井点管最大出水量

d—滤管直径，l-滤管长度。避免相邻井点管相互干扰问：渗透系数小，则井点管间距小？井点管间距越小，则降水效果越好？若计算结果D<15d，则D取15d？√×注：D>15d（应增大q，减小n，增大D，以满足D>15d）×第二章施工排水

——人工降低地下水位型井点抽水设备的选择真空抽水设备：W5、W6W5型：总管长度不大于100mW6型：总管长度不大于120m真空泵抽水过程中的最低真空度式中：h—降水深度（m）；△h—水头损失，近似取1-1.5m射流泵设备QJD-60、QJD-90、JS-45其排水量分别为：60m3/h,90m3/h,45m3/h,总管长度不大于50m。第二章施工排水

——人工降低地下水位水泵一般选用单级离心泵，其型号根据流量、吸水扬程、与总扬程确定。水泵的流量应比基坑涌水量大10%-20%，水泵的吸水扬程，要大于降水深度和各项水头损失之和，总扬程应大于吸水扬程与出水扬程之和。多层井点系统中，下层井点的水泵应比上层井点的总扬程要大，以免中途接力。一般一台真空泵配一台水泵作业，当土的渗透系数和涌水量较大时，也可采用两台水泵。第二章施工排水

——人工降低地下水位轻型井点的施工准备工作材料准备（井点设备、施工机具、动力、水源、砂滤料等）；排水沟的开挖；标高观测及防止沉降的措施；设置水位观测孔。井点埋设挖井点沟槽排放总管埋设井点管用弯连管与总管相连，安排抽水设备，试抽水。第二章施工排水

——人工降低地下水位井点管埋设的方法——冲水管冲孔钻孔直接利用井点管水冲下沉；以带套管的水冲法或振动水冲法成孔后沉设井点管。每根井点管沉没后应检验其渗水性能：井点管与孔壁之间填砂滤料时，管口应有泥浆水冒出，或向管内灌水时，能很快下渗。第一组井点系统安装完毕后应进行抽水试验，检查管路接头质量、井点出水状况、抽水设备运转情况等。降水过程中应对建筑物进行沉降观测，必要时采取防护措施第二章施工排水

——人工降低地下水位轻型井点管埋设录像当基坑开挖较深，降水深度要求大于6m或采用多级轻型井点部经济时，可采用喷射井点。管路布置及井点管埋设与轻型井点类似。工作原理：喷射井点：

适用于渗透系数为0.1~50m/d的砂性土或淤泥质土，降水深度可达8~20m。第二章施工排水

——人工降低地下水位一般与轻型井点或喷射井点结合使用。基本原理：在含水的土层中插入金属正电极，以井点管作为负极，接通直流电后，土颗粒从负极向正极移动（电泳现象），水自正极向负极移动（电渗现象），从而使地下水流向井点管并由井点系统抽出排走。电渗井点：

适用于粘性土、淤泥及部分粘土在内的细粒土。管井构造沿基坑外围每隔一定距离（10~50m）设置一个管井。每个管井埋设滤水井管，单独用一台水泵。抽水泵的抽水能力较大时，也可设集水总管。施工程序：施工准备、钻孔、安装井管、填砾封井、洗井、抽水试验。管井井点：

适用于中砂、粗砂、砾砂、砾石等渗透系数大、地下水丰富的土、砂层或轻型井点不易解决的地方。沿基坑外围每隔一定距离（10~50m）设一个深