工法新型降水井钢套管内置法兰施工工法

前言

在无锡地区土层以粉砂土居多，地质条件一般较为复杂，一般适宜采用降水井降水，在地下室施工时为把地下水降到地下室底板下设计标高以下，防止地下室上浮，降水井在地下室施工完成后至主体封顶沉降稳定后或后浇带封闭后才需要封闭，在此之前需继续降水，从而出现了降水井封堵的问题。以往的降水井封堵方法是在停止降水后用快硬性水泥、速凝混凝土等浇筑到降水井管内，但因停止降水后水位上升快，封水措施不到位，经常造成封堵失效，新的降水井封堵方法急需使用。

针对上述存在的问题，我公司项目结合所承接的相关工程，率先提出了一种“新型降水井钢套管内置法兰防渗漏”关键技术，该关键技术经过江苏省科技查新咨询中心查新工作站进行科技查新，查新结论为国内未见相关报道（查新报告编号：L）。在工程应用方面，该关键技术已经应用于无锡深基地临空智慧物流园项目和XDG--3号地块建设项目（南标段1#～10#楼、P1#、P2#、幼儿园、地下室）中，降水井钢套管内置法兰封闭安装做法操作方便、工程进度快、在降水井封闭后可以有效地封闭管井来防止水气渗漏，不会因为封堵失败，故进一步总结现场经验编撰成施工工法以推广该做法。

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工法特点

2.0.1钢套管内置法兰封闭降水井，首先可在主体封顶沉降稳定、后浇带完成之前，继续从地下室抽出地下水，封堵后底板的抗渗透得到有效保证。

2.0.2底板套管外设置止水光板、内侧设置法兰封堵，可以保证到降水井封闭的密实防止水气向上渗流。

2.0.3当地下水位较高水压较大，封井时既能保证水泵从井中取出，又能迅速封闭降水井防止水气通过套管向上渗漏，保证了底板抗渗透能力。

2.0.4钢管壁外口焊5mm厚止水环，长㎜，沿套管周边满焊。钢套管插入波纹管内，管上口与底板面平，垫层浇筑完成后套管就固定在垫层上。

适用范围

本施工工法适用于地下室用降水井封堵，可满足粉土、砂土等及含水丰富的潜水、承压水地质条件下地防渗漏封堵。

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工艺原理

降水井一般用φ波纹管，在垫层浇筑前制作完成钢套管，钢套管规格为Φ×5，长㎜，在离管口㎜处与套管壁周边满焊法兰盘，直径为φ，厚20㎜，法兰周边有6只螺栓孔，直径φ为14，螺栓的规格为12×60，法兰盘与套管间的橡胶垫圈3㎜厚。钢管壁外口焊5厚止水环，长㎜，沿套管周边满焊。钢套管插入波纹管内，管上口与底板面平，垫层浇筑完成后套管就固定在垫层上。

在浇筑底板混凝土前，在套管周边按要求对底板钢筋进行加强处理。底板混凝土浇筑时对降水井钢套管进行保护处理，防止混凝土落入套管内污染套管内法兰盘等。等降水井抽水完成需要封堵时，先清理干净法兰盘表面，放置3㎜厚封闭垫圈，盖好盖板，旋紧螺栓，然后浇筑盖板到底板上部向下30㎜位置混凝土，混凝土强度等级同底板混凝土强度，掺微膨胀剂。最后在钢套管口沿套管周边焊接10㎜厚止水钢板与钢套管满焊,其细部构造如图4.1所示。

图4.1降水井构造及封堵

施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程

施工前准备→焊接法兰盘及套管制作→安装降水井钢套管→对套管周边底板钢筋进行处理→浇筑钢套管外侧底板混凝土→法兰盘放置密封圈及螺栓紧固→浇筑同底板地微膨胀混凝土→钢套管沿套管周边满焊10mm厚止水钢板→检验及验收

5.2操作要点

5.2.1施工前准备

（1）熟悉施工图纸及构造图，进行必要地图纸会审和技术交底，熟悉施工图纸、变更工程规范、施工质量检验评定标准及施工图集，及时发现图纸的疑点与施工有冲突的地方。

（2）提供真实、准确的水文地质资料，相关物质按照平面图指定的位置进行存放，所用法兰盘、止水钢板、钢筋如外表面生锈，在使用前须清除干净，锈蚀严重等级超过B级的不得使用。

（3）施工安装前准备的材料齐全，包括：套管施工材料：φ×5钢管，长㎜；法兰盘φ，厚20㎜，法兰周边有6只螺栓孔，φ为14，螺栓的规格为12×60；止水钢板，做成圆环状，厚5㎜，长㎜；封堵板，φ为，厚20㎜；橡胶垫片，3㎜厚，φ为等。

5.2.2焊接法兰盘及套管制作

（1）清除钢套管表面的垃圾及氧化层，由专业电焊工将法兰盘调平后点焊，点焊完成后确认法兰的平整和平行度。

（2）采用电弧焊，E43焊条，要求将法兰两面连续满焊，满焊完成清除焊接表面焊渣，并要求焊接表面平整，查看有无凹陷、焊瘤等，接头处有无裂纹、气孔、夹渣等缺陷，确认焊接合格进行防腐处理，外侧止水钢板焊接同上。如图5.2.1和图5.2.2所示。

图5.2.1内侧法兰盘制作

图5.2.2钢套管内侧法兰盘

3）套管大小由降水井的波纹管大小、插入深度决定，可采用焊接钢套管或成品带法兰的铺贴钢管制作，严格控制套管直径和长度，可根据现场实际情况及图纸要求制作。

5.2.3钢套管安装

（1）钢套管制作完成后，在垫层施工前将钢套管固定到降水井的波纹管上，浇筑垫层时使钢套管浇筑到垫层中，如发现套管不正，要及时调整到位。

（2）在底板钢筋绑扎时及时对钢套管进行支撑及对套管上口覆盖保护，严防杂物进入降水井里。

（3）在套管周边按要求对底板钢筋进行加强处理，四边附加同底板规格的钢筋，锚固长度为30d。

（4）严格控制好套管的支撑位置以保证套管标高，防止套管前倾、斜倒等不垂直中线。

（5）套管上口要按要求比底板完成面高出30～50㎜，浇筑混凝土时要对套管口严密覆盖，防止漏浆进入套管内污染法兰盘等。安装前的钢套及内部法兰成品如图5.2.3所示，钢套管安装就位后周边钢筋绑扎固定如图5.2.4所示。

图5.2.3钢套管内侧法兰盘

图5.2.4钢套管安装就位后周边钢筋绑扎固定

5.2.4降水井封闭

（1）套管安装后注意做好保护，防止杂物进入井内。降水要求降至基础底面以下1m左右。

（2）等降水井抽水完成需要封堵时先取出水泵，再用C35微膨胀速凝混凝土填实至套管法兰盘下口。

（3）清理干净法兰盘表面，放置3㎜厚封闭垫圈，盖好盖板旋紧螺栓，法兰螺丝紧固顺序应对角进行，保证法兰间隙均匀，法兰螺栓紧固完成后，应外露2～3螺丝。

（4）浇筑法兰盘到底板上部向下30㎜位置混凝土，混凝土强度等级同底板混凝土强度，掺微膨胀剂。

（5）在钢套管口沿套管周边焊接10㎜厚止水钢板与钢套管满焊。

图5.2.5降水井封闭

图5.2.6降水井内置法兰的钢套管成型

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材料与设备

6.1主要材料

本施工工法所采用的主要材料包括：直径×5mm钢管，法兰盘直径mm厚20mm，螺栓的规格为12×60，10mm和5mm厚钢板，3mm厚橡胶垫片以及电焊条等，所用材料均需要满足进场验收要求。

6.2主要机具设备

6.3主要劳动力组织

现场施工一般宜分为若干作业组进行，具体分工为钢套管、法兰盘制作组，电焊组，混凝土浇筑组，安装组，后勤、杂工组。劳动力组织情况表如表6.3.1所示。

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质量控制

7.1套管、止水钢板外观不得有裂纹、过烧及氧化物，法兰盘用橡胶垫、焊条等焊接材料的品种、规格、性能符合现行的国家产品标准和设计要求。

7.2焊缝尺寸允许偏差应符合规范的规定，焊缝的焊波应均匀，不得有裂纹、未焊合、夹渣、焊瘤、咬边、烧穿、弧坑等缺陷，焊接区无飞溅残留物。

7.3焊缝感观应外形均匀，成型较好，焊道与基本金属间过度较平滑，焊渣和飞溅物基本清除干净。

7.4在套管固定时，用水平仪控制好套管上口面标高，并且固定好。底板混凝土浇筑时要对钢套管周边的混凝土振捣密实。

7.5法兰盘与钢套管的焊接质量，要求对每个法兰接头处进行逐个检查，保证套管的水气密封性能。

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安全措施

8.1操作工必须经过培训和安全教育方可上岗，并进行安全技术交底，有关人员必须持证上岗。

8.2电气设备和电力线路上的各种安全防护装置应完好齐全，有缺损时应及时修复。安全防护装置不完整或已失效的电气设备不得使用。

8.3施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规定执行。

8.4每台电焊机须设专用断路开关，并有与点焊机匹配的过流保护装置。

8.5建立健全施工现场安全管理网络和各项安全管理制度，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责。

8.6建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化。

8.7编制安全事故应急预案，配备应急设备和物质，对人员进行安全事故应急教育培训，并组织安全事故应急预案演练。

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环保措施

9.1设置专人、配备专用仪器，每天定时对施工场界噪声进行连续的监测，使噪声始终处于受控状态，确保不扰民。

9.2设立专用排水沟、集水井，降水集中排放。定期清理沉淀池泥沙，并按当地环保要求的地点排放。

9.3做好场内、外清洁及现场卫生管理工作，确保施工区域的大气不受污染。

9.4严格控制人为噪声：施工车辆进入现场严禁鸣高音喇叭，并慢速行驶，进入施工现场有专人负责指挥；各类人员严禁高声喧哗；各类材料清拿轻放。

9.5现场建立严格的用火、用电及易燃、易爆物品的管理制度，料场、库房的设置应符合消防要求，经常检查料具管理制度的落实情况。

9.6编制环境事故应急预案，配备应急设备和物质，对人员进行环境事故应急教育培训，并组织环境事故应急预案演练。

效益分析

10.1经济效益

以无锡深基地临空智慧物流园项目为例，施工过程中采用《新型降水井钢套管内置法兰施工工法》，对该做法与原施工方案进行造价对比分析，可节约人工费2.55万元，材料费2.5万元，机具设备费1.75万元，其他相关费用1.2万元，同时，可有效减少了因密封性能差导致的返修和返工费用，经济效益明显。

10.2社会效益

降水井钢套管内置法兰封闭工法与同类地下室降水井封堵相比，操作方便、工程进度快、在降水井封闭后可以有效的封闭管井，防止水气渗漏，不会因为封堵失败，保证了工程的质量和有效减少了返工现象的发生，获得各参建方的一致认可，社会综合效益良好。

10.3节能与环保效益

本施工工法工序有利于安全文明施工，充分节约施工现场废料，实现“四节一环保”，减少环境污染，节能与环保效益显著，适应绿色施工的要求。

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应用实例

11.1应用实例一

无锡深基地临空智慧物流园项目位于无锡市新吴区鸿山街道内，建筑面积m2，该工程包括：6#辅助用房1、2及坡道平台、1#～5#物流仓库、7#门卫等。在降水井施工过程中采用《新型降水井钢套管内置法兰施工工法》，其具体做法是在浇筑混凝土垫层时，放入制作好的钢套管，和垫层混凝土浇筑在一起，套管外面焊钢板止水环，阻断套管外侧地下水气向上渗流，套管内侧在离套管口mm处设一满焊法兰。降水井封闭时取出水泵，清理干净套管里面法兰表面，放置3厚封闭橡胶垫圈，盖好盖板，旋紧螺栓，法兰封闭盖与套管连接紧密，阻断地下水向上渗流,然后法兰封闭面至管口处20～30mm再用膨胀混凝土浇筑，最后再用与套管同管径盖板与套管口焊接封闭，其工程应用结果表明采用本施工工法操作简单、施工速度快、封堵无渗漏效果良好，具有显著的社会效益，可广泛推广和应用。

11.2应用实例二

XDG--3号地块建设项目（南标段1#～10#楼、P1#、P2#、幼儿园、地下室）位于无锡经开区吴都路与万顺道交叉口西南侧，总建筑面积m2，其中包括地上面积m2，地下面积m2。在施工现场采用《新型降水井钢套管内置法兰施工工法》，降水井钢套管内置法兰封闭安装做法操作方便、工程进度快、在降水井封闭后可以有效的封闭管井，防止水气渗漏，不会因为封堵失败，可保证工程质量，适合进一步扩大推广应用。

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