深基坑降水與超遠距離回灌系統(tǒng)施工技術(shù)

任少飛，丁孝朋，張曉達，李云杰

（中建八局第三建設(shè)有限公司北京分公司，北京100089）

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，地下空間得到了大規(guī)模的開發(fā)與利用，深基坑降水相關(guān)技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛?；毓嗉夹g(shù)是在工程中常被用以補充井點降水引起地下水流失的一種方法[3]；現(xiàn)有技術(shù)中，未能較好解決超遠距離回灌[1～2]問題。本文創(chuàng)新采用深基坑降水與超遠距離回灌技術(shù)，減少基坑降水對周邊環(huán)境及地下水位產(chǎn)生影響，使基坑降水的水資源重新回灌至地下。

1 工程概況

某工程包括高層住宅8 棟及其配套建筑等，占地面積5.2 萬m2；總建筑面積約22.7 萬m2，地上建筑面積14.3 萬m2，地下建筑面積8.4 萬m2；基坑總開挖面積約2.6 萬m2，大面開挖深度13.6 m，地下水埋深約13.2 m。

場地主要為高滲透系數(shù)的砂卵石地層?？辈炱陂g于鉆孔中（最深40.00 m）揭露到1 層地下水，為淺水層。地下水埋深18.50～18.80 m，水位54.4～54.8 m，高出工程基槽底。工程場區(qū)水位主要接受大氣降水入滲及永定河滲漏等方式補給，以地下水側(cè)向徑流、人工開采為主要排泄方式；水位年動態(tài)變化規(guī)律：7 月—轉(zhuǎn)年10 月水位較高，其他月份水位相對較低，水位變化幅度一般為3～6 m/a。為保證地下室主體結(jié)構(gòu)施工安全，水位上漲期間要做好應(yīng)急降水工作；特別是高滲透系數(shù)的砂卵石地層，地下水控制難度大。

2 降排水方案

2.1 降排水系統(tǒng)設(shè)計

基坑降水與超遠距離回灌系統(tǒng)采取“支管→主管→外排→回灌”的方式?，F(xiàn)場西北角為管道最高點，場內(nèi)排水管線一條管道由北向南，一條管道由西向東，兩條管道沿基坑周圈匯合至現(xiàn)場東南角，與場外主排水管線連接。場地整體標高設(shè)計為北高南低，通過地面高差及管道支架高度調(diào)整，實現(xiàn)排水管道自然重力式排水。場外排水管線至回灌區(qū)的排水同樣采用重力式排水。

回灌區(qū)位于現(xiàn)場東南角公園綠地自有地塊，距離工程場地約700 m，橫跨2 條規(guī)劃道路?；毓鄥^(qū)選址地面標高低于工程場地標高，滿足場外排水管道≮2‰的找坡。

場內(nèi)主排水管地面敷設(shè)，下穿場內(nèi)道路段暗埋敷設(shè)；場外通往回灌區(qū)的管路地面敷設(shè)，局部堆土敷設(shè)。

排水路先由基坑應(yīng)急井水泵抽水到增壓集水器，增加集水器主管連接至基坑周圈場內(nèi)排水主管線，基坑周圈場內(nèi)排水主管排水至場外排水主管，最后由場外排水管道將水排至回灌區(qū)，實現(xiàn)超遠距離將地下水回灌至地下[4]。

2.2 排水系統(tǒng)施工方法

2.2.1 場區(qū)內(nèi)排水系統(tǒng)施工

場區(qū)內(nèi)排水管路主要包括水泵、水泵排水支管、增壓集水器及場內(nèi)排水管道。

應(yīng)急井內(nèi)水泵排水支管采用U-PVC管，管徑63 mm，與潛水泵出水口口徑相匹配，避免多接頭、多變徑連接。排水管線布置在降水井一側(cè)，采用明敷的形式。水泵的U-PVC管與增壓集水器連接。

在基坑應(yīng)急井平臺處或升樁冠梁外側(cè)間距70 延米左右設(shè)置一個增壓集水器，總計設(shè)置15 個集水器?；咏蹬潘?jīng)過增壓集水器[5]進入基坑周圈場內(nèi)排水主管道，水泵的排水支管每4～8 根1 束連接到增壓集水器，集水器沿土釘墻坡面連接至基坑周圈排水主管道。

1）增壓集水器制作安裝。采用2 000 mm 長、?300 mm 密閉鋼管作為增壓集水容器。增壓集水容器一端焊接8 根?50 mm 進水鋼管與內(nèi)徑75 mm 塑料降排水管線連接。在各進水鋼管上分別設(shè)置DN50 mm球閥和DN50 mm 止回閥。增壓集水容器另一端焊接1 根?150 mm 出水鋼管，起到將多根進水管轉(zhuǎn)換成一根出水管的作用，減少降排水管線的投入，同時避免大量降排水管線交叉布置，難以梳理、觀感凌亂的問題。利用進水管截面積之和小于出水管截面積，達到增壓目的，有效降低降水泵揚程，節(jié)約成本。?150 mm 出水鋼管上安裝DN150 mm 蝶閥，控制出水水流的啟閉。在增壓集水容器的下方焊接?50 mm 泄水鋼管，起到方便增壓集水容器及出水管路泄水的作用。在泄水鋼管上安裝DN50 mm 球閥，控制泄水水流的啟閉。集水器可根據(jù)現(xiàn)場具體使用情況，在不改變增壓排水原理的情況下，可對進水支管、出水管數(shù)量及管徑進行微調(diào)。見圖1。

圖1 增壓集水器裝置

2）集水器排水管與場內(nèi)排水管道連接。基坑周圍場內(nèi)排水管道?630 mm×4 mm，在管道頂部或側(cè)面切割圓形孔，開孔直徑150 mm，孔徑允許誤差±3 mm，集水器排水管道調(diào)整好位置與排水主管道的圓形孔焊接連接，焊接角度采用測斜60°方式。見圖2。

圖2 管道連接方式

3）過路暗埋管施工與連接。根據(jù)降水設(shè)計圖紙位置測量放線，用雷達探測儀探測挖溝范圍內(nèi)有無地下管線，若有地下管線應(yīng)及時進行調(diào)整。破除現(xiàn)有混凝土路面后進行開挖，管溝底部的開挖寬度應(yīng)考慮除管道結(jié)構(gòu)寬度外的增加工作面寬度，挖出的土應(yīng)堆放在施工圍擋內(nèi)，土堆底邊距溝邊保持1.0～1.5 m 的距離，除留出回填土外要及時清運出場。排水管應(yīng)先檢查管底標高、坡度是否符合排水要求，下管時可采用人工壓繩法或機械方法。管道在溝內(nèi)連接時應(yīng)在焊接處挖一個操作坑，以便于焊接操作，暗埋段排水管與主排水管通過90°彎頭的連接。見圖3。

圖3 暗埋段主管做法節(jié)點

4）排水支管排布與連接。排水支管采用?63 mmPVC 排水管，7～8 根集成一束，垂直于冠梁沿土釘墻坡底連接至增壓集水器，接入排水主管路。排水支管分組鋪設(shè)平整，橫平豎直，用3 道L50 mm×50 mm×4 mm角鋼壓平固定在坡面上。見圖4。

圖4 排水支管排布

U-PVC 排水支管與增壓集水器支管的連接采用“內(nèi)套外箍”做法，U-PVC 排水支管連接處內(nèi)插外徑50 mm、長度200 mm 的鋼管作為套管，提高連接處耐壓性能。兩側(cè)U-PVC 排水支管端頭切割平整后通過套管對接后增加管箍緊固密封。

2.2.2 場區(qū)外排系統(tǒng)施工

場區(qū)外排水管路主要包括場外排水主管（回灌區(qū)輸水管線）、沉淀池、回灌主管和回灌支管4 部分?；毓噍斔芫€由單根排水管線引出，采用?630 mm×4 mm 螺旋鋼管鋪設(shè)。基坑降排水經(jīng)沉淀池后由回灌主管進入回灌區(qū)，回灌分管采用?219 mm×2.5 mm 螺旋鋼管鋪設(shè)，回灌井間距為10 m，井深26 m。見圖5。

圖5 回灌區(qū)平面布置

1）場地處理。測放輸水管線路由位置，清除管道路由上的障礙物，每間隔6 m 測量一處場地的自然地面高程，按照設(shè)計管線坡度要求確定土方挖填深度、高度、沉淀池底標高及回灌區(qū)地面標高?；毓嗑┕ね瓿珊笄謇砭讞壨粒毓鄥^(qū)下挖200 mm 以滿足排水坡度要求，地面夯實后鋪設(shè)100 mm 厚C20 混凝土地面硬化，場區(qū)周圍設(shè)置擋水墻及安全護欄，擋水墻高300 mm、寬240 mm，安全護欄高度1 200 mm。

2）沉淀池砌筑。沉淀池磚砌尺寸為6.4 m（長）×3.8 m（寬）×3 m（深），內(nèi)部增加2 道3 m 高擋水板。擋水板頂部設(shè)置過水口，以形成三級沉淀。池頂設(shè)300 mm×250 mm 混凝土壓梁，混凝土強度等級C25。見圖6。

圖6 沉淀池

沉淀池底為現(xiàn)澆混凝土，強度等級不低于C25 抗?jié)B等級P8，池底厚度為200 mm；池壁為砌筑墻體，厚度240 mm，內(nèi)外抹20 mm 厚防水砂漿。擋水板為砌筑墻體，厚度240 mm，內(nèi)外抹20 mm 厚防水砂漿；一號擋水板過水口處安裝1臺明渠流量計監(jiān)測排水量。

3）輸水管道鋪設(shè)。場區(qū)外地面低洼不滿足坡度要求處采用堆土找坡的方式鋪設(shè)輸水管線，堆土兩側(cè)坡度按1∶0.5控制，高度按照坡度要求現(xiàn)場測量確定，?630 mm×4 mm 螺旋鋼管底部兩側(cè)入土≮150 mm，防止管道滾動。見圖7。

圖7 場區(qū)外輸水管道鋪設(shè)

4）連接沉淀池。沉淀池砌筑時預(yù)埋?630 mm×4 mm 螺旋鋼管，墻內(nèi)管外側(cè)設(shè)止水環(huán)（10 mm 厚?750 mm鋼板環(huán)），防止?jié)B漏。

5）回灌支管連接?；毓嘀Ч懿捎?219 mm×2.5 mm 螺旋鋼管，與?630 mm×4 mm 回灌主管焊接連接。每個回灌井布置一根回灌支管，距離井口1 m 出安裝?219 mm 閘閥1 個，法蘭焊接，法蘭處加橡膠墊圈防滲。見圖8。

圖8 回灌支管連接

在HG03和HG08回灌井處設(shè)置應(yīng)急排水口，井口處加裝三通，回灌水通過三通分別實現(xiàn)回灌和應(yīng)急排水。井口應(yīng)急排水側(cè)安裝?219 mm 閘閥1 個，閥門外側(cè)安裝電磁流量計1臺，計量外排水水量。見圖9。

圖9 應(yīng)急排水口做法

6）安裝閥門流量計。在沉淀池一號擋水板頂部過水口處安裝多普勒超聲波明渠流量計1 臺，計量基坑排水量，流量計型號為HFT-DPLMQLS，流量統(tǒng)計不少于3次/d，取平均值后計算出單日排水量。

2.2.3 試水試壓與管道噴涂

1）管道連接完成后試水試壓，如有滲漏則進行封堵處理后再次試水試壓，滿足要求則驗收后投入使用。

2）排水管道施工完成后，表面噴涂紅白雙色水性防腐油漆（2 遍），防止鋼質(zhì)管道腐蝕生銹，提高現(xiàn)場文明施工視覺效果。

3 結(jié)語

深基坑降水與超遠距離回灌系統(tǒng)施工技術(shù)施工簡單，排水系統(tǒng)運行可靠，維護方便，保證深基坑地下水穩(wěn)定降排至場外回灌區(qū)?；又苋ε潘鞴芫€至回灌區(qū)路由的排水管線采用重力排水方式，節(jié)約大量電力資源。以本工程為例，128 口應(yīng)急降水井降水周期10 個月，每天50%水泵使用率、2.2 kW 水泵，每臺使用24 h，可節(jié)約電費約180 萬元。實際應(yīng)用中有效控制了地下水位，地下水降排、回灌效果良好，在質(zhì)量、安全、工期、成本等方面效果突出，其經(jīng)驗可供同類型深基坑降排水及超遠距離回灌區(qū)工程借鑒，具有一定的指導(dǎo)意義和推廣價值。

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