管井降水井位于地下连续墙底部的探索

曹 兵 （中煤第三建设(集团)有限责任公司，安徽 宿州 234000）

1 引言

一般地，管井降水适用于下列条件：第四系含水层厚度大于5.0m；基岩裂隙和岩溶含水层，厚度可小于5.0m；含水层渗透系数K宜大于1.0m/d；适用于降水深度3～5m[1-3]。管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机械等组成。管井井点设备较简单，排水量大，降水较深，较轻型井点具有更大的降水效果，可代替多组轻型井点作用，水泵设在地面，易维护。管井埋设的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定，一般间距10～50m，最大埋深可达10m。

管井施工时有钻孔、井管下沉、回填管壁与井壁间的过滤层、洗井、试抽等主要步骤，使用结束后还需拔井管、封井[4-7]。一个较大规模的基坑工程往往需打设数十个甚至上百个降水井，总体费用偏高，且占用施工场地。

地下连续墙截水、防渗、承重、挡水结构等功能，已在基坑工程中得到了广泛应用[8,9]。在采用地下连续墙支护的基坑工程中，若地下连续墙整体处于渗透系数大的含水砂砾层中，如何发展一种新型管井降水井，使其具有施工简便、造价低的特点，是值得探讨的技术问题。

2 新型管井降水井探索

为了弥补已有技术的缺陷，提供一种置于地下连续墙底部的管井降水井，中空圆管（相当于井管段）预制、固定于地下连续墙钢筋笼中，地下连续墙施工结束时中空圆管与地下连续墙底部的岩土层接触，沿中空圆管内部再向岩土层中钻挖一定距离并设置滤井，即形成降水井，具有施工简单、造价低的特征。

一种置于地下连续墙底部的管井降水井，包括中空圆管与滤井。中空圆管绑定于地下连续墙钢筋笼内部，中空圆管顶部伸出钢筋笼顶部，中空圆管底部伸出钢筋笼底部。起吊钢筋笼放入沟槽中并浇筑混凝土形成地下连续墙，待地下连续墙的混凝土强度达到70%以后，基于钻机沿中空圆管内部向地下连续墙底部钻挖一定深度，抛入中砂、粗砂设置沉砂段，再下沉滤井至钻挖处，滤井中填充滤料，由此形成置于地下连续墙底部的管井降水井。

中空圆管绑定于地下连续墙钢筋笼内部，中空圆管顶部伸出钢筋笼顶部，中空圆管底部伸出钢筋笼底部，如图1与图2所示。中空圆管底部伸出钢筋笼底部，使钢筋笼吊放入沟槽后，中空圆管底部能插入泥土中一定距离而被封口，使后续地下连续墙的混凝土浇筑施工过程中混凝土无法进入中空圆管内部。

图3给出了所提置于地下连续墙底部的降水井三维示意图。

滤井由中空的钢管或PVC管制成。滤井管壁上设置梅花状分布的渗水孔，渗水孔的直径取12mm～18mm，渗水孔的孔隙率大于15%，渗水段的长度大于1.0m。滤井管壁外设置滤网。

中空圆管的内径不小于400mm。中空圆管由钢材或塑料制成，中空圆管应有足够的强度与刚度，在施工荷载作用下不发生破裂与失效。

滤井的外径略小于中空圆管的内径。滤井沿中空圆管内部下沉至接触沉砂段时，滤井的上部套入中空圆管内部的长度不小于200mm。

滤井底部的沉砂段长度不小于3m，使含水层中的地下水有效通过沉砂段渗透、过滤并汇集至滤井中。

中空圆管相当于传统降水井的井管，中空圆管应具有足够的内径，使潜水泵基于中空圆管的孔洞下沉至滤井内部。潜水泵上连接水带，启动潜水泵即可把渗入滤井内部的地下水提取至地表排出。降水结束后，可把潜水泵从中空圆管提走、移除，而无需拔除中空圆管。

3 所提降水井的施工方法

所提一种置于地下连续墙底部的管井降水井的施工方法，简要介绍如下。

①平整场地，测量放线，浇筑导墙，开挖沟槽，如图4所示。

②提前制作钢筋笼，并把中空圆管固定于钢筋笼内部，中空圆管顶部伸出钢筋笼顶部，中空圆管底部伸出钢筋笼底部，如图1与图2所示。把钢筋笼起吊放入沟槽中，如图5所示。

图1 中空圆管内嵌于钢筋笼三维示意图

图2 中空圆管内嵌于钢筋笼侧视图

图3 所提置于地下连续墙底部降水井的三维示意图

钢筋笼内部加装的中空圆管总重量较小，其不会对钢筋笼的吊装施工产生影响。

③浇筑混凝土，混凝土包裹中空圆管，形成地下连续墙，如图6所示。

④待地下连续墙的混凝土强度达到70%以后，基于钻机沿中空圆管内部向地下连续墙底部钻挖一定深度，抛入中砂、粗砂设置沉砂段，再下沉滤井至钻挖处，滤井中填充滤料，由此形成置于地下连续墙底部的管井降水井，如图7所示。

滤料宜选用磨圆度好的硬质岩石成分的圆砾。滤料的粒径选用应满足相关规范要求。

所提一种置于地下连续墙底部的管井降水井的工作示意图如图8所示。

与现有技术相比，所提降水井具有下列优点。

①所提降水井的中空圆管（相当于井管段）预制、固定于地下连续墙钢筋笼中，地下连续墙施工结束时埋设于地下连续墙内部的中空圆管即可投入使用，该段管井无需再采用传统施工方法的钻孔、井管下沉、回填管壁与井壁间的过滤层、洗井等步骤，施工大大简化，可降低高达80%的工程量，缩短施工工期、降低了工程造价。

②地下连续墙施工结束后，仅沿中空圆管向下再钻挖一定深度设置滤井即可，该工程量相对较小，且一般无需泥浆护壁，省略了注水冲洗钻孔、稀释孔内泥浆的步骤，对保护环境有利。

③位于地下连续墙底部的滤井是在地下连续墙的混凝土强度达到70%以后再开展施工的，一方面地下连续墙的施工对所提降水井基本无影响，另一方面降水井滤井的施工对地下连续墙的影响也非常小。

图4 开挖沟槽示意图

图5 吊放钢筋笼示意图

图6 浇筑混凝土形成地下连续墙示意图

一般地，根据设计方案一定数量的降水井均匀地分布于基坑四周。在设计布置降水井的位置才采用所提置于地下连续墙底部的管井降水井，使降水井设置地下连续墙内部。而在未设置降水井的位置，仍采用传统的现浇钢筋混凝土地下连续墙。可见，无需所有单元槽段的地下连续墙设置降水井，仅按需合理布置即可。

4 结语

文章提出了一种置于地下连续墙底部的管井降水井，包括中空圆管与滤井，中空圆管绑定于地下连续墙钢筋笼内部，中空圆管顶部伸出钢筋笼顶部，中空圆管底部伸出钢筋笼底部。起吊钢筋笼放入沟槽中并浇筑混凝土形成地下连续墙，待地下连续墙的混凝土强度达到70%以后，基于钻机沿中空圆管内部向地下连续墙底部钻挖一定深度，抛入中砂、粗砂设置沉砂段，再下沉滤井至钻挖处，滤井中填充滤料。所提降水井的中空圆管（相当于井管段）预制、固定于地下连续墙钢筋笼中，该段井管无需再采用传统施工方法的钻孔、井管下沉、回填管壁与井壁间的过滤层、洗井等步骤，施工大大简化，可降低高达80%的工程量，缩短施工工期、降低了工程造价。

图7 中空圆管底部开挖设置滤井示意图

图8 所提降水井降水示意图