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深井降水设计及施工

一、管井降水概念 管井（深井）降水，是在深基坑的周围埋置深于基底的井管，通过设置在井管内的潜水泵将地下水抽出，使地下水水位低于基底。管井由滤水井管、吸水管和抽水机械等组成。具有井距大，易于布置，排水量大，降水深（>15m），降水设备和操作工艺简单等特点。适用于渗透系数大（20-250m3/d），土质为砂类土，地下水丰富，降水深，面积大、时间长的降水工程应用。

二、管井设计

1、计算思路 第一步将基坑进行等效化为一口大井，第二步确定基坑总的涌水量，第三步确定单井出水量，第四步确定井的数量。

2、参数的确定与计算 参数的确定是计算过程中最为复杂的地方，一旦参数设置错误，将导致所有的后续工作将无效。因此确定参数前务必将各方面的资料了解清楚。1）、设计水位降深 水位降深在满足施工要求的时候，应尽量选择较小水位的降深，一般降到操作面下0.5m即可（有特殊要求的除外），这样可最大程度上避免降水对地层的影响。 2）、井深及井径的选择 要想使水位降低至操作面下，可以有两种途径，一种是加大井的直径和井的深度；另一种通过增加井数，即减少井距。井深主要是根据水位降深、所需要的单井出水能力、水泵的进水口的位置、含水层的厚度、及泥浆淤积深度等因素进行选择。井径的选择要综合考虑以下几种因素：A、单井要求的出水量；B、水泵的直径；C、当地施工机械，及井管的规格，如选用市场常用的规格，价格可能会便宜对控制成本有益。根据xx多年的施工经验，选择常规施工材料对施工成本及施工时间有很大的好处，这样井径最好在300~500mm，这种材料市场能随时购买；水泵重量不宜超过60kg，这种水泵市场较多，且对施工人员维修有很大好处。水泵过重，水泵坏时（特别是晚上）不能由一人将水泵进行更换，这样易耽误时间造成水压反涌，从而影响施工。 3）、渗透系数的选择 渗透系数是降水计算中重要的参数，此参数可以从地质报告中选取，但地质报告中渗透系数根据土质分层而不同，确定渗透系数时要充分考虑这方面的因素，最好在大面积布井前，重新验证，或者搜集附近的实际数据作为参考。 4）、含水层的厚度的取值 含水层的厚度也是一个重要的参数，但地质报告中一般不给出，如果没有地区经验，只能通过综合考虑以往施工经验和降水井的深度及地层的规律来确定。5）、管井降水计算 管井计算要考虑各种环境及地质情况的因素，以便确定计算时采用的计算模型。首先根据地质报告确定地下水是潜水（无压）还是承压水，但在施工中常会遇到微承压潜水之类问题。这样在计算中按潜水模型计算时适当加大影响系数。其次要考虑雨季水位上升的情况。管井单井计算较为简单，计算结果一般与实际较为吻合。但群井计算结果就千差万别（群井中单井的出水量）。由于降水时，一般要采用一个以上的井，降水井同时抽水时，互相形成干扰，无法以单井的计算来判断水位的降深，实际上这些井形成了干扰群井。群井总的涌水量计算公式，一般采用近似拟合得出，总涌量各个规范或者计算手册上所列公式的计算结果一般相差无几，且物理意义明确，很容易理解，具体施工时可以参看《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）、《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）或者《建筑施工计算手册》。降水施工中最重要的一环是确定单井的出水量。

（1）群井总涌水量 A、Q=1.366*K(2H-S)S/(logR0-logr) 均质含水层潜水完整井计算公式 B、Q=2.73*K(MS)S/(logR0-logr) 均质含水层承压水完整井计算公式 式中：R0=R+r R——降水影响半径； r——基坑的等效半径； K——渗透系数； H——含水层的厚度； M——承压含水层的厚度； Q——基坑总的涌水量； S——设计水位降深；

（2）、降水影响半径 对潜水含水层： 承压含水层：

（3）、等效半径计算 圆形基坑等效半径：r=圆半径；矩形基坑基坑等效半径时：r=0.29(a+b) 式中：a、b——分别为基坑的长、短边边长；不规则块状基坑等效半径：r2=A/π 式中： A——基坑的面积。

（4）、单井出水量 前面已经说明，总涌量各个公式计算结果基本相同，且在实际施工中吻合较好，但单井出水量就难以确定。下面以一个实例来看一下单井出水量的确定。某一工程如下图所示，基底深h=6m，地下水位H=14m，需降深6m，井深15m（有效深度）渗透系数70m/d，含水层厚度为14m，管井直径400mm. ①按《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）公式进行计算。 q= 24 l` d / a`=24*14*400/50=2688m3/d 式中：q——单井出水量（m3/d）;d——管井管径（mm）;l`——淹没部分的滤水管长度（m）;a`——与渗透系数有关的经验系数（取a`=50） ②按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）中给出公式进行计算： =120*3.14*0.2*14*4.12=4361m3/d 式中：q——单井出水量（m3/d）;rs——管井半径（m）;l`——淹没部分的滤水管长度（m）;K——含水层渗透系数（m/d）；③按水泵抽水功率出水量计算=65*3.14*0.08*14*4.12=942m3/d 式中：q——单井出水量（m3/d）;d——水泵抽水管管径（m）假定管径为0.08m;l`...

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