輕型井點(diǎn)的設(shè)計(jì)

1、輕型井點(diǎn)的設(shè)計(jì).平面布置*高程布置*涌水量計(jì)算1）設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料輕型井點(diǎn)布置和計(jì)算井點(diǎn)系統(tǒng)布置應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)資料、工程要求和設(shè)備條件等確定。一般要求掌握的水文地質(zhì)資料有：地下水含水層厚度、承壓或非 承壓水及地下水變化情況、土質(zhì)、土的滲透系數(shù)、不透水層的位置等。要求了解的工程性質(zhì)主要有：基坑（槽）形狀、大小及深度，此 外尚應(yīng)了解設(shè)備條件，如井管長(zhǎng)度、泵的抽吸能力等。2）平面布置根據(jù)基坑（槽）形狀，輕型井點(diǎn)可采用單排布置（圖a）、雙排布置（圖b）、環(huán)形布置（圖c），當(dāng)土方施工機(jī)械需進(jìn)出基坑時(shí)，也可采用U形布置（圖d）。單排布置適用于基坑、槽寬度小于6m,且降水深度不超過 5m的情況，井點(diǎn)管應(yīng)布置在

2、地下水的上游一側(cè)，兩端的延伸長(zhǎng)度不宜小于坑槽的寬度。輕型井點(diǎn)的設(shè)備1）組成輕型井點(diǎn)設(shè)備由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成（圖）*8濾管構(gòu)造1一輛薈；2-皆壁上的小孔； 曠鍵繞的駛刖曾：4細(xì)施網(wǎng);5粗媳網(wǎng)；-粗餃玆探怕網(wǎng):并點(diǎn)宙；8%恢頭管路系統(tǒng)包括：濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管及總管。濾管（圖）為進(jìn)水設(shè)備，通常采用長(zhǎng)1.01.5m、直徑38mm或51mnt勺無縫鋼管，管壁鉆有直徑為1219mm勺濾孔。骨架管外面包以兩層孔徑不同的生絲布或塑料布濾網(wǎng)。為使流水暢通，在骨架管與濾濾網(wǎng)外面在繞一層粗鐵絲保護(hù)網(wǎng)、濾管下網(wǎng)之間用塑料管或梯形鉛絲隔開，塑料管沿骨架繞成螺旋形。濾管上端與井點(diǎn)管連接。井點(diǎn)官為直徑38mm和51m

3、m長(zhǎng)57m的鋼官。井點(diǎn)官的上端用彎聯(lián)官與總官相連。集水總管為直徑100127mm的無縫鋼管，每段長(zhǎng)4m,其上端有井點(diǎn)管聯(lián)結(jié)的短接頭，間距0.8m或1.2m2）抽水設(shè)備抽水設(shè)備是由真空泵、離心泵和水氣分離器（又叫集水箱）等組成，其工作原理如圖所示。抽水時(shí)先開動(dòng)真空泵10，將水氣分離器6內(nèi)部抽成一定程度的真空，使土中的水分和空氣受真空吸力作用而吸出，進(jìn)入水氣分離器6。當(dāng)進(jìn)入水氣分離器內(nèi)的水達(dá)一定高度，即可開動(dòng)離心泵13。在水氣分離器內(nèi)水和空氣向兩個(gè)方向流去： 水經(jīng)離心泵排出；空氣集中在上部由真空泵排出，少量從空氣中帶來的水從放水12，9放出和 120m（請(qǐng)點(diǎn)擊右圖觀看“干式泵抽水原 理”動(dòng)畫）鬧I

4、念我朗嶠癱辭母觸館浦盅踰M細(xì)猜轉(zhuǎn); 瑚療詹曲禾巒凋斛換水門；*真亟敷n-fan:I喇環(huán)水泉：“-嬴心水醍LiLBiiii lii1i,iBiiiniii titE、zrl jl 1 1 ill 1.1 ill Ik lj II 1 dl ll ril ll il ir1ht ?9 ? ? 9 ? 9L闕LLlCL)4.4 4 i i6*l|-|&-3Irri 叮叩 i rriiir1.i.i.i.i.i.i .i.i.i.i.i.i.i.i.AI1LC）d雙排布置適用于基坑寬度大于 6m或土質(zhì)不良的情況。3）高程布置高程布置系確定井點(diǎn)管埋深，即濾管上口至總管埋設(shè)面的距離，可按下式計(jì)算（圖）高程

5、布置團(tuán)式中：h井點(diǎn)管埋深（m）；hl 總管埋設(shè)面至基底的距離（ m ）； h 底至降低后的地下水位線的距離（m）；i水力坡度；L 井點(diǎn)管至水井中心的水平距離，當(dāng)井點(diǎn)管為單排布置時(shí)，L為井點(diǎn)管至對(duì)邊坡角的水平距離（m）4）涌水量計(jì)算（1）水井分類確定井點(diǎn)管數(shù)量時(shí)，需要知道井點(diǎn)管系統(tǒng)的涌水量。井點(diǎn)管系統(tǒng)的涌水量根據(jù)水井理論進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)地下水有無壓力，水井分為無壓井和承壓井。當(dāng)水井布置在具有潛水自由面的含水層中時(shí)（即地下水面為自由面），稱為無壓井；當(dāng)水井布置在承壓含水層中時(shí)（含，稱為承壓井。當(dāng)水井底部達(dá)到不透水層時(shí)稱為完整井，否則水層中的水充滿在兩層不透水層間，含水層中的地下水水面具有一定水壓）稱

6、為非完整井，各類井的涌水量計(jì)算方法都不同（2 ）無壓完整井涌水量計(jì)算目前采用的計(jì)算方法都是以法國(guó)水力學(xué)家裘布依（Dupuit ）的水井理論為基礎(chǔ)的。裘布依理論的基本假定是：抽水影響半徑內(nèi)，從含水層的頂面到底部任意點(diǎn)的水力坡度是一個(gè)恒值。并等于該點(diǎn)水面處的斜率；抽水前地下水是靜止的，即天然水力坡度為零；對(duì)于承壓水，頂、底板是隔水的；對(duì)于潛水適用于井邊水力坡度不大于1/4，底板是隔水的，含水層是均質(zhì)水平的；地下水為穩(wěn)定流（不隨時(shí)間變化）。當(dāng)均勻地在井內(nèi)抽水時(shí)，井內(nèi)水位開始下降。經(jīng)過一定時(shí)間的抽水，井周圍的水面就由水平的變成降低后的彎曲水面，最后該曲線漸趨穩(wěn)定，成為向井邊傾斜的水位降落漏斗。圖1-4

7、2所示為無壓完整井抽水時(shí)的水位變化情況。在縱剖面上流線是一系列曲線，在橫剖面上水流的過水?dāng)嗝媾c流線垂直。由此可導(dǎo)出單井涌水量的裘布依微分方程，設(shè)不透水層基底為x軸，取井中心軸為y軸，對(duì)于距井軸x處水流的過水?dāng)嗝娼频目醋鳛橐淮怪钡膱A柱面，其面積為- _ - （ 1）式中x井中心至過水?dāng)嗝嫣幍木嚯x；y距井中心x處水位降落曲線的高度（即此處過水?dāng)嗝娴母撸?。根?jù)裘布依理論的基本假定，這一過水?dāng)嗝嫠鞯乃ζ露仁且粋€(gè)恒值，并等于該水面處的斜率，則該過水?dāng)嗝娴乃ζ露? = dyldx。由達(dá)西定律水在土中的滲透速度為丁匸（2）由式（1）和式（2）及裘布依假定 二，可得到單井的涌水量（ m3/d）;Q =

8、-必=逑=2刊疋drdx將上式分離變量:水位降落曲線在x=r時(shí)，y=l；在x=R時(shí)，y=H , I與H分別表示水井中的水深和含水層的深度。對(duì)式（1-44）兩邊積分:(m3/d)設(shè)水井中水位降落值為 S，I=H-S則二一式中R 為單井的降水影響半徑（m）；r 為單井的半徑（m ）。裘布依公式的計(jì)算與實(shí)際有一定出入，這是由于在過水?dāng)嗝嫣幍乃ζ露炔⒎呛阒?，在靠近井的四周誤差較大。但對(duì)于離井外有相當(dāng) 距離處，其誤差是很小的（圖）。公式（1-45）是無壓完整單井的涌水量計(jì)算公式。但在井點(diǎn)系統(tǒng)中，各井點(diǎn)管是布置在基坑周圍，許多井點(diǎn)同時(shí)抽水，。即群井共同工作，其涌水量不能用各井點(diǎn)管內(nèi)涌水量簡(jiǎn)單相加求得。群

9、井涌水量的計(jì)算，可把由各井點(diǎn)管組成的群井系統(tǒng)，視為一口大的單井，設(shè)該井為圓形的，在上述單井的推導(dǎo)過程中積分的上下限成為：x由xOtR，y由I TH。于是由式（1-44）積分可得群井的涌水量計(jì)算公式（圖 1-43）；式中R群井降水影響半徑（m）;x0由井點(diǎn)管圍成的大圓井的半徑（m）;R，則有 R =R+xO 設(shè) S=H-I，由此，（1-46）I井點(diǎn)管中的水深（m）假設(shè)在群井抽水時(shí)，每一井點(diǎn)管（視為單井）在大圓井外側(cè)的影響范圍不變，仍為成為如下的形式：口 二- 或二土（m3/d）（3）式（3）即為實(shí)際應(yīng)用的群井系統(tǒng)涌水量的計(jì)算公式。在實(shí)際工程中往往會(huì)遇到無壓完整井的井點(diǎn)系統(tǒng)（圖b），這時(shí)地下水不僅

10、從井的面流入，還從井底滲入。因此涌水量要比完整井大。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，仍可采用公式（3）。此時(shí)式中H換成有效含水深度，即Ho小364芨呂遲(m3/d)HO可查表1-15。當(dāng)算得的H大于實(shí)際含水層的厚度H時(shí)，取H0=H有效深度H0值表1-15S/( S+I)0.20.30.50.8H01.3(S+I)1.5(S+I)1.7(S+I)1.84(S+I)注：S/（S+I）的中間值可采用插入法求H0。上表中，S為井點(diǎn)管內(nèi)水位降落值（ m），參閱圖；丨為濾管長(zhǎng)度（m）。有效含水深度 H0的意義是，抽水是在 H0范圍內(nèi)受到抽水 影響，而假定在 H0以下的水不受抽水影響，因而也可將H0視為抽水影響深度。應(yīng)用上述

11、公式時(shí)，先要確定 xO，R，K。由于基坑大多不是圓形，因而不能直接得到xO.。當(dāng)矩形基坑長(zhǎng)寬比不大于 5時(shí)，環(huán)形布置的井點(diǎn)可近似作為圓形井來處理，并用面積相等原則確定，此時(shí)將近似圓的半徑作為矩形水井的假想半徑:xO =式中x0 環(huán)形井點(diǎn)系統(tǒng)的假想半徑（ m ）；F環(huán)形井點(diǎn)所包圍的面積（ m2）。抽水影響半徑，與土的滲透系數(shù)、含水層厚度、水位降低值及抽水時(shí)間等因素有關(guān)。在抽水 25d后，水位降落漏斗基本穩(wěn)定，此時(shí)抽水影響半徑可近似地按下式計(jì)算：m）式中，S, H的單位為m； K的單位為m/d。滲透系數(shù)K值對(duì)計(jì)算結(jié)果影響較大。K值的確定可用現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)室測(cè)定。對(duì)重大工程，宜采用現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)以

12、獲得較準(zhǔn)確的值。（3 ）井點(diǎn)管數(shù)量計(jì)算井點(diǎn)管最少數(shù)量由下式確定：:（根）式中，q為單根井管的最大出水量，由下式確定:? 一遷月*2； （m3/d）式中，d為濾管直徑（m）；其它符號(hào)同前。井點(diǎn)管最大間距便可求得*；（m）式中：L總管長(zhǎng)度（m）;n井點(diǎn)管最少根數(shù)。實(shí)際采用的井點(diǎn)管間距D應(yīng)當(dāng)與總管上接頭尺寸相適應(yīng)。即盡可能采用 0.8, 1.2,1.6或2.0m且Dn，般n應(yīng)當(dāng)超過1.1n，以防井點(diǎn)管堵塞等影響抽水效果。一.概況大慶市國(guó)際奧林公寓二期工程施工現(xiàn)場(chǎng)，基坑周長(zhǎng)335米，地面標(biāo)高為-0.9米，基坑大部深-4.75米，承臺(tái)底標(biāo)高分為-5.35米和-5.65米兩種，局部深-6.0米，基坑四周為

13、深層攪拌樁止水，南側(cè)，西側(cè)為鉆孔灌注樁 +深層攪拌樁+壓密注漿，二基坑范圍內(nèi)地質(zhì)情況層高標(biāo)準(zhǔn)（m）垂直滲透系數(shù)（cm/s）水平滲透系數(shù)（cm/s）1 .素填層:0.6-1.3 2.22E-06 5.57E-062 .粘土：0.3-0.7 2.92E-08 2.54E-073A。淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：-1.39- -0.97 1.96E-05 1.42E-063B。砂質(zhì)粉土：-2.89- -2.37 1.65E-05 5.05E-043C。淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土 ：-8.18- -7.59 2.10E-07 3.25E-064 .粉質(zhì)粘土:-10.18- -9.62 7.77E-08 5.56-07三.水文地

14、質(zhì)情況該工程場(chǎng)地地下水主要為空隙潛水，主要分布于4層粉質(zhì)粘土之上，其主要補(bǔ)給來源為大氣降水及地表水，對(duì)基坑開挖有影響的主要市3B,3C層，尤其市3C層，滲透系數(shù)較大，方便于基坑開挖，確保開挖面以上無水，結(jié)合該工程實(shí)際情況和我公司多年的降水經(jīng)驗(yàn)，擬采用輕型井點(diǎn)降水法降低地下水位。四.輕型井點(diǎn)設(shè)計(jì)1井點(diǎn)系統(tǒng)的布置根據(jù)本工程地質(zhì)情況和平面形狀，輕型井點(diǎn)選用環(huán)形布置。為是總管接近地下水位，表層土挖去0.5m,則基坑上口平面尺寸為70* 100m布置環(huán)形井點(diǎn)?？偣芫嗷舆吘?m,總管長(zhǎng)度L=(70+2)+(100+2) X2=348(m)坑內(nèi)采用二級(jí)井點(diǎn)降水，根據(jù)挖深及開挖范圍采用環(huán)形井點(diǎn)布置，其平面尺

15、寸約為50mX60m具體尺寸以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整)。總管距基坑邊緣1m,總管長(zhǎng)度L=(50+2)+(60+2) X2=228(m)。水位降低值S仁5.35-0.7+0.5=5.15(m)，S2=5.65-0.7+0.5=5.45(m)，S3=6.5-0.7+0.5=6.30(m)。采用一級(jí)輕型井點(diǎn)，井點(diǎn)管的埋設(shè)深度(總管平臺(tái)面至井點(diǎn)管下口，不包括濾管)。HA1H1+h+IL=5.15+0.5+10%x7=6.4(m)，HA1H1+h+IL=5.45+0.5+10%x7=6.7(m)。HA1H1+h+IL=6.30+0.5+10%x7=7.7(m)。分別采用7.4m,7.7m,8.7m長(zhǎng)的井

16、管，直徑50mm濾管長(zhǎng)1.0m。井點(diǎn)管外露地面 0.2m，埋入土中6.6m , 6.9m , 7.9m (不包括旅館)大于7.4m， 7.7m，8.7m，符合埋深要求。2 .基坑涌水量計(jì)算井點(diǎn)管及濾管分別長(zhǎng) 7.4m，7.7m，8.7m，濾管長(zhǎng)寬比小于 5，可按無壓非完整井環(huán)形井點(diǎn)系統(tǒng)計(jì)算。按無壓非完整井環(huán)點(diǎn)系統(tǒng)涌水量計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。Q=1336X(2Ho-S)S/LgR-Lgx0Ho ?。?0.20 ( m .K :滲透系數(shù)取平均值 K=2.54X10 -4cm/s。R抽水影響半徑：R=1.95XS ( HoK =1.95 X5.15 X10.2 X2.19=150m, 基坑假象半徑，Xo

17、=F/3.14=47.21(m)，以上數(shù)據(jù)代入公式，得基坑涌水量Q: Q=464.30 ( m3/d)。3. 單根井點(diǎn)管出水量：Q=65n dl=13.25 ( m3/d)。井點(diǎn)管數(shù)量n=1.1Q/q=45 (根/套)，井距：實(shí)際總根數(shù)350根，需要7套。坑內(nèi)需要220根，約5套，具體數(shù)量根據(jù)實(shí)際工程情況確定。4. 抽水設(shè)備選用抽水設(shè)備所帶動(dòng)的總管長(zhǎng)度為50m/套，選用W5型干式真空泵。五：井點(diǎn)降水方案井點(diǎn)降水管間距采用1米左右，每套設(shè)備降水周長(zhǎng)不超過40米為宜。5.1 .施工準(zhǔn)備5.11 .檢查所有電力控制柜是否完好，漏電保護(hù)是否有效，連接電纜是否有破損。5.12 .檢查電動(dòng)機(jī)、離心泵是否能

18、夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，易破壞物件是否需要更換。5.13 .檢查降水主管、降水支管是否符合要求，破損、漏氣的地方及時(shí)維修。55.14 .檢查高壓沖管設(shè)備是否達(dá)到壓力要求，水槍頭是否達(dá)到?jīng)_孔要求。5.15 檢查備用易損件和備用設(shè)備是否齊全。5.2 安裝井點(diǎn)降水設(shè)備5.21 .按甲方要求放出降水邊線，要離開土建基坑施工邊線5-8米。5.22 .在施工場(chǎng)地先形成100M2的蓄水池，將高壓沖管設(shè)備放入蓄水池，連接好水槍頭。5.23 .在安置降水支管的地方先刨出記號(hào)坑，然后按順序進(jìn)行沖孔，孔徑應(yīng)在20-30CM之間，如降水區(qū)土質(zhì)為淤泥質(zhì)或其他非砂質(zhì)土，應(yīng)盡量擴(kuò)大沖孔直徑。5.24 沖孔后，應(yīng)立即安裝降水支管，降水支

19、管應(yīng)輕放止孔底，不可讓其自然沉入孔底，應(yīng)人工扶住支100KG左右，以將降水濾管以上1M管，漫漫沉入孔底，到達(dá)孔底后，立即在管周圍，填滿中粗砂。每孔砂應(yīng)達(dá)到 埋設(shè)為宜。5.25 填砂后，應(yīng)將降水支管向上提30-50CM,并上下來回活動(dòng)支管，讓砂充分黏附管壁周圍。5.26 支管安裝完畢后，連接降水主管。主管間連接應(yīng)連接牢固，不漏氣。5.27 主管與支管連接要確保不漏氣，并要將支管扎于主管上。5.28 離心泵安裝要注意正向與反向，并要添加潤(rùn)滑才能開機(jī)。5.29 水箱中水要加滿才能使壓力達(dá)到最佳狀況。5.2.10 查氣時(shí)，應(yīng)先堵漏氣大的。再堵漏氣小的，漏氣的地方要用專用黃油封堵，不可用其他代替。5.3

20、 設(shè)備運(yùn)行維護(hù)5.31 設(shè)備開機(jī)后，不能停機(jī)，要24 小時(shí)運(yùn)行。5.32 將備用泵和電機(jī)調(diào)試好，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行設(shè)備有故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)替換，并將替換設(shè)備維修好。5.33 晚上應(yīng)形成值班制度，工作人員要不間斷的檢查設(shè)備運(yùn)行情況。5.34 發(fā)現(xiàn)降水管漏氣時(shí)，盡可能不關(guān)機(jī)進(jìn)行封堵。六設(shè)備拆除6.1 輕型井點(diǎn)降水設(shè)備的拆除應(yīng)有圖紙?jiān)O(shè)計(jì)人員的同意。6.2 在地下室后澆帶未施工前，后澆帶設(shè)備不可以拆除。6.3 ，拆除地下室室外圍降水管時(shí)，應(yīng)同時(shí)進(jìn)行土方回填，防止地下室上浮。備注施工布置1 ： 甲方在用挖掘機(jī)挖槽時(shí) （1） 首先要挖至水位界面層上，且在槽邊緣設(shè)點(diǎn)留有積水坑以備降水打眼做循環(huán)水之用；（2）再考慮基礎(chǔ)施工

21、工作面，降水工作面留有足夠空間，設(shè)點(diǎn)積水坑中心向周邊半徑30m-40m范圍延展皆可;（ 3 ）開槽的槽底與槽口放坡程度根據(jù)具體深度而定，不同的深度放坡程度各異，一般槽口壁與槽口放坡向外延展部位 120 度角呈階梯狀為宜，為了緩解槽邊壓力將開方土不要堆放槽口近處，（2 米以外）以免塌方。2:甲方布好總排水通道時(shí)，再在槽邊設(shè)好一個(gè)帶水泵的蓄水池，待槽基下的水降出地面后，統(tǒng)一匯集至蓄水池中，一并通過總排水通道排送至指定地點(diǎn)。3:每臺(tái)機(jī)組15千瓦電機(jī)組，離心泵 2.2千瓦，污水2.2-3千瓦，揚(yáng)程25m,流量30噸/小時(shí)，根據(jù)所帶機(jī)組臺(tái) 數(shù)配置總電纜及配電箱。一般配置 16-30m2,3-4 股銅芯電纜至槽邊附近即可。4:甲方配適量中粒工程砂置槽邊，以灌注井外壁眼之用，利于水的滲透。5:乙方需施工前 3 天進(jìn)場(chǎng)，搭建暫舍，存放設(shè)施整齊有序，相應(yīng)設(shè)施及材料進(jìn)場(chǎng)，檢測(cè)電機(jī)性能，井管花眼部位纏 100 目紗布，做施工前的一切準(zhǔn)備工作。 主要施工機(jī)械設(shè)備配置1:1.5千瓦