[发明专利]基坑潜水与承压含水层一井分层联合降水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种地下工程施工技术领域的施工方法，具体是一种基坑潜水与承压含水层一井分层联合降水的方法。

背景技术

高地下水位的软土地基中的地下施工如基坑挖，施工中最大的问题是由于地下水的存在会引起基坑坑底涌水等的问题。因此，采用井点或大口径管井人工降低地下水位是基坑开挖施工中的常用而且有效的方法。基坑开挖的方法一般采用干式开挖，即先将需要开挖部分的土体中的水抽干(保持地下水位在开挖面以下1m)，然后再挖土的方法。另外，当基坑的开挖深度较大，开挖后潜水层与承压含水层之间的隔水层变得很薄，基底的残余隔水层的自重不能平衡承压水的压力而发生流砂或管涌破坏。这时需采用降低承压含水层水头的方法，以减小基坑风险。对于这种需同时抽取潜水与承压水的基坑降水问题，有如下两种降水方法降低地下水位：第一种方法是双井降水法；第二种方法是一井降水法。所谓双井降水法是先设置一井群至潜水层(或难透水层)用于疏干浅层潜水，该井被称为疏干井；当开挖面接近承压水层时，另外再设置一组大口径管井用于降低承压含水层的地下水压力水头，该井被称为降压井。所谓一井降水法是直接设置一组大口径管井群同时用于疏干浅层潜水与降低承压含水层的地下水压力水头。但当基坑维护止水结构不能穿越全部承压含水层(即承压含水层在基坑内外连通)时，基坑内的降水会使周围的承压含水层的地下水头的下降会传至较远的地方。由于固结作用，周围地基会发生固结沉降；降水时间越长，沉降越大，这将会引起环境问题。相对而言上述第一种方法抽取承压含水层的时间短些，对环境的影响较第二种方法小；但由于多增加了一组井而使施工费用成倍增加，不太经济。一项好的施工技术不仅应将对环境的影响减小到最低限度，而且应该满足经济性的要求。

经对现有的技术文献检索发现，申请号为200610086139.8，专利申请的名称为“大面积软地基处理分层分遍电渗降水联合真空降水方法”，该技术采用分层分遍电渗降水联合真空降水方法，应用于大面积软地基的加固处理。该方法在深层布置电渗井点管电渗降水，浅层布置真空井点管抽真空降水，深层电渗井点管与浅层真空井点管间隔布置，分两遍进行降水施工：前一遍采用深层电渗井点管降水，后一遍在电渗降水施工区域采用浅层真空井点管降水。该降水方法井数量多、处理深度较小，工程造价高，只局限于软土地基的降水加固处理，不适用于基坑降水。

发明内容

本发明针对现有技术的不足和缺陷，提出一种基坑潜水与承压含水层一井分层联合降水的方法，使其针对由潜水层-隔水层-承压含水层构成的基坑降水工程，实现使用一口井解决潜水的疏干和承压水的降压问题。并可以尽量避免降水对周围环境影响。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

(1)降水井采用一井，深度达到承压含水层，降水井的滤水管分上下两段设计，上滤水管位于潜水含水层，疏干潜水，下滤水管位于承压含水层，降低承压含水压力；隔水层采用井管连接上下滤水管。

在井管内的隔水层安装可控止水阀，用于在一井中隔离潜水和承压水。

所述的可控止水阀，在疏干潜水时关闭可控止水阀保持承压水中的压力；当需要降承压水时，打开可控止水阀。

(2)疏干潜水时关闭可控止水阀，以保持承压水层中的水压。这样保持基坑及其周围承压水层中的水位，承压水层中无不稳定的渗流发生，基坑外地面不会在疏干潜水时下沉。

(3)在拟建场地内打数口穿过潜水层的完整井，进行野外抽水试验，确定潜水井疏干时的抽水量及影响范围通过三维地下水渗流分析有限元软件确定，并以确定的潜水抽水量及影响半径。

(4)当开挖深入到隔水层，隔水层从开挖面到承压水顶板的厚度不足以抵抗承压含水层水头而存在突涌危险时，打开可控止水阀，将真空泵下放入下段降水井中，抽取承压含水层中的水以降低水压。

(5)根据基坑的平面尺寸、开挖深度、地下墙的埋深，含水层构造条件；应用基于三维地下水渗流与地面沉降确定的有限元计算的方法确定降承压水时的开挖深度、抽水量、井的口径、数量、水力坡降的影响半径以及周围的地面沉降。

计算中应考虑地下连续墙等挡土构造物的阻水作用，并将确定的上述相关参数作为确定承压水降水施工方案的依据。

所述的三维地下水渗流与地面沉降确定的有限元计算，步骤如下：