深井降水和轻型井点降水分析比较

深井降水和轻型井点降水分析比较

摘要

井点降水是工程建设中一项重要的关键技术，不论高层建筑、市政工程、港口水利工程或特种工程，在建设中，都会遇到若干深、大基坑的土方开挖施工。在降水工程中往往根据地质条件以及造价、施工等因素将井点降水分为承压井、潜水井、完整井和非完整井等问题。由于井点降水作业其具有施工方便、工艺占有空间小、工程造价低、工期短等特点，保证了施工工期、质量和安全，在工程建设中得到了广泛的推广和应用。文章首先介绍了研究的背景与意义，以及介绍井点降水的研究现状、并提出本文的研究重点。在第二和第三章分别就深井和轻型井的降水原理和施工作业进行了详细介绍。在理解了两种降水工程的原理和应用实践后，第四章对上述两种方式进行了分类对比，并结合实际的工程实践加以说明，得出文章的研究结论。

关键词：深井降水，轻型井点降水

1绪论

1.1研究背景及意义

现代工程施工过程中，如何处理好地下水是一大难题。地下水对地下工程的整体稳定、地下工程的隆起稳定、地下工程管涌、流砂以及承压水对地下工程底部的突涌等都将产生一定的影响。暗挖段施工较多的地下工程，如果降水效果不好，侧壁滞留水直接影响到暗挖施工的进度和安全；明挖段由于支护结构与主体结构之间没有肥槽以及新型防水材料的应用也对降水效果提出了很严格的要求。地下工程施工不同于一般开挖工程，一是地地下工程绝大部分在地下水位以下，点多、线长、施工时间长；二是要考虑到部分地下工程位于建筑物林立、地下管线密集的繁华地区，在施工过程中，必须处理好与交通、占地的关系，严格控制地面沉降，确保周围地面及建筑（构筑）物与各种管线的安全。另外还要系统分

析大面积长期的降水对地下水资源和周围环境的影响及其控制措施。因此，地下工程施工的降水是一个系统工程，与工程密切相关，必须认真对待并加以解决。

井点降水是工程建设中一项重要的关键技术，不论高层建筑、市政工程、港口水利工程或特种工程，在建设中，都会遇到若干深、大基坑的土方开挖施工。随着城市建设的发展，旧城改造项目、高层建筑越来越多，施工场地也越来越狭窄，基坑的降水止水工作显得尤为重要。井点降水方法由于具有施工方便、工艺占有空间小、工程造价低、工期短等特点，保证了施工工期、质量和安全，在工程建设中得到了广泛的推广和应用。

1.2研究状况

由于地下水运动问题本身的复杂性和生产发展水平的限制，尽管人类利用地下水已有几千年的历史，但对地下水运动规律的认识却经历了很长的历史过程。在十九世纪以前，还谈不上对地下水进行科学的定量计算。十九世纪中叶，随着地下水开发利用规模的扩大，生产上有了计算水井涌水量的要求，才有达西（HerryDarcy）于1856年通过长期试验得出的水在多孔介质中的渗透定律，即著名的Darcy定律。这个定律是对地下水运动定量认识的开始，直到今天仍然是地下水运动理论的基础。接着J.Dupult（1863年）以Darcy定律为基础研究了一维稳定流动和向水井的二维稳定运动，以后P.Forchheimer等研究了更复杂的渗流问题，从而奠定了地下水稳定流理论的基础。此后数十年内，它对生产实践起过重要作用。但是这种理论不包括时间这个变量，它不能反映不断发展、变化的地下水实际动态，因而具有一定的局限性。1935年C.VTheis（泰斯）在此基础上提出了地下水向承压水井的非稳定流公式。泰斯公式的出现开创了现代地下水运动理论的新纪元。后来许多学者进一步发展了非稳定流理论，解决了一些生产实际中提出的、相对来说也是更为复杂的问题。在群井抽水情况下，大多根据泰斯公式利用叠加原理求解。李佩成教授于20世纪80年代末提出了“隔离井法”的概念，在工作条件相同，均匀布置的井群抽水时，隔离井在某点引起的水位降深等效于群井抽水时该点产生的水位降深。这为群井抽水时水位降深的计算提供了极为简便的方法，推动了地下水动力学在降水工程中的应用。大体上说，从达

西定律问世到本世纪50年代以前大约一百年的时间内，基本上只有试验法和解析法，只能解决条件比较简单的一些问题。50年代以来，由于电子计算机的出现和由之带来的计算方法的发展，给地下水动力学提供了一种崭新的研究方法—数值方法。同时渗流基本理论也更加成熟和完善。这些新的研究方法和坚实的理论基础，使得过去难以解决的许多复杂的地下水运动问题，逐步得到了一定程度的解决。

目前，在井点排水工程中，涌水量、排水井的数量及间距以及地下水位随时间变化的预测等问题，大多数是应用泰斯公式进行计算和解决。

1.3研究内容

本文首先介绍了研究的背景与意义，以及介绍井点降水的研究现状、并提出本文的研究重点。在第二和第三章分别就深井和轻型井的降水原理和施工作业进行了详细介绍。在理解了两种降水工程的原理和应用实践后，第四章对上述两种方式进行了分类对比，并结合实际的工程实践加以说明，得出文章的研究结论。

2轻型井点的降水

2.1轻型井点的降水原理

轻型井点降水是指在需要处理的建筑物地基内，沿路线方向以一定的间距埋置井点管（下端为滤管），再用水平铺设的集水总管将各井点管连接起来，利用真空原理，用抽水设备从井点管抽水，并通过集水总管排出。随着水的抽出，地下水位逐渐降低，土体被挤密，这样，既防止流砂现象的发生，又达到增加地基强度的目的。

2.2轻型井点设计

由于轻型井点降水在基坑降水设计中应用最为广泛，降水的设计计算方法。

现以基坑为例说明井点降水的设计计算方法。

（1）井点埋深H：

为总管平面至基坑底面高度（m）；

式中：H

l

h为基坑底面至降水后地下水位线的距离（m）；

i降水后井点周围水位坡降；

L基坑底中心至井点管中心的水平距离（m）；

I滤管长度（m）。

（2）单井涌水量计算

无压完整井单井涌水量计算公式为：

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）。

承压完整井单井涌水量计算公式为：