简析管井井点降水技术的应用

[摘要]降水工程直接影响水利工程的工期及安全，对整个工程质量影响很大。本文从管井井点降水原理、井点设计、井点施工三方面介绍了管井井点降水技术，详细介绍了管井井点降水施工中如何合理布置降水井点及降水工程量，阐述了井点施工中存在的问题及解决方法。本管井井点降水技术在南水北调工程中的成功应用，将对其他工程的管井井点设计和施工起到借鉴及指导作用。

[关键词]基坑 管井井点设计 管井井点施工

[中图分类号] U227.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-4-301-1

1基本原理和特点

管井是一种抽汲地下水的地下建筑物，泛指抽汲地下水的大直径抽水井。管井降水系统一般由管井、抽水泵（一般采用潜水泵、深井泵、深井潜水泵或真空深井泵等）、泵管、排水总管、排水设施等组成。管井由井孔、井管、过滤管、沉淀管、填砾层、止水封闭层等组成。

管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置一根管井，或在坑内降水时每一定距离设置一根管井，每根管井单独用一台水泵不断抽取管井内的水来降低地下水位。管井井点具有排水量大、排水效果好、设备简单、易于维护等特点，适用于降水深度3～10m，渗透系数大于 ，地下水丰富的土层、砂层或用集水井排水法易造成土粒大量流失，引起边坡塌方及用轻型井点难以满足要求的情况下使用。

2管井井点施工

2.1现场施工工艺流程

降水管井施工的整个工艺流程包括成孔工艺和成井工艺，具体又可以划分以下过程：

准备工作钻机进场定位安装开孔下护口管钻进终孔后冲孔换浆下井管稀释泥浆填砂止水封孔洗井下泵试抽合理安排排水管路及电缆电路试抽水正式抽水水位与流量记录。

2.2成孔工艺

成孔工艺也即管井钻进工艺，指管井井身施工所采用的技术方法、措施和施工工艺过程。管井钻进方法习惯上一般分为：冲击钻进、回转钻进、潜孔锤钻进、反循环钻进、空气钻进等。选择降水管井钻进方法时，应根据钻进地层的岩性和钻进设备等因素进行选择，一般以卵石和漂石为主的地层，宜采用冲击钻进或潜孔锤钻进，其他第四系地层宜采用回转钻进。钻进过程中为防止井壁坍塌、掉块、漏失以及钻进高压含水、气层时可能产生的喷涌等井壁失稳事故，需采取井孔护壁措施。

2.3成井工艺

管井成井工艺是指成孔结束后，安装井内装置的施工工艺，包括探井、换浆、安装井管、填砾、止水、洗井、试验抽水等工序。这些工序完成的质量直接影响到成井后井损失的大小、成井质量能否达到设计要求的各项指标。如成井质量差，可能引起井内大量出砂或井的出水量大大降低，甚至不出水。因此，严格控制成井工艺中的各道工序是保证成井质量的关键。

（1）探井。探井是检查井深和井径的工序，目的是检查井深是否圆直，以保证井管顺利安装和滤料厚度均匀。探井工作采用探井器进行，探井器直径应大于井管直径，小于孔径25mm；其长度宜为20～30 倍孔径。在合格的井孔内任意深度处，探井器应均能灵活转动。如发现井身质量不符要求，应立即进行修整。

（2）换浆。成孔结束、经探井和修整井壁后，井内泥浆黏度很大，过滤管进水缝隙可能被堵塞，井管也可能沉不到预计深度，造成过滤管与含水层错位。因此，井管安装前，应进行换浆。换浆是以稀泥浆置换井内的稠泥浆的施工工序，不应加入清水，换浆的浓度应根据井壁的稳定情况和计划填入的滤料粒径大小确定，稀泥浆一般黏度为16～18s，密度为1.05～1.10g/cm3。

（3）安装井管。安装井管前需先进行配管，即根据井管结构设计，进行配管，并检查井管的质量。井管沉设方法应根据管材强度、沉设深度和起重设备能力等因素选定。

（4）填砾。填砾前的准备工作包括：1）井内泥浆稀释至密度小于1.10（高压含水层除外）；2）检查滤料的规格和数量；3）备齐测量填砾深度的测锤和测绳等工具；4）清理井口现场，加井口盖，挖好排水沟。

填砾的方法应根据井壁的稳定性、冲洗介质的类型和管井结构等因素确定。常用的方法包括静水填砾法、动水填砾法和抽水填砾法。

（5）洗井。为防止泥皮硬化，下管填砾之后，应立即进行洗井。管井洗井方法较多，一般分为水泵洗井、活塞洗井、空压机洗井、化学洗井和二氧化碳洗井以及两种或两种以上洗井方法组合的联合洗井。洗井方法应根据含水层特性、管井结构及管井强度等因素选用。

（6）试抽水。管井施工阶段试抽水主要目的不在于获取水文地质参数，而是检验管井出水量的大小，确定管井设计出水量和设计动水位。试抽水类型为稳定流抽水试验，下降次数为1 次，且抽水量不小于管井设计出水量；稳定抽水时间为6～8h；试抽水稳定标准为，在抽水稳定的延续时间内井的出水量、动水位仅在一定范围内波动，没有持续上升或下降的趋势，即可认为抽水已经稳定。抽水过程中需考虑自然水位变化和其他干扰因素影响。试抽水前需测定井水含砂量。

（7）管井验收质量标准。降水管井验收是指管井施工完毕，在施工现场对管井的质量进行逐井检查和验收。管井验收结束后，均须填写“管井验收单”，这是必不可少的验收文件，有关责任人应签字。

3降水管井设计和施工中常见问题和注意事项

在进行实际的降水管井井点设计和施工中，应注意一下几方面的问题：

（1）在布置井间距时，要根据地质情况和已成井的抽水情况，对于地质情况不良地段，适当增加管井数量或缩小管井间距，以提高降水效果。

（2）对于线性基坑开挖情况，管井施工要与开挖作业相结合，统筹计划，合理组织。管井施工一般较开挖作业提前15d进行，保证开挖时土质干燥，不受地下水影响，同时在空间布置上也要超前作业面50～100m，防止端头地下水对施工作业面造成影响。

（3）滤料的选择关系到管井抽水的持续时间和涌水量的大小。一般滤料的质量包括以下方面：①滤料应按设计规格进行筛分，不符合规格的滤料不得超过15%；②滤料的磨圆度应较好，棱角状砾石含量不能过多，严禁以碎石作为滤料；③不含泥土和杂物；④宜用硅质砾石。