輻射井在地鐵及深基坑降水施工中的作用

1、輻射井在地鐵及深基坑降水施工中的作用【摘要】輻射井在華北深基坑工程降水中，早有廣泛的應(yīng)用，井已獲得了較好的效果。隨著北京東直門地鐵14標(biāo)段應(yīng)用輻躬井降水獲得成功，其他地扶新線建立設(shè)計(jì)亦考慮應(yīng)用此法。本文就輻射井應(yīng)用的一些相關(guān)問(wèn)題，加以介紹?！娟P(guān)鍵詞】輻射井地鐵降水應(yīng)用近幾年華北地區(qū)在一些較細(xì)顆粒第四系地層深基坑施工中，廣泛采用輻射井工程降水法，獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和工程效果。隨著2002年北京東直門地鐵14標(biāo)段應(yīng)用輻射井隧洞降水獲得成功，更引起了各方的關(guān)注，北京其他地鐵新線建立亦考慮應(yīng)用此法。這里就輻射井的有關(guān)問(wèn)題加以介紹，并進(jìn)展簡(jiǎn)要的討論。1輻射井的優(yōu)點(diǎn)輻射井是有一定的適用范圍和適用條件，其

2、最大的優(yōu)點(diǎn)是(1)占用施工場(chǎng)地較校邊長(zhǎng)小于100的深基坑，一般只在四個(gè)角上，各設(shè)一個(gè)豎井，即可以滿足整個(gè)基坑的降水要求，任何地面障礙物一般都不影響其工程布置，地鐵在城內(nèi)暗挖施工，由于地面建筑甚多，難以布置降水井，所以輻射井成為重要的布井選擇方案。(2)據(jù)試驗(yàn)證實(shí)，土體的浸透系數(shù)K值，程度方向要比垂直方向大5-10倍，斜射方向也比垂直方向大3-5倍。輻射井是將進(jìn)水濾管程度方向伸入含水層中，顯然，程度濾管即會(huì)增大出水量，擴(kuò)大降水范圍。能在極薄的含水層中打進(jìn)數(shù)根輻射管，影響范圍大，與一樣深度的管井比擬，一般相當(dāng)于810個(gè)管井的出水量。(3)隨著設(shè)備和工藝方法的改良，垂直大井可采用機(jī)械施工，成井效率大

3、大進(jìn)步。程度輻射井鉆機(jī)長(zhǎng)度可縮小至2-3，放置于豎井施工平臺(tái)上具備了很大的靈敏性，任何降水效果不好的地方，均可重新布設(shè)程度井和斜井，可保證降水效果到達(dá)設(shè)計(jì)要求。水躍值小，井的壽命可以延長(zhǎng)。(4)本錢降低：假如把100隧道(管道)施工應(yīng)用管井降水和輻射井降水進(jìn)展比擬可發(fā)現(xiàn)輻射井降水施工費(fèi)用比管井降水施工費(fèi)用約高14，但輻射井降水維護(hù)費(fèi)用比管井降水維護(hù)費(fèi)用約低30，如考慮，減少地面拆遷占地費(fèi)用，減少管線費(fèi)用，輻射井綜合本錢將是較低的。2輻射井的成井及計(jì)算方法輻射井顧名思義，是由不同深度上假設(shè)干程度輻射管和個(gè)豎直大井所組成的輻射型抽水裝置組合。程度輻射井是用來(lái)聚集含水層中的地下水至豎井內(nèi)。豎直大井一

4、般有兩個(gè)作用：一是通過(guò)豎井，設(shè)置施工平臺(tái)，開鑿不同深度和不同方向上的程度輻射管；二是聚集由程度輻射管流人的地下水，并設(shè)置潛水泵將這局部地下水排至地表。輻射井的構(gòu)造如圖1。21豎井施工方法(1)機(jī)械施工方法，一般采用大口徑反循環(huán)鉆進(jìn)或沖抓鉆進(jìn)、泥漿護(hù)壁工藝施工豎井，用漂浮法安裝預(yù)制混凝土護(hù)壁管。主要技術(shù)參數(shù)：豎井深度：30左右；鉆孔直徑：32003300；水泥護(hù)壁管直徑：3100；水泥護(hù)壁管壁厚：150。(2)人工挖孔成井力祛，是遇到施工場(chǎng)地狹小，離居民區(qū)較近，擾民較嚴(yán)重，或施工機(jī)械擺設(shè)有困難時(shí)多采用人工成井，當(dāng)遇到地下水時(shí)需降水挖掘，為了平安，要求自上而下，邊開挖，邊襯砌，逆作成井。22程度輻

5、射管井施工方法目前程度水管施工方祛較多，如高壓水沖法、雙壁鉆桿中心反循環(huán)法、跟套管潛孔錘鉆進(jìn)法等，一般利用專用全液壓程度鉆機(jī)成孔，適用于砂層及粘性土層，遇到少量復(fù)雜地層，也可以克制成孔。主要技術(shù)參數(shù)：濾水量：60波紋管及鋼管；程度成井長(zhǎng)度：3070；孔徑：89、114或3英寸波紋PV纏絲濾水管。23輻射井計(jì)算方法(1)輻射井計(jì)算模型見圖2。(2)計(jì)算公式轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.圖2輻射井的計(jì)算模型適用條件：遠(yuǎn)離水體或河流;l=3050。式中，Q為輻射井總出水量(3d)；n為輻射管根數(shù)；Q為單管出水量(3d)；a為折減系數(shù)；為含水層厚度()；A：動(dòng)水位以下含水層厚度(。3目前國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用情況輻射井

6、目前廣泛的應(yīng)用于農(nóng)田灌溉、城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)供水、熱泵采溫及回灌技術(shù)，目前又開場(chǎng)為暗挖地鐵及隧道施工效勞，并得了長(zhǎng)足的開展。國(guó)內(nèi)外有代表性的輻射井技術(shù)，據(jù)參考文獻(xiàn)介紹：以美國(guó)威廉姆卡爾為代表的歐美式輻射井、以日本清水鉆井公司為代表的日本式輻射井、我國(guó)西北水科所和西北勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì)研究的黃土高原型輻射井和水科院中水科型輻射井。此四種類型輻射井構(gòu)造、技術(shù)特點(diǎn)列于表1：表1典型輻射井比擬表值得一提的是，2002年北京城市鐵路東直門暗挖(北京城鐵14標(biāo)段K39+505-K39+585)段，也應(yīng)用了輻射井進(jìn)展降水，并獲得了成功，創(chuàng)造了城市地鐵暗挖降水施工的成功例范。北京機(jī)場(chǎng)航站樓電力管線暗挖段降水、北京東四環(huán)電力管線降水、北京雙榆樹熱力管線暗挖段，工程降水等也采用了此法。見圖3、表2。4結(jié)論(1)城市暗挖地鐵，在場(chǎng)地狹窄深管井布置有困難的情況下，完全可以采用輻射井深管井配合作業(yè)。發(fā)揮管井控制承壓水并能到達(dá)層間自滲，輻射井程度泄水自流人井這兩大優(yōu)勢(shì)，無(wú)疑對(duì)降水工程是有最大好處的。(2)要充分注意輻射井的適用地質(zhì)條件。由當(dāng)前程度井施工鉆機(jī)看，合適于沉積成層的第四系砂及粘性土、富水性中等或較小的地層。當(dāng)然隨著鉆探設(shè)備及成井工藝的改良，女瞄孔錘的使用，其應(yīng)用范圍可進(jìn)一步擴(kuò)大。(3)對(duì)深部承壓水層極粗的砂卵石層，仍以管井降水為宜雖然不少文章認(rèn)為輻射井任何地層均可使用，作者認(rèn)為，應(yīng)該看到更多的工程實(shí)例才可