[发明专利]高精度承压水降深控制施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工程降水的施工方法，尤其涉及一种高精度承压水降深控制的施工方法，是保证基坑工程安全开挖和保护周边环境的有效措施，属于建筑工程领域。

背景技术

在地下空间开发的过程中，基坑开挖深度越来越深。很多深基坑由于基坑开挖卸载后，坑底覆土厚度不足以抵抗承压水突涌和坑底隆起的作用力，需要抽降地下承压水以保证基坑的安全。一直以来，人们对抽降承压水的水位控制的认识存在偏差，认为只要打设足够多的井点，将承压水抽到安全值以下即可，因而，常常存在着较大的超降，对周边环境影响比较大，建筑和地表均产生较大沉降。而随着工程周边环境保护要求越来越高，大规模、大降深、长时间的抽承压水对周边环境的影响已是工程施工面临的难点，在满足基坑开挖安全的前提下，如何最大限度减少承压水的降深和出水量是对周边环境保护的关键技术。

经对现有技术的文献检索发现《中国科技信息》2005年16期《大型地铁站深基坑降水施工技术研究》中提到“由基坑底板的稳定条件：基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力，计算得基坑开挖阶段承压水位需降低值根据计算，在基坑的不同部位开挖到危险深度时，应开启相应部位的降压井进行抽水，并及时观测相邻部位停抽井的实测水位深度(即需降承压水的水头高度)来调整是否需增开相邻部位的降压井”。可见，目前现有承压水降深控制方法是根据施工规范要求考虑足够的安全系数，由基坑底的覆土厚度计算出保证基坑安全的承压水降深，通过打设并开启足够的深井井点，通过人工观测承压水的降深达到计算值以下，通过增开或关闭井点来调节降深，以满足基坑开挖的要求。

现有承压水降深控制技术存在着几方面的问题：1)按常规地质勘测资料，考虑最不利的情况下，计算承压水的降深，可保证基坑安全，但对周边环境影响比较大；2)通过开启或关闭某个井点来控制降深，往往遇到少降或超降的情况，承压水少降危及基坑安全，承压水超降对周边环境影响较大；3)承压水水位恢复极快(平均10分钟恢复1米)，人工观测频率和精度不能满足降深控制和预警的要求；4)要观测承压水水位，必须打设深井，成本比较高。

发明内容

本发明针对现有技术的不足和缺陷，提供了一种高精度承压水降深控制的方法，先通过针对性补勘来准确计算承压水降深，再通过自动水位监测系统和变流量抽水装置相结合来控制降深，以减少抽水量，减少对周边环境的影响。

本发明是通过以下技术方案实现的：先针对地质资料不详或复杂区域进行施工补勘，根据补勘资料计算承压水的降深；然后施工承压井井点，安装变流量抽水装置；在基坑周边或井点内埋设水压传感器，通过采集器将频率信号转换为数字信号，经电脑处理后形成水位控制信息；开启承压水井点，同时观测电脑形成的实时降深曲线和数据，指导变流量调节装置调节井点的出水量，来控制承压水的降深(承压水的抽水量与抽水范围内的降深有一一对应关系)，最终达到控制的降深值。

以下对本发明进一步描述，方法的具体步骤如下：

1、施工补勘确定降深：进行降水区域内的施工补勘，准确确认承压水的埋深和水头，按施工规范要求的安全系数计算基坑开挖的不同深度工况下的承压水的不同降深Ln(n为不同的工况)。

2、承压井井点施工：根据地质水文情况，确定合理承压井结构，按相关规范要求施工承压井井点。

3、变流量抽水装置的安装：在井管内放入变流量抽水泵，通过控制功率来控制出水量，或者采用对固定流量泵进行限流的方式来控制出水量，进而控制其降深。

4、自动水位监测系统：在基坑内离降水井最远位置埋设传感器，通过采集器将频率信号转换为数字信号，经电脑处理后形成水位控制信息。

5、承压水降深控制：根据基坑的分层开挖深度，在开挖需要降承压水的土层时，开启深井井点，同时通过自动监测系统观测承压水的降深，待水位初步稳定后，将所测得的降深与所需要降深Ln相比较，如发现少降或超降，则开启变流量抽水装置，调整出水量，多次观测和调节最终调节满足降深要求。根据计算的降深Ln设置报警值，数据超出报警值后自动报警。

数字信号经电脑处理形成实时水位信息后，其频率可以达到1次/秒。

该方法可以连续调节承压水降深，达到精确控制降深的目的。

该方法可在深井井点内埋设传感器或在承压水土层内埋设传感器，代替以往的打设深井井点来进行人工水位观测，根据需要设置观测频率。传感器的埋设方法采用钻孔设备钻至设计深度，将预先校正的传感器埋设至此深度，在其上回填粘土球，隔断其它土层水压对仪器的影响。