李俊豐

（華北水利水電工程集團有限公司，天津 300170）

一般在地下水位高且豐富的地區(qū)進行地下結(jié)構(gòu)施工，都不可避免地受地下水影響，若不采取措施，輕則影響施工進度和質(zhì)量，重則危及結(jié)構(gòu)及人身安全，必須引起高度重視。管井降水是基坑降水常用方式之一，特別是土體滲透系數(shù)較大的深基坑作業(yè)，施工降水尤為重要。在工程實踐中，因基坑降水不善而影響施工的案例不在少數(shù)，筆者針對管井降水容易出現(xiàn)的技術(shù)和管理問題進行探究。

1 管井降水適用范圍

管井一般適用于降水深度較大的基坑排水，適用于粉土、砂土、碎石土等滲透系數(shù)較大的土質(zhì)，土體滲透系數(shù)一般為0.1～200 m/d。滲透系數(shù)低于該范圍的，土粒間的自由水在重力作用下向管井移動速度較慢，降水影響半徑較小，土體間的自由水很難快速排出，施工效率低且費用高；滲透系數(shù)超出該范圍的，土顆粒間隙大，自由水流速大、補給快、出水量大，不僅降水困難，而且對周邊環(huán)境影響大，采取管井降水方式同樣不適用。

2 管井降水影響因素分析

2.1 地勘資料不詳，憑經(jīng)驗施工

在工程實踐中，經(jīng)常會遇到這類情況，即建設(shè)單位提供的地勘資料是該地區(qū)往年積累的歷史資料，未針對擬建設(shè)工程進行詳細勘察，還可能存在勘察深度不足的問題。施工單位在開工前也未進行必要的補充勘察，資料的缺失將造成基坑支護與降水在計算過程中因經(jīng)驗取值而得出與實際不符的結(jié)果，那么在工程實施過程中，將可能出現(xiàn)降水方式選擇不當或其他影響施工的問題。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造分布不均，地下水外部補給因素分析不足

在常規(guī)降排水計算中，一般是以均質(zhì)土層模擬計算并選擇相關(guān)參數(shù)，當土層為非勻質(zhì)不連續(xù)地層時，計算公式的選擇和參數(shù)取值往往由于經(jīng)驗不足而得出不合理的結(jié)論。例如，含水層與不透水層間隔分布而含水層層厚和滲透系數(shù)相對較小時，計算結(jié)果可能會出現(xiàn)管井分布間距偏大的情況，致使降水效果不能達到預期。

當基坑附近有河流或水庫時，若水位較高、距離較近、土層厚且滲透性較強，就要充分考慮地下水補給效應，避免因考慮不周而影響基坑開挖及后續(xù)施工。

2.3 管井成井困難、施工質(zhì)量差

在黏性較差、較松散的土層成井時，極易發(fā)生土壁坍塌現(xiàn)象。若鉆孔垂直度差、機械振動大、未采取有效支護措施等，則容易造成井孔坍塌或管井傾斜，影響正常使用。

2.4 細砂顆粒流動，造成管井淤積

在細砂、粉細砂等顆粒級配連續(xù)性差的土層中成井時，細粒土在動水壓力作用下沿粗粒土間隙向管井聚集，一定量的微細顆粒可懸浮水中，隨水泵排出井外，不能懸浮水中的細砂顆粒絕大多數(shù)將沉淀井底，造成管井淤積。另外，細粒土的持續(xù)流失將導致周圍土體孔隙率加大，其原狀結(jié)構(gòu)破壞可能造成土層沉降、承載力和抗剪強度降低等，在一定程度上影響周邊地基的安全穩(wěn)定，甚至對擬建工程造成不利影響，因此在管井降排水時應避免該現(xiàn)象發(fā)生。

2.5 施工管理不善

降水井布置在支（圍）護體系內(nèi)側(cè)時，機械開挖過程中不重視對管井的保護，致使管井損毀嚴重，部分管井排水失效。

在細砂、粉細砂等易造成管井淤堵或坍塌的土質(zhì)中成井時，項目部技術(shù)交底缺失，保護措施不到位，在管井使用過程中，管理者不注重對有效井深進行觀測，維護者在管井發(fā)生淤堵時未報告，將導致基坑降水效果差。

水泵排水量與管井集水量不匹配，維護人員責任心差，停泵后長時間等待，造成地下水位難以長期維持，影響施工。

3 應對措施

3.1 針對地質(zhì)情況不詳?shù)膽獙Υ胧?/h3>

當基坑開挖深度較大周邊情況復雜時，若缺乏明確的地勘資料或地勘深度不足，在編制基坑支護及降排水方案前，有必要對工程地質(zhì)進行補充勘察，進一步明確各層土質(zhì)物理力學指標、地下水類型、滲透系數(shù)等，從而選擇合適的計算公式和參數(shù)進行計算，編制科學合理的施工方案和技術(shù)措施。

3.2 地質(zhì)情況復雜、降水受外部補給影響時的應對措施

當?shù)刭|(zhì)分層較多、情況復雜時，應根據(jù)客觀情況具體分析，充分考慮地質(zhì)分布不均對降水效果的影響。常規(guī)降水理論計算均是按勻質(zhì)土層構(gòu)建計算模型，實際含水土層往往沒那么理想，一般在計算時通常概化處理，整體按一層含水層計算，通常采取加權(quán)平均的方式。若相鄰含水層滲透系數(shù)、層厚等相差較大時，計算結(jié)果往往會出現(xiàn)較大誤差，實際施工時達不到理想效果，此時應將計算過程和結(jié)果與當?shù)亟?jīng)驗結(jié)合起來考慮。具體施工中，我們應結(jié)合3 個數(shù)值考慮，分別為影響半徑、根據(jù)基坑涌水量和單井出水量計算得出的管井數(shù)量與間距以及管井的經(jīng)驗距離，三者按最小值取定。

當基坑附近有外部地下水補給特別是土層滲透系數(shù)較高時，應充分考慮地下水補給效應。一般可采取在補給側(cè)加密管井、構(gòu)建雙排管井等措施，還可采取截水措施，例如施做拉森樁止水帷幕、水泥土攪拌樁帷幕、高壓注漿帷幕、排樁帷幕等；也可根據(jù)需要，在基坑內(nèi)外設(shè)置水位觀測井，便于施工期水位觀測。

若基坑底部以下存在承壓水，則應根據(jù)承壓水埋深、水頭、外界補給等情況，采取合理的防范措施。

3.3 管井成井困難的應對措施

管井成井困難往往是由于土質(zhì)疏松、地質(zhì)穩(wěn)定性差造成的孔壁坍塌以及塌孔后造成管井安裝傾斜，影響后期使用。通常采取的措施包括：埋設(shè)護筒保護，并根據(jù)需要適當加長；施工時選用低振動鉆井設(shè)備；鉆孔前穩(wěn)定好鉆孔設(shè)備并控制鉆井垂直度；鉆孔成井作業(yè)時，禁止周邊大型設(shè)備施工；施工時快速成井減少孔壁暴露時間，并在下放井管后迅速填料；必要時采取泥漿護壁成孔，清孔后下放井管。

3.4 防止管井淤積的應對措施

管井被淤積的原因，主要是土粒在動水壓力作用下，微細砂粒隨水流沿粗顆粒間孔隙向管井流動并不斷沉淀造成淤積。因此，降低土體中動水壓力和隔斷流動通道是避免細砂淤積的良方。首先在編制降水方案時，應結(jié)合土的種類、顆粒級配、孔隙率等情況，分析判斷管井降水時被淤積的可能性及對周邊已有建筑物、構(gòu)筑物或設(shè)施及擬建工程的影響。當管井降水不會對基坑周邊環(huán)境造成損害允許采取降水施工時，應采取有效措施防止管井淤積。在降低動水壓力方面，可通過前期緩慢降水，減小水頭差和水力坡降，使細砂顆粒低于發(fā)生流砂的臨界狀態(tài)，降低水砂同動的可能性，必要時在基坑外圍設(shè)置帷幕、排樁、地連墻等截水措施，通過增加滲徑等方式降低動水壓力。在隔斷流砂通道方面，可在管井周圍填充合適的濾料，采用相應的土工織物自下而上包裹管井，做到透水不透砂，防止細砂流入管井。

3.5 加強施工管理

降水井布置在支（圍）護體系內(nèi)側(cè)時，機械開挖過程中應重視對管井的保護，加強現(xiàn)場指揮，防止碰觸管井，對管井周圍土體輔以人工開挖。在成孔困難的土質(zhì)中進行管井安裝時，要對操作人員進行詳細的技術(shù)交底，采取必要的技術(shù)保護措施，同時加強現(xiàn)場指揮和監(jiān)管，防止外部干擾。在管井使用和維護過程中，應安排專人加強對有效井深、管井水位和觀測井地下水位等觀測，在管井發(fā)生淤堵時，應及時安排洗井。當水泵排水量與管井集水量不匹配時，應根據(jù)具體情況分別采取加強人員值守、調(diào)換適宜水泵、安裝自動啟停智能水泵等措施，防止因長時間停泵而造成基坑地下水位反彈。當管井發(fā)生損毀無法繼續(xù)使用時，應分析影響并視需要進行補井，確保地下水位穩(wěn)定在安全狀況。

4 結(jié)語

降低基坑地下水位是保證深基坑開挖和后續(xù)施工的重要保障措施，筆者就管井降水施工中容易出現(xiàn)的工程問題進行了分析，提出了有針對性的技術(shù)和管理措施，在實際施工中應結(jié)合地質(zhì)情況、基坑支護及開挖形式、工程所處環(huán)境和施工條件等進行合理規(guī)劃與布置，確保管井降水的有效性，希望對類似工程能起到借鑒作用。