小口徑氣舉抽水在基坑降水施工中的應(yīng)用小口徑氣壓抽

小口徑氣舉抽水在基坑降水施工中的應(yīng)用林毅（廣東省地質(zhì)科學(xué)研究所，廣州5本文2004年6月收到，8本文2004年6月收到，8月改回。摘要基坑的順利施工，降水是關(guān)鍵，改變傳統(tǒng)的大口徑井—潛水泵抽水方式，采用小口徑井—氣舉抽水，方便快捷，為施工中降低成本，提高效益，壓縮工期提供了有力保證，在很多場地均可有條件的采用該方法；而且氣舉抽水材料可重復(fù)使用，也可改為它用，有效減少材料浪費。關(guān)鍵詞氣舉抽水大口徑井小口徑井基坑降水現(xiàn)代城市建筑的縱深發(fā)展對基坑的降、止水提出了新要求，但其整體工藝水平和技術(shù)未能跟上，存在很大的局限性，對施工效率和效益產(chǎn)生了相當(dāng)?shù)闹萍s?，F(xiàn)在基坑施工中，很多工程多采用在基坑邊鉆大直徑的（一般600～800mm）降水井，采用潛水泵進(jìn)行抽水。井徑必須滿足能放進(jìn)潛水泵，且必須設(shè)有過濾器，防止井外的泥砂等堵塞水泵。這無疑是不經(jīng)濟(jì)的，而且影響施工進(jìn)度；同時，施工這種大口徑井，如果必須進(jìn)入基巖（如中風(fēng)化巖層），目前的工程鉆探設(shè)備施工起來比較困難。有沒有一種更經(jīng)濟(jì)、施工快速簡便，效果更好的方法呢？最近筆者在工作實踐中嘗試將小口徑氣舉抽水應(yīng)用到基坑降水中，效果比較理想。1方法原理圖1為氣舉抽水示意圖，假定管內(nèi)水柱為一可動活塞，抽水時水管外的水在靜止時和管內(nèi)一致，即水頭相等。當(dāng)氣流進(jìn)入“水泵”后，以進(jìn)氣管為界，則上下水頭差為ΔH＝H外－H內(nèi)＝h。氣體的擴散總是向壓力小的空間擴散，H外＞H內(nèi)，可動活塞的存在，保證了氣流按預(yù)定方向擴散；當(dāng)氣流以高速進(jìn)入H內(nèi)的水柱后，就形成了水氣混合物，且氣流速度越快，混合越充分，混合物密度越小，由于ρ內(nèi)＜ρ外，△p=ρ內(nèi)gh－ρ外gh＝△ρgh，由于壓力差和“制導(dǎo)”可動活塞的存在，所以水氣混合物就會向預(yù)定管外流動。假定△p=0，即ρ內(nèi)gh混＝ρ外gh水，所以抽水高度H＝h混－h(huán)水＝ρ外gh水/ρ內(nèi)g－h(huán)水＝△ρh水/ρ內(nèi)，所以當(dāng)△ρ一定時，抽水的理論高度隨管外水頭高度的增大而增大，同時當(dāng)h水一定時，抽水的高度隨管內(nèi)氣水混合物的密度的減小而增大。在進(jìn)氣口設(shè)置導(dǎo)向口，即為進(jìn)氣口方向向出水口方向傾斜15～30o，或在進(jìn)氣口管內(nèi)設(shè)置一擋片，以調(diào)節(jié)高速氣流方向，氣流的方向由垂直抽水管變?yōu)樾毕蚬艿纳喜苛鲃?，如此部分動力則大大提高抽水效率和抽水高度以及所抽水體的密度。損另在伏“暢水泵疊”不管底或應(yīng)設(shè)臘置多單個進(jìn)弄水口車，進(jìn)迫水口職的寬唱度應(yīng)劃根據(jù)心抽水抗速度紗和下偉部沉超淀塊協(xié)體物數(shù)質(zhì)的小大小遺而定屢，如哄圖預(yù)2柜。侄2賠熄工程診實例何2.瞇1脾效果兇廣州甘某工磁地，灑緊鄰姿珠江層邊，響平整腫場地倒后亡地下朗水水豎位栽埋深誰為歉2.除50呀m泡，0耀～1核.5裙0慈m淺為雜井填土進(jìn)，1戴.5貢0～飽4縫.0扒0芹m脖為淤紅泥（銹淤泥邁質(zhì)土供），得4.東00旦～9誦.0澇0魂m牙為中忘（粗蘿）砂趟，9伙.0役0～臉13漆.0擔(dān)0義m縫為殘語積粉餓質(zhì)粘江土，城基巖站面變鉗化較鴨大。絮基坑而面積否約2燭00社0味m宜2減，深辣8朗m拜，設(shè)艷計為居人工謹(jǐn)挖孔協(xié)樁基胃礎(chǔ)，只采用強土釘案墻支筋護(hù)型橋式，示擬建前兩層同地下符室。閥在基號坑開候挖前恨沿基龍坑邊內(nèi)線施擾工了唐一排侵搭蕩接森式攪擇拌樁發(fā)，做樸止水具帷幕繩。同滲時為取節(jié)約我資金央，方岡便出濃土，臂先施向工樁負(fù)基，伯然后胃再開鼓挖基困坑。蘭但挖局樁時榜，發(fā)蠶現(xiàn)斑5弦m唱以下齊涌水品量很身大，酸每個都樁孔曉配一靠臺3意k識w遞三相奔水泵擁不停亮抽水玉仍無探法施販工，拾嚴(yán)重甜影響咽施工撞安排紫和進(jìn)遺度。豐為保杰證工瞎程順惑利完堅成，磚施工輪方?jīng)Q且定在雕場地柿中均繭勻布睛置幾猴口春φ夢80聾0景mm獎的降峽水井森，用德φ尋16黨的鋼駛筋做唐一個鉤鋼筋珠籠，煙外包爆一層襖鐵紗扭網(wǎng)和跳一層惡塑料大紗網(wǎng)榴，并囑在紗倒網(wǎng)外使填充臺碎石指。井驗深要伯求進(jìn)謙入中熊風(fēng)化禍巖層伍（為孩相對帳隔水尸層）挎。幼抽水鉆井施根工過逝程中餓，由慚于要虛求進(jìn)騙入中梁風(fēng)化房巖層征，這峽種大夸直徑顫的鉆館孔鉆脅進(jìn)速倒度極蚊慢，閣施工蹲一口臭井僅箏完成曠成孔也就緣需析3～立4天難；同砌時由榴于鉆撇孔時帝采用挪了泥址漿護(hù)幻壁，麻因此殲施工嘗完成奏第一爺口井羨后降剝水的眉實際擊效果乞很不存理想跟，而諒且經(jīng)望常出交現(xiàn)堵欠泵的林情況尤，以吼至于逼燒毀決多臺事水泵然?？境霈F(xiàn)屯這種營情況院后經(jīng)粱建議串研究訓(xùn)及時稅做出乒調(diào)整煎，改逮用成繩孔炭φ唐15英0沖mm牧井，流并采胳用旁氣舉魔抽水毛方法闖。當(dāng)驕第一千個小愧口徑抄井完生成后閃，馬艘上進(jìn)鮮行抽嶺水試慨驗，種結(jié)果欠完全賊達(dá)到章預(yù)期得目的蛛。其汁一，碎成孔喂速度丸快，柴每成朋一個戲孔大顧約半妹天時諒間；陶其二峽，無亦需支子護(hù)，許節(jié)約欠成本副；其脊三，線降水飯效果堂好，虎由于蹄不秩擔(dān)兆心堵種“劣泵躺”且，所扔以可士以將騙其中填的泥濕漿、粉碎屑灣等全月部抽盜出，懲因此翼減少閑了泥宣皮阻盞水。雙因此籠后期百施工屈得以盆順利帽進(jìn)行埋。疤2.男2涉成本虜效益賀分析療成井醋設(shè)備烤可采曉用普墳通鉆懂機（善10縫0型闖和1吸50抱型均頁可）訪，井膏徑可已根據(jù)新場地剛水量飼與地毫形經(jīng)禿計算慶選用講，可甩選辛96艦mm費、繼10胖8冷mm辯、閥12瞞8盆mm商、段15敲0詠mm檔等你?？窟@就率和普懲通圍工程蚊鉆探序一樣銅，效址率較反高，飯速度誘很快還，一蛋天一存臺機陰可成蛋井多期口，稠尤其川在搶羊工期哈的工膜程中撈優(yōu)勢夠明顯始。懼如果圓采用隙大口油徑井邀，須宋采用趙大型魚鉆機剛，在碎移位南時比旗較困摩難；辨鉆遇快基巖鋒時，止其鉆鐵進(jìn)效占率更川無法泡與小條型鉆結(jié)機相具比（吐主要顯是大志口徑帽與小醒口徑怕采用裝的尋鉆具逮設(shè)備壞不一真樣）鹽。院從成艷本考傳慮，嘉鉆一尖口大餓直徑扎的抽苦水井累其成理本與供小口喊徑井憑相比胸，使經(jīng)濟(jì)竊效益統(tǒng)將翻蔑番，殘但其細(xì)使用雷是臨花時的哈，所競以一憶旦下逃部施霸工完失成，案其使圖命也塔將結(jié)希束，體因此求浪費交也必菌然增王大。摧氣舉誕抽水唇的主顯要設(shè)聞備就賭是一糖臺空習(xí)壓機悲，其絮功率厚可根讓據(jù)陵氣舉濾抽水煙井的粉數(shù)量餓而定碗。一豆般可聞選用杠0.盲50謎m醒3內(nèi)的小豐型電今動空期壓機窩（1墳0瀉k翠w離）左朵右。隆如果帳僅根貢據(jù)星氣體康流量永及芽方量析計算煤，這群樣一拌臺教小型胡電動奮空壓礦機堡可用叨于1追0口寫井抽寫15泥～2談0屑m水鎖頭同增時工兵作摘。麥同時味它勒是直宿管抽殖水，悲設(shè)備亞簡單曠，且鐮無需厚降溫偷，因委此雨它胸不會剖出現(xiàn)甘無水姐時燒落泵和擦沉渣況堵泵鎮(zhèn)的情壁況。孫當(dāng)然璃如果仿采用湊工地駛常用靈的空寸壓機圍（9理～1迅2它m荒3搞）膨，就顏不必茄要另它外添諒加空毫壓機阻，拌氣舉門抽水耀風(fēng)量袖和一愉個人恢工風(fēng)唱炮的陶耗風(fēng)遭量相賤當(dāng)。光現(xiàn)在嶺假定圖在同刊一場茄地降漲水采嘆用一意口咸φ蓬80屋0擔(dān)mm貴的降笛水井見和充N合口些φ清15歐0役mm朽的降站水井拉能達(dá)兇到同爛樣效蠶果，聽根據(jù)愛裘布解衣公優(yōu)式窩Q=碰(1盟.3匙66寧k(侮2歲H虜-S煩w駝)S即w盞)/默(l感g(shù)R瓜-l偽gr殃w殲)思有洞N促Q(mào)藍(lán)1恩=Q振2奴即丸N篩(1額.3另66精k認(rèn)1擱(2朱H毒1潔-S授w腐1粗)S六w傅1王)/狼(l潤gR膊1狀-l摔gr窮w1救)=尼1.柳36殲6k鴨2號(2剝H趨2揉-S丙w戶2覆)S鐘w柜2采)/絕(l修gR時2暑-l釋gr姓w2駱)鮮假定遍k紐1亮=k纏2奪,概H乖1平=伸H估2姿,滿S石w1他=喉S益w2芒則胳N蜓(l這gR矮2此/使r際w客2納)=亮(若lg縣R脹1執(zhí)/吼r紹w瘋1岸)踏假設(shè)梨R技1金＝添25登m學(xué)，差R蒸2壺＝啟10鉆0遷m乎，淋r亂w1園＝改0.袖15現(xiàn)m藍(lán)，r品w2最＝初0.老80綁m絞，可則皂2.揪09疲6塊N來＝2侍.庫22汗2鼠，訓(xùn)N攜=1糕.芬0雀6答如果怠按照物N列為整擠數(shù)，教則失N傳值取差為2甲，即只每成粒兩口傲φ犁15圈0它mm漏井，常其降栗水效測果相赤當(dāng)于遠(yuǎn)一口蛛φ火80猶0尤mm壺井。約假設(shè)當(dāng)φ優(yōu)80冬0舟mm沒成井眠費用配（包幫括鉆省井費狗、濾扯網(wǎng)費碑等）蕩每米扣30穴0元端，按擔(dān)15脹m愚深計煉，則勾成一賢口懇φ是80醒0協(xié)mm征井的呼費用肉為4裙50爬0元鮮；雹φ蒼15吩0史mm根成井潮費（啟僅為窮鉆探變費）展每米聯(lián)60舟元算，則狼成一閃口括φ物15粥0緩mm替井為庭90向0元終，兩京口井吳為1掠80夸0元框，凈觸多避出禮成本足2綁70邁0元保。怒假設(shè)艷為降啞低水葵位，殺一個則場地備須成械10罰口婆φ聚80乓0議mm甜井，龜則凈碼成本伸將增仙加2漂7本00物0元棵。小3膚逗結(jié)初論燕3.未1千洗井營應(yīng)用算氣憂舉研直管緊抽水今在許漠多人拉畜用們井的踩洗井量中可究以加厲以應(yīng)罩用。泥很多槍非臨殿時用存水井貍一般援剛成扯井時繳有巖叮屑、攝泥塊朽，而弟且水辰井深衡度大餓，成廢井時睡泥漿究多，艱用普弓通的充深水挖水井哀泵無所法完產(chǎn)全將鴿井底牌的巖乏屑、煎泥塊婚等雜麥物清響洗干認(rèn)凈，冊影響旱水井驢的質(zhì)虧量和燦使用極。如隔果改遠(yuǎn)用氣獄吹直版管洗鎖井，褲則可敬以從插井底籠將所使有雜蹈物清笛洗干才凈，揉不用機擔(dān)心衡井底澇殘留遞物和嫁堵塞話水泵賴，效俱率極屆高，竿清洗胡徹底悔。役由于草這種驗方法匠抽水還沒有聲堵塞牌水泵權(quán)的憂高慮，認(rèn)因此如該資種方冷法如愈果用疤在其危他拉抽水單場地著，就筑可能但導(dǎo)致聞水泵敞將地職下物只質(zhì)抽調(diào)空，關(guān)造成季地面社塌陷修，如拴果該庫場地嗚為正匹使用微的有民效場螺地，孩這種醋方法鼓無疑選是具亦有破療壞性挎的，漂因此改選用豐此種吊方法悄抽水忌，一停定要萌選擇味合適鄉(xiāng)的場浩地；遷其次駱此種襪抽水探方法許不具且潛水純泵的勁流量慕穩(wěn)定貸特點成，一翠旦該遲“見水泵齊”映下部兇沒有瓜水塞反，就渣無法境抽水繡，因味此在旺水量揪小的蓬地方位只能球斷續(xù)恩抽水怖，并賽要有宜專人尋看管若。足3.北2博討息論向與驗該酷種方敢法相益對應(yīng)聽，扮其使些用有篇相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