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北京市房地产建设项目轻型井点施工降水措施及计算方法探讨（孟岩 刘龙涛 崔丹 祝荻 赵薇）
来源：北京水务
摘要：针对目前北京市房地产建设项目施工降水存在的问题，描述了北京市地下水情况，介绍了常用施工降水方法及轻型井点施工降水设计，并通过北京市具体案例分析了施工降水计算，提出了施工降水可能利用途径，希望对充分利用施工降水具有参考意义。
关键词：施工降水 轻型井点 利用措施
中图分类号TU74 文献标志码A 文章编号（2013）06-0052-04
房地产建设项目开发过程中，必将伴随地下不同深度的基坑开挖，可能存在施工降水问题。抽取地下水将导致基坑周围地下水、土应力平衡发生破坏，因此为保证地下基坑开挖工程顺利进行，施工降水措施必不可少。
地下水根据其埋藏条件和赋存形式可分为包气带水、潜水、承压水、孔隙水、裂隙水及岩溶水，其中潜水和承压水是基坑开挖施工过程中降水的主要对象和危害源，饱和软土中的孔隙水也是基坑开挖降水的对象之一[1]。
随着北京市城镇化建设快速发展，最近3 年以来北京市水务局每年批复的生产建设项目水土保持方案达600 多个，其中相当一部分项目需要施工降水。目前施工降水实际并未得到有效利用，而是被直接排入市政管网，造成水资源严重浪费，如何有效利用施工降水是目前北京市城镇化建设特别是房地产建设项目迫切需要解决的问题。基于这种背景，本文简述了现有施工降水方法，分析在北京应用的可行性，提出施工降水量计算方法及施工降水可能利用途径，并以北京市平谷区某房地产项目为例，进行了实例分析，藉此对生产建设项目水资源高效利用具有参考价值。
1 施工降水方法
基坑开挖过程中常见的不良水文地质现象及危害主要表现为流砂、管涌和突涌。基坑施工过程中，为避免产生流砂、管涌、坑底突涌，防止坑壁土体的坍塌，保证施工安全和减少基坑开挖对周围环境的影响，当基坑开挖深度内存在饱和软土层和含水层及下部承压水对基坑底板产生影响时，就需选择合适的降低地下水位或水头的方法对基坑进行降水[2]。
1.1 施工降水方法
常用施工降水方法和适用条件详见表1 所示[1]。
1.2 施工降水作用[3]
（1）防止其基坑坡面和基底的渗水，保证坑底干燥，便于施工开挖。
（2）增加边坡和坑底的稳定性、防止边坡或坑底的图层颗粒流失，防止流砂产生。
（3）减少土体含水量，有效提高土体物理力学性能指标。对于放坡开挖而言，可提高边坡稳定性。对于支护开挖，可增加被动区土抗力，减少主动区土体
侧压力，从而提高支护体系的稳定性和强度保证，减少支护体系的变形。
（4）提高土体固结程度，增加地基土抗剪强度。降低地下水位，减少土体含水量，从而提高土体固结程度，减少土中孔隙水压力，增加土中有效应力，相应的土体抗剪强度得到增强。
（5）降低下部承压水水头，减少承压水头对基坑底板的顶托力，防止基坑突涌。
1.3 施工降水利用
施工降水利用是生产建设项目必须考虑的问题，主要包括：浇洒施工道路和绿地、浇洒项目区周边市政绿地、混凝土养护、作为临时生产生活区非饮用水、表土堆土区绿化养护、冲洗车辆及河道补水，经沉淀后可作为消防用水和施工期冲厕用水等。
根据不同项目选择合适的施工降水利用途径，以便充分利用施工降水，严禁将施工降水全都排入市政管网，北京市要求施工降水利用率至少达到80%。
2 轻型井点施工降水措施设计
2.1 轻型井点施工降水措施
轻型井点施工降水措施[4]主要包括以下几点。
（1）滤管：Φ38~Φ55 mm，壁厚3.0 mm无缝钢管或镀锌管，外包两层滤网，滤网采用编织布，外层再包1 层网眼较大的尼龙丝网，每隔50~60 mm 用10 号铅丝绑扎1 道，滤管底端为盲端，顶端与井点管连接。
（2）井点管：Φ38~Φ55 mm，壁厚为3.0 mm无缝钢管或镀锌管。
（3）连接管：透明管或胶皮管与井点管和总管连接，采用8 号铅丝绑扎，应扎紧以防漏气。
（4）总管：Φ75~Φ102 mm钢管，壁厚为4 mm，用法兰盘加橡胶垫圈连接，防止漏气、漏水。
（5）抽水设备：根据设计配备离心泵、真空泵或射流泵及机组配件和水箱。
（6）移动机具：自制移动式井架、配牵引绞车。
（7）凿孔冲击管：Φ219 mm×8 mm的钢管，其长度为10 m。
（8）水枪：Φ50 mm× 5 mm 无缝钢管，下端焊接一个Φ16 mm的枪头喷嘴，上端弯成大约直角，且伸出冲击管外，与高压胶管连接。
（9）蛇形高压胶管：压力应达到1.5 MPa 以上。
（10）高压水泵：高压离心泵，配备压力表。
2.2 轻型井点施工降水计算公式
本文主要列出完整井轻型井点施工降水计算公式，主要包括如下5 个公式：
式中：F 为降水区域面积/m2；Q 为基坑总涌水量/（m3/d）；q 为单根井点管出水量/（m3/d）；R 为抽水影响半径/m；r为基坑等效半径/m；s 为水位降低值/m；K 为渗透系数/（m/d）；H 为含水层厚度/m；d 为井点滤管直径/m；l 为井点滤管长度/m；N 为井点管数量/根。
2.3 轻型井点施工降水计算流程
施工降水将按照如下①~⑨顺序进行设计与计算，具体为：①确定地下水埋深、含水层厚度及水位降低值；②确定降水区域含水介质，确定渗透系数；③确定降水区域形状，选择合适的计算公式；④确定降水区域面积、周长；⑤确定轻型井点滤管规格；⑥计算抽水影响半径、基坑等效半径；⑦计算井坑总涌水量、井点管数量、井点管间距；⑧确定集水总管规格；⑨确定抽水设施型号、数量。
3 案例分析
现以北京市平谷区某项目为例，分析施工降水过程及其利用途径。
3.1 项目概况
该项目位于北京市平谷区，总用地面积13.84 hm2，其中建设用地面积6.58 hm2。该项目包括2 个地块，分别为1#地块和2#地块，其中1#地块为住宅用地，2# 地块为停车场库用地。该项目地下降水区域分为浅基坑降水区域和深井坑降水区域，其中前者包括1# 地块北侧区域、1# 地块南侧区域和2# 地块区域共3 个区域，基坑挖深均为3.0 m；深井坑降水区域主要包括1#地块北侧区域和1# 地块南侧区域共2 个区域，基坑挖深分别为5.5、8.8 m。
根据本项目《岩土工程勘察报告》，本工程勘察期间实测到3 层地下水，地下水类型及实测的地下水情况为：第1 层地下水类型为潜水，水位埋深0.5~3.7 m，水位标高19.98~24.39 m；第2 层地下水类型为层间潜水，水位埋深6.9~15.0 m，水位标高7.11~16.98 m；第3 层地下水类型为承压水，水位埋深16.5~22.0 m，水位标高1.32~8.69 m。本项目降水层为第1 层潜水和第2 层层间潜水。
3.2 施工降水方案选择
根据地勘报告，本项目含水层介质为粘质粉土和粉质黏土，按照有关标准渗透系数取0.5 m/d （0.58×10-4 cm/s），降水深度为3、5.5 和8.8 m，对照表2，可以选择的施工降水方法为轻型井点降水和喷射井点降水。由于本项目施工降水深度有3种，喷射井点降水方法只能用于降水深度为8.8 m的区域，因此，本着节约成本、工序简化的原则，本项目施工降水采用轻型井点降水方案。
（1）轻型井点施工降水流程。轻型井点施工降水流程详见图1 所示。
（2）轻型井点降水施工工艺[4]。轻型井点施工降水设施主要由轻型井点管、集水总管及水泵房等组成，详见图2 所示。
（3）浅基坑施工降水工艺。以2# 地块降水区域为例，集水管布置于基坑周围，连接轻型井点管，通过抽水设施将地下水抽至集水池内进行利用，详细计算见3.3 部分。
（4）深基坑施工降水示意图。以1# 地块南侧降水区域为例，参照浅基坑施工降水布置，集水管布置于基坑周围，连接轻型井点管，通过抽水设施将地下水抽至集水池内进行利用，详细计算见3.3 部分。
3.3 施工降水计算
以1# 地块北侧区域浅基坑施工降水为例分析施工降水计算。其他降水区域施工降水与之类似。1# 地块北侧区域施工降水计算如下。
（1）计算参数的确定。1# 地块北侧区域降水面积3 万5 610 m2，降水区域周长715 m，水位降低值4.0 m，含水层厚度3.0 m，根据地勘报告，含水介质为粘质粉土和粉质黏土，渗透系数取0.5 m/d。
轻型井点滤管直径0.05 m，长度1.0 m。
（2）计算结果。根据计算公式，1#地块北侧区域抽水影响半径为10 m，基坑等效半径为106 m，基坑总涌水量为146 m3/d，单根井点管出水量为8.1 m3/d，设计井点管20 根，井点管间距为35.8 m。
根据上述计算思路分别计算1# 地块南侧区域、2#地块区域及深井坑降水区域1# 地块北侧区域和1# 地块南侧区域施工降水量。项目区施工降水计算结果详见表2 和表3 所示。
3.4 施工降水利用
（1）施工降水利用途径[5]。施工降水通过临时施工降水蓄水池收集，收集的地下水主要用于项目区洒水降尘、建筑物基础混凝土养护、堆土区绿化养护及附近河流补水。
（2）施工降水利用计算。①洒水降尘用水。施工期洒水降尘主要指浇洒施工道路，浇洒道路用水量按浇洒面积3.0 L/（m2?d）考虑，施工道路面积为0.72 hm2，浇洒道路用水量为21.6 m3/d。②混凝土养护用水。混凝土养护目的以混凝土面不起尘沙、避免开裂为主，混凝土养护用水量按建筑物基地面积6.0 L/（m2?d）考虑，每天平均每隔4 h 养护1 次。本项目浅基坑基底面积约为0.65 hm2，混凝土养护用水量为234.0 m3/d；深基坑基底面积约为2.33 hm2，混凝土养护用水量为838.8 m3/d。③堆土区绿化养护用水。1#堆土区堆放表土，撒草籽面积为3 600 m2，浇洒绿地用水量按浇洒面积2.0 L/（m2?d）考虑，堆土区绿化养护用水量为8.6 m3/d。④河流补水。河流补水是施工降水利用的重要途径，本项目距离附近河流约200 m，可以考虑河流补水利用途径。
综上所述，浅基坑降水总涌水量为274.0 m3/d，其中项目区利用量为264.2 m3/d，剩余9.8 m3/d 用于河流补水，利用总量为274.0 m3/d；深基坑降水总涌水量为1 080.0 m3/d，其中项目区利用量为869.0 m3/d，剩余211.0 m3/d 用于河流补水，利用总量为1 080.0 m3/d。因此本项目施工降水利用率可达100%。
（3）临时降水蓄水池及调蓄时间。为满足施工用水要求，本项目配建了2 座临时降水蓄水池，用于收集和调蓄施工降水，单座有效容积为100 m3，尺寸为8.0 m×6.0 m×2.5 m，混凝土结构。
1# 临时降水蓄水池用于收集1# 地块北侧区域浅基坑降水和深基坑降水；2# 临时降水蓄水池用于收集1#地块南侧区域、2# 地块区域浅基坑降水和1# 地块南侧区域深井坑降水。
浅基坑施工降水调蓄时间：1# 临时降水蓄水池调蓄时间为16 h，2# 临时降水蓄水池调蓄时间为20 h；深基坑施工降水调蓄时间：1# 临时降水蓄水池调蓄时间为4.8 h，2#临时降水蓄水池调蓄时间为6.6 h。
本项目轻型井点施工降水设计及利用符合相关规范和标准要求，为保障本项目的顺利开工奠定了基础。
4 结论与讨论
（1）北京市平原区地下水位整体处于不断下降状态，水资源匮乏，因此保护地下水资源具有重要意义[6]。
（2）目前可利用施工降水方法较多，应根据具体项目地质勘查报告提供的地质情况、施工降水深度等因素合理选择。
（3）根据具体项目合理选择施工降水利用途径，充分利用地下水资源，严禁将施工降水直接排入市政管网。
（4）严格按照轻型井点降水施工工艺布设施工降水各项措施，保障施工降水各环节正常运行，尤其注意滤管填料应选择合适规格的粗砂或豆石，不得采用中砂，严禁使用细砂，以防堵塞滤管网眼，影响施工降水措施运行。
（5）施工降水的利用是项目建设的责任和要求，施工降水方法的选择和利用为保障项目建设顺利开展和充分利用地下水具有重要意义。
施工降水方法多种多样，在北京有限土地资源基础上，开发高层房地产项目很可能涉及施工降水问题。本文仅以北京市一个案例分析了轻型井点施工降水及其利用措施，并不全面，很多问题仍值得思考与解决，针对施工降水问题提出如下讨论：
（1）合理选择施工降水方法，确保施工降水措施设计的合理性；
（2）发挥施工降水措施的最大效率；
（3）简化施工降水工序，方便施工，方便操作。
[1] 江正荣. 建筑施工计算手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2001：237-272.
[2] 赵志缙，应惠清. 深基坑工程设计施工手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1999：28-156.
[3] 中国建筑工业出版社编. 建筑施工手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2003：680-702.
[4] 李建光. 井点降水在高地下水位基坑工程中的应用[J]. 山西建筑，2013，39（6）：29-31.
[5] GB，室外给水设计规范[S].
[6] 北京市水务局. 北京市房地产建设项目水土保持方案技术导则[R]. 2009.
作者简介：孟岩（1962―），女，高级工程师。新都：曝村庄地下水遭污染 整改后村民已喝上干净水 四川新闻网 － 四川新闻
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新都：曝村庄地下水遭污染 整改后村民已喝上干净水
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　　四川新闻网成都10月18日讯（记者 杨勋 实习记者 李沛璇 李欣D）近日，有媒体报道称：新都区新都镇燕塘村地下水遭污染，成&乳白色&。事件曝光后新都区相关部门高度重视，联合行动，积极查找原因，寻求最佳解决办法。现在的情况如何？四川新闻网记者对此事件进行了跟踪报道。
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　　昨（17）日，记者来到了水污染所在的新都区新都镇踏水社区，据了解水污染已有一段时日。相关工作人员已经向相关部门汇报。新都区水务局、新都区环保局和社区干部从发现水污染起，就已组织协调多个部门对水源和污染源进行查看调查，商定整治措施和具体办法。
污水处理前
　　踏水社区党支部书记罗湘树告诉记者：&地下水污染已有一个多月，这一个多月以来，我们一直在查找原因和水污染源头，并联合新都区水务局、环保局的相关工作人员，根据水的流向&挨个&打开窨井盖进行调查，寻找水污染源头，以便彻底整治水污染问题。&
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　　随后，记者来到新都区环保局，环保局文豪告诉记者：&整治水污染，是我们的责任和义务，从我们接到市民举报燕塘村地下水污染时起，就高度重视，立即进行调查整治，但彻底整治有一个过程。一个月来，我们联合水务局进行摸底调查，沿着河道水流和水流源头进行查看、取样。最终，在近日，经实地调查了解，终于查出水的污染源头，是由于对兴城大道排水管网进行日常修检，导致污水管网阻塞，污水流入雨水管网，继而排入南三支七斗影响河道水质，沿途无工业企业，南三支七斗渠北星大道上游河水正常。&
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　　昨（17）日，记者再次来到新都区新都镇燕塘村，沿着河道察看发现，经初步整治，该河道水颜色已基本恢复正常、无刺鼻异味。
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