超大基坑内部降水与智能水循环利用施工技术

超大基坑内部降水与智能水循环利用施工技术

邱哲麾､成旺旺

中建三局集团有限公司   江苏省宿迁市   223800

摘要: 随着城市化进程的加速，地下建筑的需求日益增加，大型地下室工程的施工成为建筑领域的重要组成部分。在这些项目中，地下水位的管理是确保工程安全与质量的关键环节。传统的降排水技术在处理大型基坑的复杂水文地质条件时往往面临挑战，因此，本文探讨了在某大型地下室基坑施工中采用的先进降排水技术，包括智能监测、智能水循环利用及智能净水等技术的应用。这些技术的整合应用不仅提高了施工效率，还实现了水资源的高效利用，为同类工程提供了重要的参考和借鉴。

关键词: 基坑降排水, 智能监测, 水循环利用, 施工安全

1工程概况

本工程设1层地下室,地下室建筑面积7600M2和3500M2,基坑周长达980m,挖深4.5~6.5m｡最高水位在基坑底标高高-0.3m左右,地下室基坑完整施工时间4月-11月，基坑会经历一个周期的丰水期,为了保证基础施工安全,必须进行基坑降排水设计｡

2降排水施工设计思路

我国建筑工程中使用最广泛的降排水方式是轻型管井降水,即在基坑四周每隔一定距离设置轻型降水井的方式进行降排水｡由于本工程面积超大,只在基坑四周设置降水井难以满足需求,本技术在不改变基坑周围原有37口降水井,且不影响基坑内部结构施工的情况下,在地下室基坑后浇带部位增设5口智能监测降水井,并利用智能降水监测设备､智能水循环利用设备､智能净水设备等对降排水进行监测､处理与回收利用,在解决超大基坑内部降排水难题的同时,提高水资源利用效率,节约工程成本,绿色环保｡

3降排水施工工艺流程

3.1降水井降排水

3.1.1测量放线

根据降水平面图和相关地勘及设计文件,在地下室后浇带区域增加降水井,测放出基坑内部各降水井的井位,并打入木桩或钢筋,涂上红油漆作标记｡

3.1.2后浇带处的管井成孔

采用一字钻头泥浆护壁冲击钻成孔,成孔后施工人员应现场测量成孔深度和直径,必须满足设计要求｡

3.1.3吊装井管井孔

抽筒清孔完毕,经施工､监理单位专检人员验收合格后,开始吊装井管｡每节井管之间焊接牢固､安装垂直｡

3.1.4填充砾料

井管四周填入5~10mm砾石,填至距地面2m左右采用黏土回填封闭｡滤料的实际填入量不应小于理论计算量｡

3.1.5洗井

采用空压机､活塞联合洗井,空压机洗清之后再用活塞洗井;然后再重复以上洗井过程,直至满足设计要求｡每台空压机洗井不少于2个台班,以确保洗井质量,达到规范容许的正常出水时含砂率少于1/100000要求｡

3.1.6设置水泵

采用5.5kW的深井潜水泵抽水,抽水泵位于降水井中,抽水泵上设置抽水管,将抽水管连接到三级沉淀池上｡在安装前,必须对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查,在地面水中试转3~5min后,若无问题,方可进行安设｡

3.2智能水循环利用

3.2.1 安装智能降水监测设备

安装智能降水监测设备是实现地下水管理和利用的重要步骤。在井内设置压力计能够实时监测地下水位的变化，压力计将水位的变化转换为电信号，传输至地面终端设备。地面终端设备则负责收集和显示水位及功率数据，这些数据可帮助了解地下水资源的状况和抽水泵的工作效率。安装智能降水监测设备不仅有助于实时掌握地下水位的动态变化，还能有效监测抽水泵的运行状态和能耗情况。此外，通过与井外安装的终端设备的联动，可以实现对整个水循环系统的综合管理。该系统能够在出现异常情况时及时发出警报，避免因设备故障或地下水位变化过大而造成的安全隐患，从而保障施工和生活用水的正常供应。

3.2.2 试抽

在水循环利用系统安装完毕后，试抽阶段是评估系统运行效果的重要环节。试抽水的目的是通过实际操作验证系统设计的合理性和设备的正常运行情况。在试抽过程中，需确保电缆与管道系统不受损坏，因此需要对这些关键设备进行标识和保护。试抽水量通常大于设计水量，这是为了在实际操作中获得更真实的系统响应数据。试抽过程中，应详细记录抽水量和水位的变化，并将其与设计参数进行比对。如果发现实际抽水量和水位下降值与设计不符，应及时分析原因并调整降水设计方案，以确保后续正式抽水时系统能够稳定、高效地运行。此外，试抽阶段的观测数据也是后续运行管理的重要参考。

3.2.3 排水

在洗井和降水运行过程中，为了确保水资源的有效管理和环境的保护，必须将废水通过管道排至场地周边的三级沉淀池内。三级沉淀池是用来沉降和处理排放水中悬浮物的设施，其作用是减少排放水中的杂质含量。排水管道和三级沉淀池的维护非常重要，需定期清理，以防止堵塞和二次污染。同时，为了保护排水管道系统，施工现场应采取架空保护措施，避免施工过程中的机械或人为损坏。通过合理的排水管理，可以减少对周围环境的负面影响，同时为后续的水处理提供良好的前提条件。

3.2.4 水回收循环利用

智能水循环利用技术的核心在于对经过初步处理的水进行再利用。通过先进的水处理设备，沉淀后的水被处理后可通过不同的管道系统广泛应用于各种用途，如消防、绿化和生活生产冲洗等。这种技术不仅大大降低了对新鲜水源的需求，也减少了污水的排放，达到节能环保的目的。智能水循环系统通过监测和自动控制，确保了水资源的高效利用，减少了人工操作的需求，提升了管理效率。

3.2.5 二次净水

在初步处理后，为了进一步提高水质，需通过智能净水设备进行二次净化处理。智能净水设备通过多种过滤和处理技术，将水中的沉渣和杂质进一步去除，确保处理后的水质达到更高的标准。二次净水处理不仅能够有效降低水中的悬浮颗粒，还能去除微生物和有机物等污染物。这一过程使得水质更加纯净，适用于更高要求的应用场景，如建筑工地的智能喷淋系统和智能雾炮系统等。

3.2.6 二次净水利用

二次净水处理后，水质得到了显著提升，适用于对水质有更高要求的系统，如智能喷淋系统和智能雾炮系统。这些系统在施工和环境管理中起着重要作用，能够有效降低粉尘和控制空气湿度，从而改善施工环境和周围社区的空气质量。由于经过二次净化处理的水中沉渣含量更低，水质更加细腻，不易造成设备喷头的堵塞，保证了设备的正常运作和高效能。

3.2.7 降水完毕

在地下室抗浮锚杆和筏板基础等对地下水位要求较高的工程施工完毕后，基坑内部的降水井也完成了它的使命。这时，基坑四周的降水井继续使用智能水循环利用和智能净水技术，以确保剩余水资源的合理利用和地下水位的稳定。这一过程中，智能技术的应用不仅减少了水资源浪费，还为整个项目带来了经济和环保的双重效益。

3.2.8 封井施工

在基坑内部降水井完成任务后，封井施工是最后的步骤。在后浇带施工前，需要首先拆除降水井中的抽水泵和智能降水监测设备，然后用C15素混凝土回填降水井。这个过程需要小心谨慎，以确保不影响周围结构的稳定性和后续施工的顺利进行。封井后，基坑内部将进行结构后浇带的施工，这是地下结构建设的一个重要环节。

4结束语

本项目的成功实施展示了现代智能技术在建筑工程中的重要作用。通过对基坑降排水的科学设计和智能技术的应用，不仅实现了对地下水位的有效控制，确保了施工的顺利进行，还节约了水资源，达到了绿色环保的目标。未来，随着智能技术的不断进步和应用的广泛化，建筑工程的安全性和可持续性将进一步提升。本项目的经验和成果可为其他类似工程提供有价值的参考，为建筑行业的绿色发展贡献力量。

参考文献

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