深水井水泵拉不上来怎么办(降低地下水的方法)

Posted 2023-06-01

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深水井水泵拉不上来怎么办(降低地下水的方法)

在地下水位较高地区开挖基坑，会遇到地下水问题。如涌入基坑内的地下水不能及时排除，不但土方开挖困难，边坡易于塌方，而且会使地基被水浸泡，扰动地基土，造成竣工后的建筑物产生不均匀沉降。为此，在基坑开挖时要及时排除涌入的地下水。当基坑开挖深度不很大，基坑涌水量不大时，可采用集水明排法。

1. 集水明排法

集水明排法属于重力式排水，它是在开挖基坑时沿坑底周围开挖排水沟，并每隔一定距离设置集水井，使基坑内挖土时渗出的水经排水沟流向集水井，然后用水泵将水抽出坑外。

集水明排法一般采用截、疏、抽的方法。

当基坑开挖深度不很大，基坑涌水量不大时，集水明排法是应用最广泛，亦是最简单、经济的方法。 1.1 明沟、集水井布置

明沟、集水井排水多是在基坑的两侧或四周设置排水明沟，在基坑四角或每隔 30～40m 设置集水井，使基坑渗出的地下水通过排水明沟汇集于集水井内，然后用水泵将其排出基坑外，集水明排水是用水泵从集水井中排水，常用的水泵有离心泵、潜水泵和软轴水泵。

1.2 分层明沟排水

当基坑开挖土层由多种土层组成，中部夹有透水性强的砂类土时，为防止上层地下水冲刷基坑下部边坡，宜在基坑边坡上分层设置明沟及相应的集水井。

适用于深度较大、地下水位较高、上部有透水性强的土层的基坑排水。

1.3深层明沟排水

当地下基坑相连，土层渗水量和排水面积大，为减少大量设置排水沟的复杂性，可在基坑内的深基础或合适部位设置一条纵、长、深的主沟，其余部位设置边沟或支沟与主沟连通，通过基础部位用碎石或砂子作盲沟。

分层明沟排水示意图

适用于深度大的、大面积的地下室、箱基的基坑施工排水。

集水明排法这种地下水控制方法虽然设备简单、施工方便，但在深基坑工程中单独使用需要满足一定的条件；集水明排法的缺点是地下水沿边坡面或坡脚或坑底渗出，使坑底软化或泥泞；当基坑开挖深度较大时，如果土的组成较细，在地下水动水压力的作用下，还可能引起流砂、管涌、坑底隆起和边坡失稳。

2. 井点降水法

【概念】

井点降水法是将带有滤管的降水工具沉设到基坑四周的土中，利用各种抽水工具，在不扰动土的结构的情况下，将地下水抽出，使地下水位降低到坑底以下，保证基坑开挖能在较干燥的施工环境中进行。

井点降水法优点是不仅可避免大量涌水、冒泥、翻浆，而且在粉细砂、粉土层中开挖基坑时，可以有效防止流砂现象发生；同时由于土中水分排除后，动水压力减小或消除，大大提高边坡稳定性，边坡可放陡，可减少土方开挖量。此外由于渗流向下，动水压力方向与重力方向相同，增加土颗粒间的压力使坑底土层更为密实，改善土的性质；再者井点降水可大大改善施工条件，提高效率，缩短工期。

井点降水的主要作用示意图

但井点降水设备一次性投资较高，运转费用较大，施工中应合理布置和适当安排工期，以减少作业时间，降低排水费用。井点降水的负面影响为坑外地下水位下降，基坑周围土体固结下沉。

井点降水法有真空井点、喷射井点、电渗井点、管井法或深井泵法。

2.1 真空井点降水

真空井点过去称为轻型井点，是沿基坑周围以一定的间距埋入井管（下端为滤管），在地面上用水平铺设的集水总管将各井管连接起来，再于一定位置设置真空泵和离心泵，开动真空泵和离心泵后，地下水在真空吸力作用下，经滤管进入井管，然后经集水总管排出，这样就降低了地下水位。

真空井点设备主要包括：井管（下端为滤管）、集水总管、水泵和动力装置。

轻型井点系统降低地下水位示意图

1 井点管 2 滤管 3 总管 4 弯联管 5 水泵 6 原地下水位线 7 降低后地下水位线 8 基坑 9 不透水层

2.2 喷射井点降水

当基坑开挖较深或降水深度超过 6m 时，必须使用多级轻型井点，才能收到预期效果。这样，会增大基坑的挖土量、延长工期并增加设备数量，不够经济。当降水深度超过 8m 时，应采用喷射井点。

喷射井点根据其工作时使用液体和气体的不同，分为喷水井点和喷气井点两种，喷射井点设备主要由喷射井管、高压水泵（或空气压缩机）和管路系统组成。

适用于开挖深度较深、降水深度大于 8m，土渗透系数为 3～50m/d 的砂土或渗透系数为 0.1～3m/d 的粉砂、淤泥质土、粉质粘土。

喷射井点的主要工作部件是喷射井管内管底端的扬水装置喷嘴的混合室；当喷射井点工作时，由地面高压离心水泵供应的高压工作水，经过内外管之间的环形空间直达底端，在此处高压工作水由特制内管的两侧进水孔进入至喷嘴喷出，在喷嘴处由于过水断面突然收缩变小，使工作水流具有极高的流速（30～ 60m/s），在喷口附近造成负压（形成真空），因而将地下水经滤管吸入，吸入的地下水在混合室与工作水混合，然后进入扩散室，水流从动能逐渐转变为位能，即水流的流速相对变小，而水流压力相对增大，把地下水连同工作水一起扬升出地面，经排水管道系统排至集水池或水箱，由此再用排水泵排出。

1 喷射井管 2 滤管 3 进水总管 4 排水总管 5 高压水泵 6 集水池

7 水泵 8 内管 9 外管 10 喷嘴 11 混合室 12 扩散管 13 压力表

喷射井点管单井的抽水、抽气能力，主要取决于喷嘴直径大小、喷嘴直径与混合室直径之比、混合室长度等。

当基坑宽度小于 10m 可单排布置；大于 10m 则双排布置。

当基坑面积较大时，宜环形布置。井点间距一般为 2～3m，埋设时冲孔直径约 400～600mm，深度应大于滤管底 1m 以上。

利用喷射井点降低地下水位，扬水装置加工的质量和精度非常重要。如喷嘴的直径加工不精确，尺寸加大，则工作水流量需要增加，否则真空度将降低，影响抽水效果。

2.3 电渗井点降水

在黏土和粉质粘土中进行基坑开挖施工，由于土体的渗透系数较小，为加速土中水分向井点管中流入，提高降水施工的效果，除了应用真空产生抽吸作用以外，还可加用电渗。

所谓电渗井点，一般与轻型井点或喷射井点结合使用，是利用轻型井点或喷射井点管本身作为阴极，一金属棒（钢筋、钢管、铝棒等）作为阳极。

电渗井点降水示意图

1 井点管 2 金属棒 3 地下水降落曲线

适用于渗透系数很小的饱和粘性土、淤泥或淤泥质土中的施工降水。

通入直流电（采用直流发电机或直流电焊机）后，带有负电荷的土粒即向阳极移动（电泳作用），而带有正电荷的水则向阴极方向集中，产生电渗现象，在电渗与井点管内的真空双重作用下，强制粘土中的水由井点管快速排出，井点管连续抽水，从而地下水位渐渐降低。

常规排水固结法只对土体中的游离水有效，电渗则可以排出部分弱结合水。电渗固结效果对土颗粒大小并不敏感，比较适合对细颗粒土进行加固，因此电渗法很可能成为此类土的一种高效且造价可以承受的地基加固方法；电渗固结对周围环境、噪声污染小。

由于电渗法需要大量的电能，在很长一段时间内，对电渗法的研究是以室内试验研究为主，而现场应用却不多。电渗法虽然可以迅速排出土体内的水，但并不改变土体的孔隙比，即结构改变不明显，要达到高强度还需一定的其他的加固方法共同作用。

2.4 管井井点降水

管井井点降水法是围绕开挖的基坑每隔一定距离（20～50m）设置一个管井，每个管井单独用一台水泵（离心泵、潜水泵）进行抽水，以降低地下水位。

管井由滤水井管、吸水管和抽水机械等组成。

管井井点设备简单、排水量大、易于维护、经济实用。

管井设备较为简单，排水量大，降水较深，水泵设在地面，易于维护，降水深度 3～5m，可代替多组轻型井点作用。

管井属于重力排水范畴，适于渗透系数较大（1～200m/d）、地下水丰富的土层、砂层。如需降水深度较大，可采用深井井点，适用于降水深度＞15m、渗透系数为 10～250m/d 的基坑。故称为“深井泵法”。

管井井点降水的施工工艺流程：

管井井点施工工艺流程

2.5 深井井点降水

深井井点降水是在深基坑周围埋置深于基底的井管，依靠深井泵和深井潜水泵将地下水从深井内扬升到地面排出，使地下水降至基坑以下。

该法具有排水量大，降水深（> 15m）；井距大，对平面布置的干扰小；不受土层限制；井点制作、降水设备及操作工艺、维护均较简单，施工速度快；井点制作、降水设备及操作工艺、维护均较简单，施工速度快；井点管可以整根拔出重复使用等优点；但一次性投资大，成孔质量要求严格。

适于渗透系数较大（10~250m/d），土质为砂类土，地下水丰富，降水深，面积大，时间长的情况，降水深可达 50m 以内。

深井井点降水是基坑支护中应用较多的降水方法，它的优点是排水量大、降水深度大、降水范围大等；对于砂砾层等渗透系数很大且透水层厚度大的场合，一般用轻型井点和喷射井点等方法不能奏效，采用此法最为适宜。深井井点一般沿基坑周围离边坡上缘 0.5～1.5m 环形布置，当基坑宽度较窄，亦可在一侧呈直线形布置，当为面积不大的独立的深基坑，亦可采取点式布置，井点宜深入到透水层 6～9m，通常还应比所需降水的深度深 6～8m，间距一般相当于埋深，10～30m。

深井井点降水的施工工艺流程：

3.截水和回灌技术

在软弱土层中开挖基坑进行井点降水，部分细微土粒会随水流带出，再加上降水后土体的含水量降低，使土壤产生固结，因而会引起周围地面的沉降，导致邻近建筑物产生下沉或开裂。

为防止或减少井点降水对邻近建筑物的影响，一般采取在降水区和原有建筑物之间土层设置一道抗渗屏幕，减少地下水流失。

通常采用抗渗挡墙截水技术和采取补充地下水的回灌技术。

3.1 截水

截水是利用截水帷幕切断基坑外的地下水流入基坑内部。截水帷幕的主要类型有：水泥土搅拌桩挡墙；高压旋喷桩挡墙；地下连续墙挡墙。这些挡墙往往不只是为了挡水，常常同时作为基坑的支护结构用来挡土。

为了阻止基坑内外的地下水相互渗流，截水帷幕的底部宜插入到不透水层。

当地下含水层渗透性较强、厚度较大时，可采用悬挂式竖向截水与坑内井点降水相结合或采用悬挂式竖向截水与水平封底相结合的方案。水平封底可采用化学注浆法或旋喷注浆法。

侧向截水与水平封底相结合

目前形成截水帷幕的施工方法主要有高压喷射注浆法、深层搅拌法、压力灌注法、射水成墙法、小孔钻孔灌注法等。具体选用施工方法、工艺和机具时，应根据水文地质条件及施工条件等因素综合确定。

3.2 回灌

井点降水必然会形成降水漏斗，从而导致周围土壤固结并引起地面沉陷，为减少井点降水对周围建筑物及地下管线造成影响，可考虑在井点设置线外 4～5 m 处设置回灌井点，将井点中抽出水经沉淀后用压力注入回灌井中，形成一道水墙。

（1）井点回灌

回灌技术即在降水井点和要保护的建（构）筑物之间打设一排井点，在降水井点抽水的同时，通过回灌井点向土层内灌入一定数量的水（即降水井点抽出的水），形成一道隔水帷幕，从而阻止或减少回灌井点外侧被保护的建（构）筑物地下的地下水流失，使地下水位基本保持不变，这样就不会因降水使地基自重应力增加而引起地面沉降。

（2）砂沟、砂井回灌

在降水井点与被保护建（构）筑物之间设置砂井作为回灌井，沿砂井布置一道砂沟，将降水井点抽出的水，适时、适量排入砂沟，再经砂井回灌到地下。

回灌砂井的灌砂量，应取井孔体积的 95%，填料宜采用含泥量不大于 3%、不均匀系数在 3～5 之间的纯净中粗砂。

可通过减缓降水速度减少对周围建筑物的影响。在砂质粉土中降水影响范围可达 80 m 以上，降水曲线较平缓，为此可将井点管加长，减缓降水速度，防止产生过大的沉降。亦可在井点系统降水过程中，调小离心泵阀，减缓抽水速度。

还可在邻近被保护建（构）筑物一侧，将井点管间距加大，需要时甚至暂停抽水。为防止抽水过程中将细微土粒带出，可根据土的粒径选择滤网。另外确保井点管周围砂滤层的厚度和施工质量，能有效防止降水引起的地面沉降。