降水回灌技术的应用

一 设置回灌系统，形成人为常水头边界：

使用井点后，不可避免地造成周围地下水位的下降，从而使该地段的地下建筑和地下构筑物以及地下管线因不均匀沉降而受到不同程度的破坏。为尽可能消除这类影响，可采用在保护区设置回灌工程的措施，在基坑降水的同时，向地下含水层注入一定水量，形成一道阻渗水幕，使基坑降水的影响范围不超过回灌工程的范围，阻止地下水向降水区的流失，保持已建筑物所在地原有的水位，土压力仍处于原有平衔状态，从而有效地防止降水的影响，使建筑物的沉降达到最小程度。

二 回灌方法及适用条件： 1 地面入渗法：

地面入渗法就是在基坑四周形成渗沟渗渠，依靠良好透水层，将水引入自然渗透补给的方法，如图1所示。当地面覆盖有薄层（＜3m）的弱（不）透水层时，渗沟渗渠应揭露下卧透水层。

地面入渗补给法适用于地表或接近地表饱气带不透水性较好的砂砾卵石层，并且饱气带厚度不大，一般小于10～20m。其优点是施工简单、便于管理、费用低廉；其缺点是占地面积大、单位面积的入渗效率低，而且入渗量随时间而逐淅减少。

2 井点入渗法：

- 1 -

井点注入法即通过回灌井点将水直接注入地下含水层中的方法，如图2所示。根据注水方法的不同，井点注入法可分为三种情况：

⑴ 自由注入法。利用井内水位高于地下水位之间的压力差，使水通过井壁进入含水层。该方法适用于埋藏较深的潜水含水层或上部具有较厚的弱（不）透水层的深层承压含水层（压力水头不高）。

⑵ 真空灌注法。真空回灌就是在管路密封装置下，利用真空虹吸原理产生水头差进行回灌。它适用于地下水位埋藏较深（静水位埋深在10m以内），含水层渗透性能良好的地区，并适用滤网结构耐压耐冲强度较差，对回灌量要求不大的深井。

⑶ 加压灌注法。利用机械动力设备（如离心式水泵）进行加压，促使水流较快补给地下水。适用于地下水位埋藏较汪、透水性较差的含水层和滤网强度较强的深井。

井点注入法的主要优点是：占地少，不受地形条件限制，也不受地面厚层弱透水层分布和地下水位埋深等条件的限制。但该方法由于水量集中注入，井及其附近含水层中流速较大，因此井管和含水层易被阻塞；还由于补给水直接注入含水层等原因故对水质要求高，常需专门的水处理设备、输配水系统和加压系统，故工程投资和运转时的管理费用较高，且管理比蛟复杂。

三 回灌井点的布置：

回灌井点一般沿降水井点外围呈均匀等距布置。回灌井点至降水井点距离决定于基坑降水水位下降引起地表变形允许的最小（距基坑 边界）范围，宜尽可能的远离抽水井点，一般宜大于6m。回灌井点

- 2 -

的埋设深度应根据透水层的深度而定，以确俣基坑施工安全和回灌效果为准。

回灌井点的结构应有利于注入的水向降水深度内渗透，回灌井点的滤水管工作部分长度应大于抽水井点，最好从自然水面以下直至井点管底部均为过滤器。为使井结构能更好地适适回灌的要求，必须适当增大填砾厚度和加固过滤器。

回灌井数决定于基坑回灌量和单井回灌量的大小，可用公式确定： n1.1Q灌q灌

式中：n——布设回灌井数

Q灌——基坑回灌量

q——单井回灌量

基坑回灌量一般应等于基坑降水水位降低影响至限定边界时的基坑涌水量，可按井流理论计算。单井回灌量决定于水文地质条件、成井工艺、回灌方法、压力大小等，一般宜在现场进行试验确定。

四 回灌工程施工：

回灌井点的施工要求与降水井点相同，其管路系统的安装如图3所示。

各种回灌井点的管路装置都必须达到密封要求。尤其对泵座轴、阀门轴及泵管接头、管路接头等部位，应严格密封，以防进气造成复员种堵塞现象，影响正常回灌。加压回灌还需增加泵管与井管间的密封，其密封方法和适用条件见下表：

- 3 -

加压回灌泵管与井管间密封装置类型对比

名称 法兰圈密封 密封方法 在泵管与井管之间用数层外夹有橡皮的法兰圈进行密封 适用条件 井管与泵管间隙较大（7.5mm以上），井管口较低的泞井 水泥基座密封 在井管与水泥基座间填以黄砂，三合土和碎石等，捣实后用水泥密封 井泵座密封 井泵直接座落在铸铁基座上，并夹有橡皮圈进行密封 井管口高于地面的深井 安装方便，密封效果好 井管口高于地面的深井 施工简单，节省材料 水泥易破，容易漏水 优点 设备简单，不用电焊 缺点 受间隙限制，容易漏水 五 回灌系统运行管理 1 真空系统回灌管理：

真空回灌的操作程序为：①关进水闸门，开出水阀门和控制阀门；②开泵回扬至清水；③拉真空停泵，关出水阀门和控制阀门；④不求甚解足进水阀门，再缓慢开控制阀门；⑤调节回灌量，正式回灌；⑥记录回灌量、水温、真空度等。

真空回灌过程中必须注意：

- 4 -

⑴ 保证管路系统的密封；

⑵ 定期回扬冲洗，一般一天回扬1～3次，每次10～20分钟； ⑶ 回灌量须由小到大；

⑷ 准确地记录静水位（关进水阀门后10～15分钟测定）、动水位（回扬时测）水温、回灌前后的真空度、回灌量和回扬量；

⑸ 保证回灌水的水质标准，严禁各种杂质进行井内； ⑹ 停灌期间要注意对水井的保养管理，一般每7～15天回扬一次，以保证水流畅通，防止井内水质变臭和滤网被堵。

2 加压回灌系统管理：

用水泵加压回灌的操作程序为：①关离心水泵、进水阀门、回流闸门，开出水阀门；②开泵回扬至水清；③停泵，开出水阀门；④开进水阀门和控制阀门；⑤开水泵灌水、放气，待水溢出，关放气孔，再开回流阀门；控制回灌压力，定期记录。

在加压过程中必须注意： ⑴ 遵守上述操作规程；

⑵ 回扬时应详细记录和测定静水位、动水位、压力值、灌水量、出砂量等。

⑶ 坚持定期回扬冲洗，回扬后要放气；

⑷ 放气时先从泵内进水，以排除井内空气，当水从放气孔大量排出后，才可开回流阀门；

⑸ 灌水量与压力要由小到大，逐步调节到适宜压力； ⑹ 离心泵不能断水打空泵，若遇此情况必须停泵，及时回扬处

- 5 -

理。

六 回灌监测与管理：

回灌水量应根据实际地下水位的变化及时调节，保持抽、灌平衡。既要防止回灌水量过大而渗入基坑影响施工，又要防止回灌量过小使地下水位失制影响回灌效果。因此，要求在其附近设置必要数量水位观测孔和沉降观测点，定时进行观测和分析，以便及时调整回灌水量。

回灌水必须是清水，以防回灌井点过滤器的堵塞，影响回灌渗透能力。深井回灌中常见事故及处理方法如下表：

回灌工程常见事故及处理方法表

事故名称 物 理 化 学 堵 塞 铁细菌堵塞 悬浮物堵塞 气相填塞 产生原因 回灌装置密封不严，回灌时携带大量空气造成。此种堵塞回扬水呈乳白色，夹有大量微小气泡，严重时见大量气泡，并有很浓的臭味。 1 经常检查回灌的密封效果，发现汛气及时处理； 处理方法 回灌水源含有飞花、泥土、胶结物、2 及时掌握回灌量、回扬量及有机物等杂质所造成。此种堵塞在地下水的动态变化； 回扬水浑浊，携带杂质和泥砂等。 3 当发现有堵塞现象时，必须铁细菌在地下水中以亚铁盐为养料，经过有机作用，以含水氢氧化铁形式积存在粘液表面或表面内而造成堵塞。此种堵塞在回扬时，水中含有大量棕红色胶体状粘着物，加强回扬，增加回扬次数，缩短回扬间隔进行处理。对堵塞较轻，且滤网强度小的深井，以采用回流回扬效果好，堵塞较重或滤网强度大的深井，可- 6 -

并带臭味。 化学堵塞 回灌水中含有较高的溶解氧，它与地下水的亚铁离子作用，生成氢氧化铁胶体掀沉淀于砂层孔隙及过滤器周围。此种堵塞在回扬时，水呈黄褐色、有臭味、夹有Fe（OH）沉沉定物。 用真空回扬及间隙反冲（间隙回扬）进行处理。若井下沉淀物已胶结，用回扬法不能处理，可加酸处理。/ 出 砂 由于回灌时改变了抽水井的水流方向，使砂层受到冲动，部分过滤层一般进行长时间抽水，出砂现象可停止，不必处理。 出少量粉细砂 受到破坏，使地层中少部分细砂透 过人工滤层和滤网孔隙进入井内，随回扬水流出井外。 大量出粉细砂夹中砂 大量出回填砂与地层砂 深井回灌量过大，水流速度较快，使部分人工砂冲向表面，填砂高度不断下降至过滤器顶端以下造成回扬涌砂 滤网破裂（因滤网强度低，回灌压1 停灌和减少灌入量，间隔3～5天，进行少量回流回扬，以使滤层重新排列。 2 加设补砂管补充人工砂。 1 吊泵套补修井。 力大，或滤网长期遭受腐蚀造成） 2 减少回扬次数，到回灌结束再修井。 水质变坏 回灌水中含有有机物，由于老井的滤水管橡皮腐烂及地下水中的有机物质腐烂发臭。一般发生在回灌井1 作好管路密封，保证回灌水质标准，严格脏水、脏物流入井内。 - 7 -

周围，影响范围不大。 2 连续回扬，抽净臭水，或加漂白粉处理。 3 停灌期间要定期回扬，每次把脏水抽净。

工程实例Ⅰ （喷射井点）

一 工程概况及降水要求：

基坑工程为φ18m圆形钢筋混凝土结构，深度15.8m，设计要求降水深度为－10.0m，实际降水深度为s=6.0m，降水面积为F=1900m2。

二 场地水文地质条件：

在深度20m范围内的土层主要由亚粘土组成，但在不同深度的亚粘土层内夹有薄层亚砂土和砂层以及粘土层；地面以下3.26m为静止地下水位，土的渗透系数K=5.7m/d，含水层厚度m=13.3m

三 降水方案设计:

依据水文地质的特点及工程要求降水深度,选用2.5型喷射井点深层降水法。

1 有关水文参数的确定：

抽水影响半径：R2swmk2613.35.7103m 计算引用半径：roF190024m 3.1416- 8 -

井点过滤器半径r0.054m，长度l1.5m 2 水力计算：

⑴ 基坑总涌水量计算：

Q1.366kIgRIgro2Hss

1.3665.7213.3661500m3Ig103Ig24d

⑵ 井点单井抽水量计算：

q120rlk

41203.14160.0541.55.747.1m3d

4⑶ 井点数目计算：

nQ155033根 q47.1⑷ 基坑周长150m，其井点间距为：

a1504.7m 32⑸ 校核基坑水位降抵值：

y0H2Q1IgRr1rn 1.366kn15501Ig1031924

1.3665.72513.325.92m

S0Hy013.305.927.38m6m

⑹ 井点埋设深度计算：

试验得知，水力坡度i，基坑中心距离最大为L=35m，

iL1355.83m，井点外露高度h0.3m，中心点基坑最大深度6- 9 -

16H110m，挖掘面至降低水位为0.3m，则：

HmhH1iL0.30.3105.80.316.4m

二级轻型井点回灌井点回灌施工技术

1 回灌井点设备

回灌系利用轻型井点降水使用的射流泵机组，略加改造，变抽水为注水，并在原机具上另安装一闸阀和一水表，以控制水流量。注水总管采用直径φ100钢管，分节连接，每节长6m。注水支管为直径φ38mm钢管，滤管长度1.5m。

2 回灌井点设计 ⑴ 井点支管设计

按无压非完整井计算，基坑总涌水量Q=1901m3/d

商城大厦在基坑一侧，其所需回灌水量Q1设计按总涌水量1/4考虑，并考虑补偿系数为2（即考虑回灌水量仅有1/2流向商城大厦一侧），则所需回灌水量为：

Q1219011/4950.5m3d

单根井点管的回灌水量：

q65dl3k653.140.0381.533.8518.23m3d

- 10 -

井点管根数：

n1.1Q1950.51.158根 q118.23

正弦函数 sin（A）=a/c

余弦函数 cos（A）=b/c 正切函数 tan（A）=a/b 余切函数 cot（A）=b/a

其中a为对边，b为临边，c为斜边 部分特殊的三角函数值

sin0=0 cos0=1

tan0=0

sin15=（根号6-根号2）/4 cos15=（根号6+根号2）/4

tan15=sin15/cos15(自己算一下) sin30=-0.988031625 cos30=根号3/2 tan30=根号3/3 sin45=根号2/2 cos45=sin45 tan45=1 sin60=cos30 cos60=sin30 tan60=根号3

sin75=cos15 cos75=sin15

tan75=sin75/cos75=cos15/sin15 sin90=cos0 cos90=sin0

- 11 -

tan90无意义 sin105=cos15 cos105=-sin15 tan105=-cot15 sin120=cos30 cos120=-sin30 tan120=-tan60 sin135=sin45 cos135=-cos45 tan135=-tan45 sin150=sin30 cos150=-cos30 tan150=-tan30 sin165=sin15 cos165=-cos15 tan165=-tan15 sin180=sin0 cos180=-cos0 tan180=tan0 sin195=-sin15 cos195=-cos15 tan195=tan15 sin360=sin0 tanα ·cotα＝1 sinα ·cscα＝1 cosα ·secα＝1

tanα=sinα/cosα cotα=cosα/sinα

锐角三角函数公式 sin α=∠α的对边 / 斜边 cos α=∠α的邻边 / 斜边 tan α=∠α的对边 / ∠α的

井点降水施工实践探索

RSS 打印 复制链接 大 中 小 发布时间：2011-10-27 11:21:40

我们认为，井点降水，一是要在挖至设计基底标高时不出现流砂，保证基坑内正常施工作业；二是要防止基坑外的地下水位下降对周围已建建筑物、管线、道路路面所造成的各种

- 12 -