对轻型井点降水系统设计的研究

乱　工程科学　２１　对轻型井点降水系统设计的研究　侯建军　，张晓英　，李雪飞　（１闸　Ｅ鸿翔建工集团，河北张家口０７５０００；２．张家口市国土资源局宣化分局，河北张家口０７５０００；３，河北建筑工程学院土木系，河北张家口０７５０００）　摘要本文对轻型井点降水系统进行了介绍，通过对工程实例的旅工方案的设计计算，对相类似的工程提供了很好的借鉴作用。　关键词轻型井点；设计；施工　中图分类号ＴＵ７　文献标识码Ａ　文章编号１６７３—９６７１一（２００９）１２１—００２１—０１　１井点系统的类型　井点降水就是在基坑开挖前，先在基坑周围埋设一定数量的滤水管　（井），利用抽水设备抽水，使地下水位降落在坑底以下，直至地下二ｒ＝程施丁　完毕为止。　井．点降水有轻型井点、喷射井点、电渗井点和管井井点等。一般根据　土的渗透系数、降水深度、设备条件及经济比较等因素确定，可参照《建　验收规范》（ＧＢ５０２０２－￣０２）表７．８．２选择。　２轻型井点系统组成　轻型井点系统，就是沿基坑四周将许多井点管埋入蓄水层内，井点　管上部与总管连接，通过总管利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽　出，将原有的地下水位降至坑底以下ｆ０．５一ｌｍ）。此种方法用于土壤的渗透　系数为ｌＯＬ－２—１０－５ｃｍ／ｓ的土层中。　轻型井点设备主要包括：井点管、滤管、集水总管、弯联管及　抽水设备等。滤管直径为３８—５０ｒａｍ，长度为卜１．５ｍ。井点管直径为　３８－５０ｍｍ，其长度为３—７ｍ，可整根或分节组成。井点管的上端用弯联管　与总管相连。弯联管装有阀门，以便检修井点。近年来有的弯联管采用　透明塑料管，可随时观察井点管的工作情况，有的采用橡胶管。　集水总管为内径１００－－１２７ｒａｍ的无缝钢管，每节长４ｍ，其间用橡皮套　管联结，并用钢箍箍紧，以防漏水。总管上还装有与井点管联结的接头　管，其间距为０．８、１．２、１．６、２．０ｍ。　轻型井点设备的主机由真空泵、离心水泵和水气分离器组成，称真　空泵轻型井点。　如果轻型井点设备的主机由射流泵、离心泵、循环水箱等组成，则　称为射流泵轻型井点。利用离心泵将循环水箱中的水送入射流器内，由　喷嘴喷出时，由于喷嘴处断面收缩而使水流速度骤增，压力骤降，使射　流器空腔内产生部分真空，把井点管内的气、水吸上来进入水箱，待水　箱内的水位超过泄水口时即自动溢出，排到指定地点。　３轻型井点的计算　某筏板基础施工，筏板尺寸为２０ｍ×３５ｍ，基底标高为一４．５００米，　自然地坪为±０．０００；经工程勘测得知地质情况如下：地下表层土为　０．８—０．９ｍ厚的杂填土，其下为含粘土的粗砂土层（渗透系数Ｋ＝３０ｍ／ｄ），地　面以下１２ｍ为不透水层；地下水位在地面以下１．０５ｍ处，要求：（１）轻　型井点系统的布置；（２）计算涌水量；（３）确定井点管数量和间距。　分析：首先选择井点管尺寸，而后对井点系统进行布置和计算。在　此取井点管长６ｍ、直径５０ｒｍｎ；滤管长１．２ｍ直径５０　ｍｍ；　３．１井点系统的布置　根据筏板基础的尺寸，确定基坑下口尺寸：筏板基础每边留０．６ｍ的　工作面，则下口为２１．２×３６．２ｍ２。显然基坑长宽比小于５，基坑宽度２１．２　小于２倍的抽水影响半径（见后计算），而且挖土机选用了反铲挖土　机，基坑深４．５ｍ，不需分层开挖，所以该基坑可以采用环状（不开口）　井点布置。　３，１．１井点管平面布置　井点管距离基坑边１．０　ｍ布置。这样，基坑短边井点管中心至基坑中　心的水平距离为：　（２０／２＋０．６）＋４．５×０．５＋１．０＝１３．８５ｍ　３．１－２井点管埋设深度布置　井点管上端外露地面０．２ｍ。　Ｈ　≥Ｈｌ＋ｈ＋ＩｌＪ，所以ｈ≤Ｈ　一Ｈ　一Ｌ／　ｈ＝（６—０．２）一４．５—１３．８５×１／１０＝一０．０８５ｍ＜０．５ｍ（要求降水深度为　基坑中心下不小于０，５ｍ）　可见直接将总管埋设在自然地面不能满足降水深度要求，故改为先　挖去一层土，使总管埋设面降低１．０ｍ。由于已接近地下水位面而且比自　然地面低，所以在施工中要注意在挖去土的沟中布置一些集水井，用于排　除汇集的地表水和可能出现的上涌地下水。此时降水后距基坑中心处ｈ为：　Ｌ＝（２０／２＋０．６）＋（４．５—１．０）ｘ０．５＋１．０＝－１３．３５ｍ　ｈ＿（６—０．２）一（４．５—１．０）一ｌ３．３５×１／１０＝０．９６５ｍ＞０．５ｍ（ｆ￣足要求）　此时基坑中心处的水位降落值：ｓ　．５＋ｏ．９６５一１．０５　．４１５ｍ　井点管内水位降落值：Ｓ　＝１．０＋（６—０．２）一１．０５＝５．７５ｍ　或　’＝　＋／Ｌ：４．４１５＋１３．３５ｘ１／１０＝５．７５ｍ　３．２计算涌水量　由上计算知滤管下端在地面以下：１．０＋５．８＋１．２＝８ｍ，而不透水层位于一　ｌ２ｎ破　。故水井类型为无压非完整井，需确定抽水有效影响深度　。　Ｓ’／（ｓ　＋，）＝５．７５／（５．７５＋１．２）＝０．８３，查表（如《建筑施工手册》　中）插入算得：　．８６５（Ｓ’＋，）　．８６５（５．７ｓ＋１．２）＝１２．９６ｍ＞Ｈ＝Ｉ２－１．０５＝１０．９５ｍ　所以取Ｈｏ＝Ｈ＝１０．９５ｍ　抽水影响半径Ｒ＝１．９５Ｓ４ＨｏＫ＝Ｉ．９５ｘ４．４１　√１０．９５￣３０＝１５６ｍ　环形井点的勰半　＝ＪＶ　＝万　ＶＪ　ｊ　４＿．１　１８＿８３　其中Ｆ＝（２　０＋０．６　ｘ　２十３．５×０．５×２＋１．０×２）　×　（３５＋０．６×２＋３．５×０．５　Ｘ２＋１．０×２）＝２６．７×４１．７＝１１１３．３９ｍ２　基坑涌水量：　Ｑ：１．３６６Ｋ—（２ＨｏＳ）Ｓ—：１，３６６×３０×　！　：！　二！：！！　：　：３４４５加，／ｄ　ｌｇＲ—ｌｇｘｏ　１ｇ１５６—＿ｌｇ１８．８３　３．３确定井点管数量ｎ和间距Ｄ　＝６５ｍｔｌ￣３＝６５×３．１４￣ｏ．０５ｘ１．２ｘ　＝３８．０５ｍ　／ｄ　月：１．１Ｑ：１．１　３４４５　１００根　３８．０５　Ｄ　——　一　引。ｊ７ｍ；取Ｄ＝１．２米，则需井点管ｌ１４　根。　３．４抽水设备选用　抽水设备所带动的总管长度为１３６．８ｍ，所以选两台Ｗ５型干式真空　泵，所能带总管１００×２＝２００＞１３６．８　ｍ，所能带井点８Ｏ×２＝１６０＞１１４根（或　选四台ＱＪＤ一４５型射流泵，排水量４５×４＝１８０ｍ３／ｈ＞３４４０／２４＝１４３　ｍ３／ｈ，所能　带井点４０×４＝１６０＞１１４根）。　水泵所需流量：Ｑ。＝１．１Ｑ＝Ｉ．１×１６４９．５ｍ　＝１８１４．４５ｍ３／ｄ　水泵的吸水扬程：ｈｓ￣＞ｈ＋△ｈ＝（６．０—０．２）＋１．２ｍ＝７．０ｍ　根据Ｐ　、Ｈｓ可查表（如《建筑施工手册》中）确定离心泵型号。　４井点管的使用。　轻型井点系统抽水的时候，应该连续抽水。中间不能停止，否者下　部的滤管会堵塞，抽出泥沙，造成附近建筑和地下的管线发生沉降、位　移。同时中途由于某些原因停工（比如工地停电），则会导致地下水的　回升，基底隆起等事故。施工中应调节泵的排水量，目的使水流匀速。　正常的出水规律是“先大后小，先混后清”。因为抽出的是水汽混合　体，所以真空度是判断整个系统工作正常与否的关键，必须经常检查。　造成真空度不足的主要原因是井点管封口不严，有漏气，应及时采取措　施补救。　在抽水过程中，应检查有无“死井”（由于是地下水，正常情况下　用手触摸管壁时，应有冬暖夏凉的感觉）的现象，如发现死井过多，地　下水位下降不明显时，应逐个用高压水冲洗或拔出重新埋设。　井点系统的拆除必须在地下室或地下结构物竣工并将基坑进行回填　转第２ｏ页）　工程科学　２科００黼９年１　茔　２月上牙　论泰来县水利基础建设的主要做法　．　杨威’，吕德全　１３００２６）　（１．江省泰来县水务局，黑龙江泰来１６２４００；２．吉林大学环境与资源学院，吉林长春擅一要泰来县国家扶贫开发重点县之一，是典型的荒漠化干旱地区，经济发展滞后于其它县份。几年来通过水利基础设施建设，积累了　些做法，增强了抗御洪涝、干旱等自然灾害的能力，有效的推动了县域经济的发展。　关键词泰来县；水利；建设；做法　中圈分类号ＴＶ６１　文献标识码Ａ　文章编号１６７３—９６７１一（２００９）１２１—００２０—０ｌ　泰来县位于黑龙江省西南部，总面积为３９９６平方公里，现有耕地　２３１．５万亩、草原１０９万亩，人口３２万人。多年来，我县年平均降水量仅　为３９２．６ｒａｍ，是典型的荒漠化干旱地区，经济发展滞后于其它县份，是　国家扶贫开发工作重点县之一。近年来，在上级有关部门的大力支持　下，我们不断加强水利基础设施建设，三年来全县水利建设总投资１．５８　亿元，新增水田灌溉面积３８．３万亩，全县水田面积达７４．３万亩，旱灌面　积达ｌｌＯ万亩，治理涝区面积９．５万亩，新打抗旱井近１万眼，机电井发展　到３－４万眼，完成农村饮水打井５１眼，治理水土流失７．６万亩。通过不断加　强我县水利基础设施建设，改善城乡用水条件，逐步提高水利化程度。　增强了抗御洪涝、干旱等自然灾害的能力，有效的推动了县域经济的发　展。我们的主要做法是：　向上争取项目资金，全力推进水利工程项目建设。先后实施了宁姜灌区　水田节水工程，泰来镇旱田节水灌溉工程，胜利乡旱田节水灌溉基地　１抢抓机遇，明确思路，科学制定水利发展规划　水利建设关系到人民群众的根奉利益，关系到经济社会的全面、协　调、可持续发展。我县大部分水利工程建于上世纪九十年代，个别甚至　建于七、八十年代，防洪库容较小，部分灌、涝区水利工程病险、老　化、失修严重，降低了抵御自然灾害的能力。为改变这种状况，县委、　把水利基础设施建设提到重要议事日程，明确了“抓住国家保障粮　食生产安全战略和全省加快县域经济发展的机遇，结合本县水情和地理　条件，按照蓄提为主、科学配置、防洪保安、保护生态、提高水资源利　用率的原则，以防汛抗旱、饮水安全、节水灌溉、水毁修复、小流域综　合治理工程为主要内容，全面推进水利发展与改革，实现我县水资源的　可持续开发和利用”的水利化建设长期发展思路，并聘请省市专家按照　“设计一批、评审一批、建设一批、完成一批、申报一批、储备一批”　的原则，积极加快重大水利项目建设规划，分别组建项目储备库，全力　做好项目筹报争资工作，确保一批重大项目争资建设取得突破性进展。　目前，我们借助国家拉动内需的有利契机，先后完成了泰来县抗旱灌溉　引水工程、泰来县宏胜水库除险加固工程、泰来县国家重点水土保持工　程、泰来县大型灌排泵站更新改造工程等总投资３．６亿元、共１１个建设项　目的报审工作。　项目等节水项目及群众自建节水工程，新增旱田节水灌溉设备１２００台　套，新增旱田节灌溉面积ｌＯ．５万亩，有效地缓解了农作物的旱情。我们　积极实施小流域治理工程，大力实施植树造林工程，先后投资１７５０万　元，营造防风固沙林３．５万亩，有效防止了水土流失，切实改善了生态　环境。积极实施农村饮水安全工程，完成５ｌ处总投资１４３８万元的农村　饮水安全工程建设，其中国家投资７８０万元，地方及自筹６５８万元，解　决饮水安全问题较为突出的５１个自然屯近２．６９万人的安全饮水问题，实　施村自来水人户率达到９５％。三是广泛吸纳社会资金兴办水利。针对　县级水利建设任务重而资金压力大的现实，制定出台了《泰来县水利　建设分级负责办法（试行）》，对乡镇、村小型水利工程建设，采取　补助材料费、设备费、按新增提水能力定量补助、以奖代投等办法，　调动群众兴修水利积极性，广泛吸纳民间资本投入到水利建设中来。　根据《关于进一步加强农村工作提高农业综合生产能　力若干的意见》（中发［２００５］１号）文件精神要求，国家财政部　门建立小型农田水利设施建设补助专项资金，对农民兴修小型农田水　利设施给予补助，并逐步增加资金规模。自２００６年以来，从我县具体’　情况出发，在省水利厅和省财政厅的支持下，到２００９年末全县共投入　资金２４８５万元，新建小型蓄水工程２处、小泵站２５处，新增灌溉面积ｌ５　万亩，新增水田１１．４万亩，受益农民年可增收１８１５万元，人均增收１９００　兀。　３加强监督，规范管理，保障工程发挥最大效益　为确保农田水利工程发挥最大效益，我们重点抓了工程项目建设的　资金管理、质量管理和建后制度管理。一是将群众急需的、效益好的、　作用大的项目优先立项，资金优先投入。建立健全工程项目评价制度，　工程建设前进行效益ｉ￣－ｄｉ。在项目资金使用中设立了专项帐户管理，在　整体资金运行上，达到了厉行节约专款专用，完全遵循预算程序，同时　定期邀请职能部门对资金使用情况进行了监督检查。二是严把工程建设　质量关。在建水利工程项目，严格执行基本建设程序，履行报建和开工　审批手续，理顺工程建设管理关系，实行规范化的项目法人责任制，严　格执行招投标制度，进一步加强建设监理管理，建立和落实工程质量领　导责任制，确保工程质量。对已建水利工程项目，加强水利设施后续管　理，在保障日常维修管理的基础上，确保工程作用发挥到位。三是严把　工程管理规范关。为确保水利工程发挥长效作用，根据《黑龙江省农田　水利条例》，我县先后制定了一系列水利工程管理办法、制度等规章制　度，涉及工程管理、水费计收、财务管理等。使小型水利工程管理处于　公开运行、阳光操作之下。通过用水者协会和各项规章制度，规范经营　者的经营行为，保障了工程的建后运行管理秩序，维护了广大用水户享　受正常用水的权益。　作者简介：　杨威（１９７８一），女，黑龙江省泰来县人，工程师，主要从事农田水利　工程与施工工作。　２拓宽途径。多措并举。建立水利投入长效机制　为保证全县水利工程规划目标的逐步实现，我们开辟了多途径的水　利建设投资渠道，基本形成了水利投入的长效机制。一是自我挖潜为水　利建设提供保障。尽管我县财力十分有限，但是每年在年初制定财政预　算时，都安排好全年水利建设资金，尽最大努力保障水利建设投入，并　将水利工程建设列为议案，同时明确水利部门收取的水资源等费　用，作为预算外资金全额返回用于水利建设。２００８年，为了改善我县自　然生态环境，提高农业抗灾减灾能力，我们积极实施了抗旱引水工程，　工程１汁戈Ⅱ投资１．９８亿元，现已完成投资０．８亿元，完成土方１６２万立方米，　砼方７５０ｏ立方米，项目实施后可新增灌溉水田８万亩，灌溉旱田２２万亩，　解决２７万亩旱田的抗旱水源，给１２．１８万亩湿地补水，恢复养鱼水面５．１万　亩，年增产粮食９万吨，目前，在省市有关部门的大力帮助和支持下，　抗旱灌溉引水工程项目建设实施工作进展顺利，工程已于２００８年９月开　工建设，计划用三年时间完成工程建设任务。二是争取支持为水利建设　提供保障。加强水利工程建设离不开省市部门的支持，近年来我们积极　（上接第２ｌ页）　土后，计算最大地下水的浮托力小于已施工的结构自重后方可拆　除，且底板混凝土必须要有一定的强度，防止因水浮力引起地下结构浮　参考文献　［１］应惠清．土木工程施３２［Ｍ］．一１－＿海：同济大学出版社，２００３．　［２］江正荣，朱国粱．简明施工计算手册（第三版）［Ｍ］．北京：中国建工出版　社，２００５．　起或破坏底板。拔管后所留的孔洞应用砂或土填塞，对有防渗要求的地　基，地面以下２ｍ范围用粘土填塞密实。