基槽开挖过程中遇隔水层快速降低地下水位方法

基槽开挖过程中遇隔水层快速降低地下水位方法

摘要：深基坑施工过程中，需先对基坑进行降水作业，降水达到规范要求后，

方可进行深基坑的开挖施工。但是，由于地层的不均匀性，会存在地层中存在隔

水层的现象，对于隔水层，采用常规的降水方式难以有效快速的降低地下水位，

极易造成深基坑内存在明水现象，进而造成深基坑边坡坍塌，导致群死群伤的严

重后果，给工程各方带来不可预见的经济损失。通过开展深基坑隔水层降水方法

施工技术研究，积极采用一些新技术、新工艺，对多种不利因素及难点进行专项

设计及研究，可有效快速的降低地下水位，达到提质增效的目的。

关键词：深基坑、开挖、隔水层、降水、研究

1 工程概况

由于地下管廊的建设给城市的管线施工及管理带来较大便利，因此，国家在

各大城市推广管廊项目的建设施工。由于管廊施工过程中，基槽开挖深度较深，

地质条件较为复杂，在施工过程中会出现隔离层，导致管廊两侧管井降水无法及

时将隔水层的水排出，造成管廊深基槽中出现明水，进而造成管廊基槽边坡塌陷，导致安全事故发生。

2016年银川市地下综合管廊及配套基础设施PPP项目II标段万寿路工程

（K1+000~K1+500段）在进行基槽开挖过程中，在距基槽设计底标高2m处存在

一层50cm厚的隔水层。由于此隔水层的存在，按照常规的降水方法（管井降水，降水井间距为20m）无法及时降低基槽内的水位，导致基槽内出现明水现象。进

而极易造成深基坑边坡坍塌，

2 国内外研究现状

由于地层的不均匀性，会存在地层中存在隔水层的现象，对于隔水层，采用

常规的降水方式难以有效快速的降低地下水位，极易造成深基坑内存在明水现象，进而造成深基坑边坡坍塌，导致群死群伤的严重后果。因此，如何合理有效的进

行深基坑隔水层降水施工、保证施工过程中边坡的稳定性成为深基坑开挖降水施

工的重难点。

目前，深基坑降水施工工艺比较成熟，但是在非常规地质条件下，遇隔水层

如何有效快速的降低地下水位的研究较少，在同类地质条件下的施工经验非常少。

3 地质概况

3.1 工程地质概况

根据勘察报告和现场实际探查，拟建工程场地范围内地层结构相对简单；勘

察深度范围内，除人工填土外，其下均为第四系黄河冲积和湖积成因土层。

3.2 水文地质概况

本工程厂区地下水属孔隙潜水类型，工程场地地下静水位在自然地表下

1.5~7m。地下水补给以艾依河河水及沟渠侧向径流渗透补给为主，其动态类型属

黄河侧补蒸发~径流型，地下水位动态主要受气象、水文因素影响，呈季节性变化，水位变化幅度0.5~1.0m左右。

表1 个地层剪切参数及渗透系数

3.3 地质评价

由于本工程沿线的砂质粉土层和砂质粉土夹粉砂层都处于饱和状态，所以在

施工中易产生流沙、管涌等现象。又由于其高灵敏度特性，其有触变特性，在动

力作用下，极易造成土体破坏，所以若施工不当，将造成工后沉降过大和不均匀

沉降，所以在施工中应注意做好降水、防渗工作，控制水土的流失，同时还应注

意施工工艺，避免对周围的环境造成不利的影响。

4 轻型井点降水施工技术方案

4.1 施工方面

⑴降水形式

在基槽隔水层两侧采用双排井点降水，井点管间距1.0m，降水深度为6m。

在冲水管冲井点孔之前，由挖掘机先行开挖埋设井点管的沟槽，挖土深度以挖至

地表下老土层为准。

冲孔时，冲孔孔径不得大于300mm，冲孔深度按施工方案比滤管低0.5m，

且垂直水平管，井点管管距为1m，冲孔冲到底标高后，再将冲水管上提1.0m，

再冲一遍后成孔。

⑵井孔冲成后，应立即拔出冲管，插入井点管，并在井点管与孔壁之间填砂

滤层，以防孔壁塌土。砂宜用粗砂。

抽水泵采用YB180M－ZW型水泵，集水管根据现场实际确定长度。集水管两

端用肓板封死后接内径48mm的透明塑料管，用软胶管将总管和井点管连接成总

管系统，集水总管系统与集水箱吸入口连接。

⑶井点管用内径48mm的透明塑料管，每根6m，下部1.5m长为滤管，设

间距30mm一个Φ12圆孔，用18#铁线绑扎后，外用70目尼龙网包两层，用

22#铁线绑牢，井点管每10根用一套设备。

⑷打井管用Φ57钢管制成长8m，一端制成锥型锯齿形状，用水带与高压水

泵连接。

⑸采用冲沉法布管，由打井管向地下注入高压水，将打井管对准点位垂直插

入井点孔，边冲边拔边旋转并保持打井管垂直，调整水压和沉入速度，保证冲孔

直径达到要求，冲水压力可逐渐加压，待冲沉至设计底标高下0.5m时，打井管

停止冲沉，再冲洗片刻将底部泥浆随水冲出，切断水源后，迅速垂直拨出打井管，随即将井点管对准井孔中心垂直插入，当井点管达到设计高程后，将井点管固定

并将井点管管顶临时封堵。在井点管四周均匀分层填灌粗砂，填至地下水位以上

0.5m处，改填普通土捣实。

⑹当井点管封堵完成后，将管顶临时封堵打开，向井点管内灌水，当清水灌

入后，迅速下沉，证明井点成孔合格。

⑺检试完成后，将井点管和集水干管连接，组装水泵机组，进行井点试运行。

⑻降水周期为以管廊施工完毕，土方夯填开始后为井点结束。施工完毕终止

抽水后，拨出井点管，所留孔洞应立即用砂填实。

4.2 质量管控

⑴井孔冲成后，应立即拔出冲管，插入井点管，并在井点管与孔壁之间填砂

滤层，以防孔壁塌土。砂宜用粗砂。

⑵每根井点管埋设后，应及时检验渗水性能。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，能很快下渗方为合格。

⑶布设集水总管之前，必须对集水总管进行清洗，并对其它部件进行检查清洗。井点管与集水总管之间用橡胶软管连接，确保其密闭性。

⑷井点系统安装完毕后，必须及时试抽，并全面检查管路接头质量、井点出

水状况和抽水机械运转情况等，如发现漏气和死井，应立即处理。每套机组所能