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，早有廣泛的應用，井已取得了較好的效果。隨著北京東直門地鐵14標段應用輻躬井降水取得成功，其他地扶新線建設(shè)設(shè)計亦考慮應用此法。本文就輻射井應用的一些相關(guān)問題，加以介紹。【關(guān)鍵詞】 輻射井 地鐵  降水 應用      近幾年華北地區(qū)在一些較細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，取得了較好的效益和工程效果。隨著2002年北京東

2、直門地鐵14標段應用輻射井隧洞降水取得成功，更引起了各方的關(guān)注，北京其他地鐵新線建設(shè)亦考慮應用此法。這里就輻射井的有關(guān)問題加以介紹，并進行簡要的討論。1 輻射井的優(yōu)點    輻射井是有一定的適用范圍和適用條件，其最大的優(yōu)點是    (1)占用施工場地較小。邊長小于100m的深基坑，一般只在四個角上，各設(shè)一個豎井，即可以滿足整個基坑的降水要求，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)試驗證實，土體的滲透系數(shù)

3、K值，水平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。輻射井是將進水濾管水平方向伸入含水層中，顯然，水平濾管即會增大出水量，擴大降水范圍。能在極薄的含水層中打進數(shù)根輻射管，影響范圍大，與相同深度的管井比較，一般相當于810個管井的出水量。    (3)隨著設(shè)備和工藝方法的改進，垂直大井可采用機械施工，成井效率大大提高。水平輻射井鉆機長度可縮小至2-3m，放置于豎井施工平臺上具備了很大的靈活性，任何降水效果不好的地方，均可重新布設(shè)水平井和斜井，可保證降水效果達到設(shè)計要求。水躍值小，井的壽命可以延長。    (4)成本降

4、低：如果把100m隧道(管道)施工應用管井降水和輻射井降水進行比較可發(fā)現(xiàn)輻射井降水施工費用比管井降水施工費用約高14，但輻射井降水維護費用比管井降水維護費用約低30，如考慮，減少地面拆遷占地費用，減少管線費用，輻射井綜合成本將是較低的。2 輻射井的成井及方法      輻射井顧名思義，是由不同深度上若干水平輻射管和個豎直大井所組成的輻射型抽水裝置組合。水平輻射井是用來匯集含水層中的地下水至豎井內(nèi)。豎直大井一般有兩個作用：一是通過豎井，設(shè)置施工平臺，開鑿不同深度和不同方向上的水平輻射管；二是匯集由水平輻射管流人的地下水，并設(shè)置潛水泵將這部分地下水

5、排至地表。輻射井的結(jié)構(gòu)如圖1。21  豎井施工方法    (1)機械施工方法，一般采用大口徑反循環(huán)鉆進或沖抓鉆進、泥漿護壁工藝施工豎井，用漂浮法安裝預制混凝土護壁管。主要技術(shù)參數(shù)：豎井深度：30m左右；鉆孔直徑：32003 300mm；水泥護壁管直徑：3 100mm；水泥護壁管壁厚：150mm。    (2)人工挖孔成井力祛，是遇到施工場地狹小，離居民區(qū)較近，擾民較嚴重，或施工機械擺設(shè)有困難時多采用人工成井，當遇到地下水時需降水挖掘，為了安全，要求自上而下，邊開挖，邊襯砌，逆作成井。22  水平輻射管井施工方法&#

6、160;     目前水平水管施工方祛較多，如高壓水沖法、雙壁鉆桿中心反循環(huán)法、跟套管潛孔錘鉆進法等， 一般利用專用全液壓水平鉆機成孔，適用于砂層及粘性土層，遇到少量復雜地層，也可以克服成孔。主要技術(shù)參數(shù)：     濾水量：60mm波紋管及鋼管；水平成井長度：3070m；孔徑：89mm、114mm或3英寸波紋PVC纏絲濾水管。    23輻射井計算方法    (1)輻射井計算模型見圖2。    (2)計算公式 1 &

7、#160;             圖2  輻射井的模型  適用條件：遠離水體或河流;l=3050m。式中，Q為輻射井總出水量(m3d)；n為輻射管根數(shù)；Q為單管出水量(m3d)；a為折減系數(shù)；m為含水層厚度(m)；A：動水位以下含水層厚度(m）。3目前國內(nèi)外的應用情況      輻射井目前廣泛的應用于農(nóng)田灌溉、城鎮(zhèn)及工礦供水、熱泵采溫及回灌技術(shù)，目前又開始為暗挖地鐵及隧道施工服務，并得了長足的。 

8、;     國內(nèi)外有代表性的輻射井技術(shù)，據(jù)介紹：以美國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、我國西北水科所和西北勘測設(shè)計隊研究的黃土高原型輻射井和水科院中水科型輻射井。此四種類型輻射井結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點列于表1：    表1  典型輻射井比較表      值得一提的是，2002年北京城市鐵路東直門暗挖(北京城鐵14標段K39+505-K39+585)段，也應用了輻射井進行降水，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。北京機場

9、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達到層間自滲，輻射井水平泄水自流人井這兩大優(yōu)勢，無疑對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。由當前水平井施工鉆機看，適合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。當然隨著鉆探設(shè)備及成井工藝的改進，女瞄孔錘的使用，其應用范圍可進一步擴大。    (3)對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為輻射井