噴射井點降水

降低地下水位的抽水方式

噴射井點降水是在井點管內部裝設特製的噴射器,用高壓水泵空氣壓縮機通過井點管中的內管向噴射器輸入高壓水或壓縮空氣形成水氣射流,將地下水經井點外管與內管之間的間隙抽出排走。

簡介


本法設備較簡單,排水深度大,可達8~20米,比多層輕型井點降水設備少,基坑土方開挖量少,施工快,費用低。適用基坑開挖較深、降水深度大於6米、小於20米、土滲透係數為0.1~20.0m/d的填土、粉土黏性土、砂土中使用。

原理

噴射井點降水也是真空降水,是在井點管內部裝設特製的噴射器,用高壓水泵或空氣壓縮機通過井點管中的內管向噴射器輸入高壓水(噴水井點)或壓縮空氣(噴氣井點)形成水汽射流,將地下水經井點外管與內管之間的縫隙抽出排走的降水。
根據工作流體的不同,以負壓力水作為工作流體的為噴水井點;以壓縮空氣作為工作流體的是噴氣井點,兩者的工作原理是相同的。
噴射井點系統主要是由噴射井點、高壓水泵(或空氣壓縮機)和管路系統組成。噴射井管由內管和外管組成,在內管的下端裝有噴射揚水器與濾管相連。
當噴射井點工作時,由地面高壓離心泵供應的高壓工作水經過內外管之間的環行空間直達底端,在此處工作流體由特製內置的,兩側進水孔至噴嘴噴出,在噴嘴處由於斷面突然收縮變小,使工作流體具有極高的流速(30~60m/s),在噴口附近造成負壓(形成真空),將地下水經過濾管吸入,吸入的地下水在混合室與工作水混合,然後進入擴散室,水流在強大壓力的作用下把地下水同工作水一同揚升出地面,經排水管道系統排至集水池或水箱,一部分用低壓泵排走,另一部分供高壓水泵壓入井管外管內作為工作水流。
如此循環作業,將地下水不斷從井點管中抽走,使地下水漸漸下降,達到設計要求的降水深度。
噴射井點設備較簡單,排水深度大,可達到8~20m,比多層輕型井點降水設備少,基坑土方開挖量少,施工快,費用低。但由於埋在地下的噴射器磨損后不容易更換,所以,降水管理難度較大。

設備

按照工作原理,噴射井點設備可以以噴射泵為中心,劃分為供水系統與出水系統兩部分。
1.供水系統
供水系統包括高壓水泵、供水總管、井點外管、濾管和噴射泵。
(1)高壓水泵(或空氣壓縮機):高壓水泵是值為水流提供高壓的設備。
(2)供水總管:供水總管一般選用直徑110mm的鋼管,壁厚5ram。每隔1.2~2.4m在總管上開洞,井焊接長100mm,直徑75mm的短管。
(3)連接管:用橡膠管或透明塑料管作連接管。
(4)噴射井管(外管):一般選用直徑110mm的鋼管,壁厚5mm。
(5)噴射泵:噴射泵又稱射流泵和噴射器,是噴射井點的核心設備。噴射泵使高壓水或壓縮空氣由噴嘴噴出,造成周圍局部負壓,實現吸水上揚的排水機械。
2.排水系統
(1)濾管:濾管採用與井點管同直徑鋼管,通常用Φ8~如5mm,壁厚為3.0mm的無縫鋼管或鍍鋅管。井點管和濾管之間連接鋼製管箍。濾管鑽梅花孔,直徑5mm,距15mm,外包尼龍網(100目)五層,鋼絲網二層,外纏20號鍍鋅鐵絲,間距10mm。長2.0m左右,一端用厚為4.0mm的鋼板焊死,濾管另一端與井點管進行連接。
(2)內管:內管通常用Φ38~Φ55mm,壁厚為3.0mm的無縫鋼管或鍍鋅管。內管與噴射器上口相連接。
(3)連接管:井點管與排水總管之間的連接用耐壓膠管,透明管或膠皮管,與井點管和總管連接,採用8號鉛絲綁紮,應紮緊以防漏氣。
(4)排水總管
1)排水總管通常用Φ38~Φ55mm,壁厚為3.0mm的無縫鋼管或鍍鋅管。
2)每隔1.2~2.4m在總管上開洞,井焊接長100mm,直徑75mm的短管。
3)排水總管通過連接管將短管與井點內管相連接。
4)排水總管一端焊死另一端通過閥門與工作水箱相連接。
(5)工作水箱:可以用6mm鋼板焊接製成,可以用鋼筋混凝土澆築成,容積不小於10m³。

井點布置

(1)井點布置應根據基坑平面形狀與大小、地質和水文情況、工程性質、降水深度等而定。
(2)當基坑(槽)寬度小於6m,且降水深度不超過6m時,可採用單排井點,布置在地下水上游一側。
當基坑(槽)寬度大於6m,或土質不良,滲透係數較大時,宜採用雙排井點,布置在基坑(槽)的兩側,當基坑面積較大時,宜採用環形井點;挖土運輸設備出入道可不封閉,間距可達4m,一般留在地下水下遊方向。
(3)井點管距坑壁不應小於1.0~1.5m,距離太小,易漏氣。井點間距一般為1.2~2.4m。
(4)供水總管和排水總管的標高宜盡量接近地下水位線並沿抽水水流方向有0.25%~0.5%的上仰坡度。
(5)水泵軸心與總管齊平。
(6)井點管的入土深度應根據降水深度及儲水層所有位置決定,但必須將濾水管埋入含水層內,並且比挖基坑(溝、槽)底深0.9~1.2m。

適用範圍

當基坑開挖所需降水深度超過6m時,一級的輕型井點就難以收到預期的降水效果,這時如果場地許可,可以採用二級甚至多級輕型井點以增加降水深度,達到設計要求。但是這樣會增加基坑土方施工工程量、增加降水設備用量並延長工期,也擴大了井點降水的影響範圍而對環境不利。為此,可考慮採用噴射井點。
噴射井點的適用範圍可參照土的滲透係數、降水深度、設備條件及經濟比較等因素確定。
當基坑開挖較深、降水深度大於6m、土滲透係數0.1~200.0m/d時,降水當基坑較深而地下水位又較高,這時如果採用輕型井點要採用多級井點,這樣,會增加基坑挖土量、延長工期並增加設備數量,顯然不經濟的。因此,當降水深度超過8m時,宜採用噴射井點,降水深度可達8~20m。
噴射井點用作深層降水,應用在粉土、極細砂和粉砂中較為適用。在較粗的砂粒中,由於出水量較大,循環水流就顯得不經濟,這時宜採用真空深井。