高地下水条件下的施工开挖降排水方法
【专利摘要】本发明涉及工程施工的降排水领域，公开了一种高地下水条件下的施工开挖降排水方法。其包括以下步骤：将基坑划分为至少两个工作面，各工作面之间相互隔离；在工作面周围测量井点位置，然后，挖掘井点，下钢筋护笼及井管；在各井点上以及各工作面之间分别布置水泵，同时布置配套的发电机组以及管道；对一个或多个工作面进行优先降排水，将优先降排水的工作面中的水抽至后降排水的工作面中；从各井点中抽水至排水口排放。该方法针对深基坑高地下水情形下涌水和渗析进行处理，有助于沟槽开挖，垫层夯实，管道回填、提高工程质量；其简单易行，施工速度快，避免了重复降排水次数，人力、材料及机械消耗较小，经济效益显著。
【专利说明】高地下水条件下的施工开挖降排水方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程施工的降排水领域，尤其是一种高地下水条件下的施工开挖降排水方法。
【背景技术】
[0002]针对项目施工中，因其深基坑，即开挖深度> 5m的基坑，高地下水位情况下，地下水位距离自然地表较近，在沟槽开挖过程中容易出现大面积涌水或者渗析，导致开挖困难，测量困难；在沟槽开挖至设计平面时，因其地下水而无法夯实管道基础，难以平整砂石，保证其压实度；在管道安装过程中因为地下水，容易造成浮管，因其管道阀门，管件变形，影响其施工质量。
[0003]国内通常的做法是采取全线降排水的方式，在管沟沿线布置水泵及管道，这样的理念下，所需要的泵的数量，管道数量巨大，全线通管的人力，机械消耗大。而且也不能有效省时的解决施工过程中的降排水问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种高地下水条件下的施工开挖降排水方法，其工期短且成本低。
[0005]本发明公开的高地下水条件下的施工开挖降排水方法，包括以下步骤:
[0006]a、将待降排水基坑划分为至少两个工作面，各工作面之间相互隔离；
[0007]b、在工作面周围测量井点位置，测量结束后，按照设计深度挖掘井点，然后下钢筋护笼及井管；
[0008]C、在各井点上以及各工作面之间分别布置水泵，同时布置配套的发电机组以及管道；
[0009]d、对一个或多个工作面进行优先降排水，将优先降排水的工作面中的水抽至后降排水的工作面中；
[0010]e、从各井点中抽水至排水口排放。
[0011]优选地，在e步骤之前，先将各井点的水抽至预设的沉砂池中进行初步沉降，然后将初步沉降后的水输送至排水口排放。
[0012]优选地，所述工作面为三个或三个以上，将各工作面中的水依次抽至下一个工作面。
[0013]优选地，所述各工作面之间预留原状土作为各工作面之间的隔离物。
[0014]优选地，所述水泵为泥浆泵。
[0015]优选地，所述沉砂池采用C20素砼或钢筋砼底板，M7.5水泥砂浆砖砌池壁，池壁内外两层用防水砂浆抹灰，沉砂池内侧采用防水处理。
[0016]优选地，所述管道为UPVC管道。
[0017]优选地，沉砂池中的水经初步沉淀后通过高压泵站排至排水口。[0018]本发明的有益效果是:该方法针对深基坑高地下水情形下涌水和渗析进行处理，效果好，有助于沟槽开挖，垫层夯实，管道回填、提高工程质量；其简单易行，施工速度快，避免了重复降排水次数，人力、材料及机械消耗较小，有助于降低工程成本，经济效益显著。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明一个优选实施例的示意图。
[0020]图中标记:1-#1工作面，101-原状土, 2_#2工作面，3_沉砂池，A-泥衆栗A, B-泥浆泵B，C-泥浆泵C，D-泥浆泵D，E-泥浆泵E，F-泥浆泵F，G-泥浆泵G，H-泥浆泵H。
[0021]图中箭头表示排水方向，图中省略了管道以及发电机组。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0023]本发明公开的高地下水条件下的施工开挖降排水方法，包括以下步骤:
[0024]a、将待降排水基坑划分为至少两个工作面，各工作面之间相互隔离；
[0025]b、在工作面周围测量井点位置，测量结束后，按照设计深度挖掘井点，然后下钢筋护笼及井管；
[0026]C、在各井点上以及各工作面之间分别布置水泵，同时布置配套的发电机组以及管道；
[0027]d、对一个或多个工作面进行优先降排水，将优先降排水的工作面中的水抽至后降排水的工作面中；
[0028]e、从各井点中抽水至排水口排放。
[0029]如此，即完成降排水施工。
[0030]根据待降排水基坑的形状、大小以及涌水点的分布情况等因素，将其分隔为多个部分，这些分隔出的基坑部分即为工作面，将待降排水各工作面相互隔离，从而可以将水从一个工作面抽至另一个工作面。b步骤为布置井点的步骤，需根据实际情况设置井点位置；至于井点的挖掘深度需根据实际的地下水位、基坑深度等情况而定。挖掘井点时，要根据实际地质条件选择挖机或者钻机开挖；钢筋护笼可以有效地提高井点的稳定性；在井点布置完成后，再对井点进行检验校正从而提高施工的准确性。将优先降排水的工作面中的水抽取到后降排水的工作面，如此可以减少管道长度和水泵功率，其中优选在相邻的工作面之间布置水泵进行抽水，与此同时，对设置于工作面周围的井点进行抽水，以达到降排水效果。当优先降排水工作面降排水工作完成后，需观察一段时间，确保降排水达到要求，即可对其进行施工。在对工作面施工时，需持续对工作面周围的井点进行抽水，以保证该工作面施工过程中，能够保持一直干燥。另外，水泵、发电机组以及排水口的布置均要根据实际情况而定，特别是排水口的位置需事先通过交通部和环保部的批准。此方案相比于传统降排水方法，可以有效的降低管道，水泵及发电机数量，节约成本，同时避免反复降排水、从而缩短工期。
[0031]抽出的地下水如果直接输送到排放口排放可能污染环境，所以，作为优选方式，在e步骤之前，先将各井点的水抽至预设的沉砂池中进行初步沉降，然后将初步沉降后的水输送至排水口排放。将水在沉砂池中沉降之后再排放，一方面可减少水中泥沙量，避免对于环境的污染；另一方面，如果排水口位置较远，经沉淀后的水更有利于远距离的输送。
[0032]此降排水方法对有多个涌水源点的基坑可根据现场实际采取分区域实施，也可采用串联、并联、或者串、并联相结合的方式实施。所谓串联是指将各工作面的水依次抽取到下一个工作面；所谓并联即是指将多个工作面的水抽至同一工作面或者一个工作面的水抽至多个工作面。所谓分片区实施即为将多个相邻的工作面通过串联或并联相结合组成一个降排水片区进行降排水。而作为优选方式，所述工作面为三个或三个以上，将各工作面中的水依次抽至下一个工作面。此即为将各工作面相串联进行降排水。例如，设置有三个工作面，分别为#1工作面、#2工作面和#3工作面，先开辟出#1工作面和#2工作面，将#1工作面中的水抽至#2工作面，结合井点降水，对#1工作面的降排水；然后可开辟#3工作面，一般是在#3工作面开辟后，开始对#1工作面进行施工，在此之前可对#1工作面进行观察，检验降排水效果。#3工作面开辟后，即可将#2工作面的水抽至#3工作面，如此串联抽水，简单而井然有序，可提高施工速度。
[0033]各工作面之间需要隔离，以便于将一个工作面中的水抽至另一个工作面，而作为优选方式，所述各工作面之间预留原状土作为各工作面之间的隔离物。在各工作面之间预留原状土，一方面可以起隔离工作面的作用，另一方面为水泵提供了节省管道的工作台。相比于人工设置隔离物用以隔离各工作面，其更简单实用，施工成本更低。
[0034]这里使用的水泵可以为不锈钢水泵、泥浆泵等等，而作为优选方式，所述水泵为泥浆泵。泥浆泵更适用于这种含有大量泥沙的水的抽取。
[0035]基坑中抽取的水如果直接排放可能污染环境，所以需要通过沉砂池的初步沉淀再进行排放，而针对沉砂池的设置，作为优选方式，所述沉砂池采用C20素砼或钢筋砼底板，M7.5水泥砂浆砖砌池壁，池壁内外两层用防水砂浆抹灰，沉砂池内侧采用防水处理。因为沉砂池一般设置于基坑附近，为防止水再次渗入地下影响基坑支护体的施工安全，所以需对沉砂池进行防水处理。
[0036]输送水的管道有多种选择，如钢管，PVC管等等，而作为优选方式，所述管道采用UPVC管铺设。UPVC管具有耐腐蚀性强、流体阻力小、机械强度高、质地轻、安装施工方便、水密性好等优点，特别适用于基坑排水的输送。
[0037]如前文所述排水口可能设置于较远位置，在此情况下，作为优选方式，沉砂池中的水经初步沉淀后通过高压泵站排至排水口。高压泵站适用于水的长距离输送，可以将水输送至预设的排水口排放。
[0038]下面为本发明的一个实施例:
[0039]如图1所示，该实施例的实施步骤如下:
[0040]1、选取了两个工作面，分别为#1工作面I和#2工作面2，中间部分为原状土 101，暂不开挖，留作水泵工作面，地下水水位高，流量大，将#1工作面I的水抽至#2工作面2，这样可以有效的降低管道，水泵及发电机数量，节约成本，施工顺序亦然，以此类推；
[0041]2.按照部署，测量井点位置并作记录。测量结束后，挖机就位，按照设计深度挖掘井点，成孔后施工人员应现场测量成孔深度，成孔深度达到设计深度后，停止钻进。否则，必须继续钻进，以保证成孔深度验收合格，然后下钢筋护笼及井管，测量校正并作记录。
[0042]3、按照出水量，水泵处理能力及实际时间节点安排，合理布置泥浆泵及发电机组。这里所布置的泥浆泵分别为泥浆泵A、泥浆泵B、泥浆泵C、泥浆泵D、泥浆泵E、泥浆泵F、泥浆泵G和泥浆泵H，共8个泥浆泵。
[0043]4、通过泥浆泵A和泥浆泵B将#1工作面的水抽至#2工作面；通过泥浆泵D、泥浆泵E、泥浆泵F、泥浆泵G和泥浆泵H将各井点水抽至沉砂池3，污水初步沉淀后经过泵站抽至最近的排水口排放，排放前按照环保部的要求，进行资料整理，邀请环保部审查员现场勘查，避免因为排放污染环境。
[0044]其中，泥浆泵G、泥浆泵H泥浆泵管道要延伸至管道对岸，因此在合适的位置布置钢结构栈桥，以便管道从上空过渡到对岸。降水井排水管采用管道内排水系统，并在排水方向上建造I?2个沉砂池3，沉砂池3位置根据实测地理环境而定，事先通过交通部和环保部的批准，沉砂池3采用C20素轮,板厚150?200mm,沉沙池位置距坑边距离小于3.0米时底板需配筋，采用配筋Φ 80200X 200钢筋网，M7.5水泥砂浆砖砌池壁，池壁内外两层用防水砂浆抹灰一遍，水池内侧采用防水处理。沉砂池3及排水管道严格防渗防漏以保证基坑支护结构的安全。抽水采用每井每泵并排管道降水，地面排管集中到沉砂池3，抽出的水经过沉砂池沉淀过滤后，再集中排入预设排水口。另外，发电机也要配套到位，需要配备1-2台备用发电机，以便于在发生故障时及时启动。
【权利要求】
1.高地下水条件下的施工开挖降排水方法，其特征在于，包括以下步骤: a、将待降排水基坑划分为至少两个工作面，各工作面之间相互隔离； b、在工作面周围测量井点位置，测量结束后，按照设计深度挖掘井点，然后下钢筋护笼及井管； C、在各井点上以及各工作面之间分别布置水泵，同时布置配套的发电机组以及管道； d、对一个或多个工作面进行优先降排水，将优先降排水的工作面中的水抽至后降排水的工作面中； e、从各井点中抽水至排水口排放。
2.如权利要求1所述的高地下水条件下的施工开挖降排水方法，其特征在于:在e步骤之前，先将各井点的水抽至预设的沉砂池中进行初步沉降，然后将初步沉降后的水输送至排水口排放。
3.如权利要求1或2所述的高地下水条件下的施工开挖降排水方法，其特征在于:所述工作面为三个或三个以上，将各工作面中的水依次抽至下一个工作面。
4.如权利要求1或2所述的高地下水条件下的施工开挖降排水方法，其特征在于:所述各工作面之间预留原状土作为各工作面之间的隔离物。
5.如权利要求1或2所述的高地下水条件下的施工开挖降排水方法，其特征在于:所述水泵为泥浆泵。
6.如权利要求2所述的高地下水条件下的施工开挖降排水方法，其特征在于:所述沉砂池采用C20素砼或钢筋砼底板，M7.5水泥砂浆砖砌池壁，池壁内外两层用防水砂浆抹灰，沉砂池内侧采用防水处理。
7.如权利要求1所述的高地下水条件下的施工开挖降排水方法，其特征在于:所述管道为UPVC管道。
8.如权利要求6所述的高地下水条件下的施工开挖降排水方法，其特征在于:沉砂池中的水经初步沉淀后通过高压泵站排至排水口。
【文档编号】E02D19/10GK103821158SQ201410109533
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】郭东磊, 黄成友, 丁晓波 申请人:中国十九冶集团有限公司