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1、降水设备及类型曹欣 100905目录1.概述32.降水的分类32.1轻型井点降水32.2喷射井点降水42.3管井井点降水42.4深井井点降水42.5电渗井点降水53.成孔设备综述53.1起重设备53.2钻孔设备63.2.1旋转钻机63.2.2冲击钻机83.2.3潜水钻机94.抽水设备综述104.1离心泵104.1.1离心泵的分类114.1.2离心泵的原理114.1.3特性曲线124.1.4液体物理性质的影响134.1.5离心泵的操作134.1.6泵运行时注意事项144.2真空泵144.2.1水环泵144.2.2往复式真空泵154.2.3旋片式真空泵154.2.4真空泵设备特点164.2.5使用
2、要求164.3射流泵164.3.1基本结构174.3.2工作原理174.3.3基本性能研究174.3.4主要影响因素分析194.3.5射流泵的综合特性曲线205.轻型井点降水设备205.1降水设备205.2轻型井点计算215.2.1涌水量计算215.2.2井点管数量与井距的确定236.喷射井点降水设备246.1高压水泵256.2管路系统256.3施工工艺266.4施工中的注意事项267.管井井点降水设备277.1井管277.2水泵277.3施工工艺277.4施工中的注意事项288.电渗井点降水设备298.1工艺流程298.2电渗井点布置298.3电渗井点埋设308.4机具设备308.5安全技术
3、措施319.深井井点降水设备329.1井管329.2水泵329.3施工工艺339.4施工中的注意事项3310.结论34参考文献35降水设备及类型1.概述当进行开挖基坑的施工时，由于地下水位较高，土层的抗渗性不足，容易产生流砂、管涌等不良现象导致基坑破坏。为了保证基坑开挖时的稳定性，经常采用设置止水帷幕、提高土层抗渗性以及人工降水的措施。其中，人工降水是最有效、最常用的方法。所谓人工降水，就是在基坑边上利用抽水设备抽水，使基坑内的水位降低至开挖面以下的方法。2.降水的分类人工降水主要分为：轻型井点降水、喷射井点降水、管井井点降水、深井井点降水和电渗井点降水五大类。2.1轻型井点降水轻型井点降水就
4、是在基坑外围的一侧或两侧埋设井点管，井点管深入含水层内，下端接有滤管，上端通过弯管与集水总管连接，再与真空泵和离心泵相连。启动真空泵或离心泵地下水便在吸力作用下，经滤管进入井点管和集水总管，最后由排水管排出，从井点管向四周形成一个降水面， 使地下水位降低到基坑底以下。轻型井点是由直径38 55mm 的钢管或塑料管、滤水管、弯联管、总管和抽水系统所组成，其抽水系统又分真空泵吸水和射流泵吸水两大类。目前这两种抽水方式在施工单位用的都较多，这种井点的主要特点是：降水具有连续性，即在井点系统正常工作情况下，降低的地下水位不发生变化；由于井点管的间距较小，使得降水曲线比较平缓，降水漏斗的形状较规则，需要
5、排掉的水量较少，故比较节能；一套抽水设备能带若干根井点管，使得运行经济便于管理；井点管及抽水设备可以多次重复使用，故对于施工企业来说可能会更经济；由于轻型井点是靠真空抽水（不是真空降水），故其降水深度受到限制，一般不超过7m；由于轻型井点是靠真空抽水，故其管路及连接件的密封要求很严格，否则将抽不上水；由于轻型井点的滤水管较短（一般l 2m），当地质资料不详时，将会抽不上来水（滤水管没有落到含水层上）。2.2喷射井点降水喷射井点降水是在井点管内部装设特制的喷射器，用高压水泵或空气压缩机通过井点管中的内管向喷射器输入高压水(喷水井点)或压缩空气(喷气井点)，形成水气射流，将地下水经井点外管与内管之
6、间的间隙抽出排走。2.3管井井点降水管井井点降水是沿基坑边，每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽水降低地下水位。管井井点分一般管井井点和深井管井井点。井点系统由深水井管、吸水管和抽水机械等组成，其井管材料有钢管和无砂混凝土管。一般情况下，主要使用无砂混凝土管，直径280 600mm，孔隙率为20% 25%。这种井点的主要特点是：在满足降水要求的前提下井的个数较少；滤水管的长度不受限制，必要时，可使整个井管都为滤水管，特别是对于地质构造不详，无法确定含水层确切位置的情况下，仍能较好地降低地下水；排水时是由水泵直接抽水，无须考虑是否破坏真空的问题；降水深度取决于水泵的扬程，可视土
7、方的开挖深度选择合适的水泵；管井在使用中，由于泥砂的不断沉积，会使管井的深度不断减小，但一般不会淤死；所需的机电设备较多，不便集中管理；管井施工时，往往需要专业施工队伍。2.4深井井点降水深井井点降水是在深基坑的周围埋置深于基底的井管，使地下水通过设置在井管内潜水电泵将地下水抽出，使地下水位低于基坑底。深井(管井)井点降排水施工具有易于布置、排水量大、降水深(15m)、降水设备和操作工艺简单等特点。适用于渗透系数大(20250m3d)、砂类士、地下水丰富、降水深、面积大、时间长的降水工程应用。在计算中采用的公式不当，或者考虑因素不周，最终会造成降水失败。在某些工程中需考虑基坑围护结构和井点降排
8、水的结合才能更好地解决降排水，但要考虑施工成本和效率，比较后选择最优的降排水方法，达到预期的施工效益目标。2.5电渗井点降水电渗井点降水是在渗透系数很小的饱和黏性土或淤泥、淤泥质土层中，利用黏性土中的电渗现象和电泳特性，结合轻型井点或喷射井点作为阴极，用钢管或钢筋作 阳极，埋设在井点管环圈内侧，当通电后使黏性土空隙中的水流动加快，起到一定的疏干作用，从而使软土地基排水效率提高的一种降水方法。电渗井点降水法是利用粘性土中的电渗现象和电泳特性，使粘性土空隙中的水流动加快，起到一定的疏干作用，从而使软土地基排水效率得到提高。电渗井点降水法一般与轻型井点或其他管井点结合使用效果较好。电渗井点降水法适用
9、于在饱和粘性土中，特别是在淤泥质粘土中，由于土的渗透系数很小(小于01H抛)，使用重力或真空作用的一般轻型井点降水效果达不到要求时，采用电渗井点排水效果较好。3.成孔设备综述轻型井点降水工程中的成孔设备与一般桩基础的成孔设备类似。主要分为：主要包括起重设备、冲管、冲击或钻机等。3.1起重设备移动式井架起重设备按结构不同可分为轻小型起重设备、升降机、起重机和架空单轨系统等几类。其中，轻小型起重设备主要包括：起重滑车、吊具、千斤顶、手动葫芦、电动葫芦和普通绞车。在通常的降水成孔是常用自制移动式井架或绞车。绞车3.2钻孔设备目前市面上所常见的钻孔机有：旋转钻机、冲击钻机、潜水钻机等。3.2.1旋转钻
10、机影响旋挖钻进成孔工艺和设备的使用的因素较多，往往导致这种工艺技术和设备不能发挥其优势，甚至会发生事故。是选择钻机类型时必须考虑的因素。（1）钻进地层由于采用摩阻式伸缩钻杆，不能在钻进中加压，因此仅能完成土层、砂层和胶结较为松散的、直径30 MPa的岩层，如果强行钻进，不仅会大量消耗钻斗斗齿，而且易发生孔内和机械事故。如果用铠式钻杆配以钻进硬岩的嵌岩牙轮钻头据资料介绍，目前国内仅有在地表钻进硬岩(抗压强度)60 MPa)的试验数据。在实际施工中也有用宝峨的BG22型旋挖钻机钻进砾径约为2 m的孤石的记录(埋深60 MPa的硬岩，而且孔深在40 m以下孔径800一1800 mm时，主要难题一是钻
11、具强度问题，极易变形扭弯损坏；二二是钻进效率较低；三是钻进完后的岩心楔断困难，还需用冲抓锥冲碎岩心。因此，完整硬岩层的钻进成孔问题，尤其是在孔较深、直径较大时，是旋挖钻进工艺钻进成孔和设备机具的制约因素之这个问题还没有衡底解决好。（2）施工场地和工程量旋挖钻机一般质量都在50 t以上，有些还达60 L以上，因此在地表松散、泥泞、没有夯实的施工现场很难正常工作。场地也不能太狭窄，道路需通畅。而且，工程桩数量不可太少，分带要相对集中，否则钻机移动频繁，泥浆材料消耗加大，钻进成本大大增加，不适台旋挖钻机作业。（3）成本旋挖钻机的价格是昂贵的，一般400600万元，发动机、卷扬系统、液压系统主泵、辅泵
12、、动力头、钻杆、减震装置等部分一般都需进口，价格也都昂贵损坏后更换时间也长。据厂商介绍，钻机在全负荷运转的情况下，正常工作寿命为6300 h(262天)，超过这一寿命后，主机各部分开始逐渐磨损，功能衰退，需更换修理尤其是卷扬系统(M6一L3一T5标准)、主泵、动力*以及钻杆等。这样，使得钻进成本费用大大增加，如果桩基工程单价太低则不适合旋挖钻机施工，一般钻进每米的利润达到5070，方有施工的价值。同时，每年单机钻进工作量应达到20000延米，工程造价在500万元以上，才能发挥这种工艺设备的优势。如果没有较为饱和的桩基工程量和较高的工程价格，是不适宜购置旋挖钻机的。（4）旋钻时还容易发生以下问题
13、主卷扬钢绳拉断：旋挖钻机主卷扬一般为02226 mm的6股21丝钢绳，工作寿命在钻进1001000延米范围内。进口钢绳价格太高，用完原随机配给钢绳后，丈都改用国产品牌系列。钻进过程中，如果提下钻具不注意卷扬机卷绳和出绳的状况，过猛或过松，再加上钻机钻杆落地到位限绳系统灵敏度的差异，提升钻具时在投有完全释放完地层对钻头的包裹力或先用液压系统起拔钻具就开始用卷扬机提升钻具，卷筒卷绳时互相压崆等等，往往造成锕绳被拉毛、拉断，造成钻具脱落。据经验，完成200300延米的钻进工程量就需更换一套钢绳。此外，在定购钻机时，还应要求供货商提供的钻机卷扬机系统，在设计上应考虑欧洲标准和国内钢绳互换使用时的兼容性
14、，从而提高主卷扬和钢绳的使用寿命。动力头内套磨损、漏油：一些新购的旋挖钻机，工作时间不长，常常会出现动力头内缸套内键被磨损，同时轴承开始漏油，更换油封后不久又开始漏油，影响了正常运转。其主要原因除了钻机本身漫计欠缺外，还与实际操作技术有着很大的关系，小能超钻机设计能力钻进，不可超旋挖钻进规程钻进，否则更易造成动力头的加速损坏，寿命降低。钻具弯曲、折断及卡埋钻：这是旋挖钻进施工中常易发生和危害较大的事故，除了地层自然条件不好，孔壁塌陷卡埋钻具的原因外本文着重讨论旋挖钻进成孔工艺和设备机具本身的原因。旋挖钻斗的结构破坏：目前旋挖钻斗均为直筒状或略有锥度，钻斗周围侧阻力大。高度117 m，直径愈大，
15、高度也愈大，但高径比一般都为1 2左右。在钻进中钻斗边齿、侧齿磨损到一定程度，钻进中稍不注意，一次进尺过深，造成钻筒外壁与孔壁之间间隙突然消失，而且钻机动力头扭矩又大，若用铠式钻杆时钻头加压也大，此时，就会造成卡钻，钻具无法正反转，不能提出孔外，或者被扭折断发生严重的孔内事故。如果钻斗的侧齿、边齿焊接成螺旋状或斜角小台适，在钻进较硬岩层尤其是软硬变层时也易发生卡钻事故。因此，目前通常使用的旋挖钻斗外结构应改进，主要应以直筒式为好，侧切削刃齿(翼片)要长，占钻斗简长的23为宜，高度不宜小于桩扎直径的8，钻进时视磨损情况及时补焊，保证钻筒与孔壁的间隙。动力头扭矩与钻杆强度不匹配：目前的旋挖钻机在控
16、制扭矩系统方面仅有限位过载报警装置，没有与钻杆受扭曲载荷的同步传感器和钻杆受力状态参数的显示仪。供货商也投能提供钻杆抗弯、抗扭、抗剪强度试验参数及曲线圈。在钻进过程中，当钻进较硬岩层、易缩径地层时地层对钻斗的吸附包裹力和阻力加大，钻具扭矩也增大，有时动力头的扭矩会大于钻杆的抗扭抗剪破断强度，造成钻杆的弯曲、扭转变形、外键(或内键)撕裂、被扭断等，尤其在使用摩阻式钻杆(一般都为单键材质为欧洲标准sT520)更容易发生，危害很大。这是目前旋挖钻机普遍存在的问题，需设计厂商尽快研究解央。在购置旋挖钻机时，应向供货商提出上述改进要求。若发生钻扦弯曲变形，提升时钻杆会发出异常响声，或者能感觉到提升困难，
17、要及时检查。如果钻杆变形弯曲，可以在有大吨位压力机(或千斤顶)的专业厂家校直校正，校直时为避免压扁钻杆，应加工铁心支垫，同时在标准工作台上加压校直。为了防止校正过程中弯曲部位的反弹，可以用200以下的焊枪喷烤，不影响其材质。钻杆的外键、内键材质一般为25crM啦，方头材质25crM04。当键被磨损或撕裂后，可以用手砂轮打磨平焊键部分，把加工好的同材质键补焊上。3.2.2冲击钻机 (1)施工准备施工前根据水文、地质条件及机具设备、动力、材料运输情况进行施工场地布置，首先对场地进行平整，清除杂物，最后进行施工放样，埋设护筒，按设计图纸定出桩位，设十字护桩，以备校核。(2)护筒埋设首先在平台上精确测
18、量，定出桩的纵横向轴线，然后将护筒吊起，下放着床，并悬挂锤球测量其倾斜度，以保证不大于，护筒要座在硬土面上并临时联结到平台，护筒周围回填粘土并捣实。护筒用人工开挖埋设护筒并回填粘土，其顶端要高出地面不少于0.3m。(3)钻机就位及冲击钻进就地拼装钻机架。十字型钻头，适当配重。开孔前在护筒内多放一些粘土，钻进0.51m时，再回填粘土或注泥浆继续以低冲程钻孔，如此反复二、三次，必要时，多重复几次。待钻至护筒下34m后，方可进行正常冲击。根据碴样判别土层地质，砂卵石土采用中等冲程，基岩、漂石和坚硬密实的卵石层，采用高冲程。冲击成孔采用高质量粘土泥浆护壁，根据地层地质变化调整泥浆比重，保证钻进过程中孔
19、壁稳定，保持孔内水头高度。不同的地质采取不同的冲程，冲击过程中要勤抽碴，勤检查钢丝绳和钻头磨损情况。冲击一定时间后，提出冲击钻头，换上掏碴筒，掏取钻碴。掏碴后及时向孔内添加泥浆，以维护水头高度。钻进中，用检孔器检孔，检孔器用钢筋制作成钢筋笼，其外径等于设计孔径，长度为孔径的46倍。每钻进58m及通过易缩孔的土层时，都必须检孔。3.2.3潜水钻机（1）场地准备场地为旱地时，须整平夯实；陡坡处须用枕木型钢等搭设稳定的工作平台；如遇浅水或深水作业时，须依据上报业主的施工方案，在施工范围内进行筑岛或钢板桩围堰等多种方法，为钻孔作业创造有利的工作平台。（2）护筒护筒埋设时，护筒中心轴线应对正测量标定的桩
20、位中心，偏差不得大于5cm，必须严格保持护筒的竖直位置，护筒周围和底脚须紧密，不透水。护筒顶端的泥浆溢出口底边，当地质良好不易坍孔时，宜高出地下水位1.01.5m以上；当地质不良容易坍孔时，应高出地下水位1.52.0m以上。（3）泥浆泥浆使用泥浆搅拌机调制。在井孔外支好泥浆搅拌机，先将适量清水加入搅拌鼓，然后将选择好的水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土慢慢加入相应量进入搅拌鼓，并开动机器搅拌，成浆后，打开出浆门到储浆池。(4)具体操作先将起吊潜水钻机的龙门吊机或吊车安装就位，并使主吊钩竖直对准桩位中心。安装潜水电钻、卷扬机、泥浆泵的电缆，要求接入配电箱，便于操纵。潜水电钻的电缆不得破损、漏电，
21、须指定专人负责收、放电缆和进浆胶管。安装钻锥、潜水电钻和钻杆，钻进时钻杆不转动，只起导向作用，产生反扭矩，必须将钻杆卡在钻架底层铁门的导向滚轮内。将钻锥、电钻吊入护筒内，关好钻架底铁门，启动泥浆泵（正循环）或吸浆泵（反循环），稍吊起钻锥，使电钻空转，待泥浆压进钻孔（正循环）或泥浆被吸出孔外（反循环）后，放下钻锥开始钻进。根据钻杆进尺放松电缆线，不可过多，防止缠胶。接长钻杆时，先停止电钻转动，提升钻杆，泥浆继续循环。然后按正、反循环钻机的方法加接一节钻杆，放下电钻、钻锥继续钻进，如此连续作业直达设计标高为止。（5）安全操作规程为防止潜水电钻因钻杆折断或其它原因而掉入孔中，应在电钻上加焊环，系一保
22、险钢丝绳通出钻孔外吊挂。电缆和进浆胶管上应用油漆标明尺度，便于和钻杆上所标尺度相校核。在钻进时，一般控制在钻机设计的相应电流内为30A40A，如果突然上升说明电钻超负荷，应将电钻上提，相应收回电缆线及进浆胶管，并应设自动跳闸装置，以便因钻进遇到障碍致电流大大地超过负荷时 能自动停转。4.抽水设备综述根据不同的抽水形式选用离心泵、真空泵或射流泵。各种泵的分类如下：4.1离心泵离心泵是利用叶轮旋转而使水产生的离心力来工作的。水泵在启动前，必须使泵壳和吸水管内充满水，然后启动电机，使泵轴带动叶轮和水做高速旋转运动，水在离心力的作用下，被甩向叶轮外缘，以达到抽水的目的。4.1.1离心泵的分类（1）按叶
23、轮数目来分类单级泵：即在泵轴上只有一个叶轮。多级泵：即在泵轴上有两个或两个以上的叶轮，这时泵的总扬程为n个叶轮产生的扬程之和。（2）按工作压力来分类低压泵：压力低于100米水柱；中压泵：压力在100650米水柱之间；高压泵：压力高于650米水柱。（3）按叶轮吸入方式来分类单侧进水式泵：又叫单吸泵，即叶轮上只有一个进水口；双侧进水式泵：又叫双吸泵，即叶轮两侧都有一个进水口。它的流量比单吸式泵大一倍，可以近似看作是二个单吸泵叶轮背靠背地放在了一起。（4）按泵壳结合来分类水平中开式泵：即在通过轴心线的水平面上开有结合缝。垂直结合面泵：即结合面与轴心线相垂直。（5）按泵轴位置来分类卧式泵：泵轴位于水平
24、位置。立式泵：泵轴位于垂直位置。（6）按叶轮出方式分类蜗壳泵：水从叶轮出来后，直接进入具有螺旋线形状的泵壳。导叶泵：水从叶轮出来后，进入它外面设置的导叶，之后进入下一级或流入出口管。（7）按安装高度分类自灌式离心泵：泵轴低于吸水池池面，启动时不需要灌水，可自动启动。吸入式离心泵：泵轴高于吸水池池面。启动前，需要先用水灌满泵壳和吸水管道，然后驱动电机， 使叶轮高速旋转运动，水受到离心力作用被甩出叶轮，叶轮中心形成负压，吸水池中水在大气压作用下进入叶轮，又受到高速旋转的叶轮作用，被甩出叶轮进入压水 管道。另外，根据用途也可进行分类，如油泵、水泵、凝结水泵、排灰泵、循环水泵等。4.1.2离心泵的原理
25、当离心泵启动后，泵轴带动叶轮一起作高速旋转运动，迫使预先充灌在叶片间的液体旋转，在惯性离心力的作用下，液体自叶轮中心向外周做径向运动。液体在流经叶轮的运动过程中获得了能量，静压能增高，流速增大。当液体离开叶轮进入泵壳后，由于壳内流道逐渐扩大而减速，部分动能转化为静压能，作后沿切向流入排出管路。所以泵壳不但是汇集由叶轮流出液体的部件，而且还是一个动能装置。当液体自叶轮中心甩向外周的同时，叶轮中心形成低压区（既形成真空）在储槽液面与叶轮中心总势能差（既压差）的作用下，使液体被吸入叶轮中心。依靠叶轮的不断运转，液体便连续的被吸入和排出。液体在离心泵中获得的机械能最终表现为静压能的提高。（1）气缚及气
26、缚的处理方法在离心泵启动前没向泵壳内灌满被输送的液体，由于空气密度低，叶轮旋转后产生的离心力小，叶轮中心区不足以形成吸入贮槽内液体的低压，因而虽启动离心泵也不能输送液体。这表明离心泵无自吸能力，此现象称为气缚。吸入管路安装单向底阀是为了防止启动前灌入泵壳内的液体从壳内流出。空气从吸入管道进到泵壳中都会造成气缚。所以离心泵启动前必须向壳体内灌满液体，在吸入管底部安装带滤网的底阀。底阀为止逆阀，防止启动前灌入的液体从泵内漏失。滤网防止固体物质进入泵内。靠近泵出口处的压出管道上装有调节阀，供调节流量时使用。（2）汽蚀现象在如图所示的管路中，在液面00与泵进口附近截面11之间无外加能量，液体靠压强差流
27、动。因此，提高泵的安装位置，叶轮进口处的压强可能降至被输送液体的饱和蒸汽压，引起液体部分汽化。实际上，泵中压强最低处位于叶轮内缘叶片的背面，当泵的安装位置高至一定距离，首先在该处发生汽化并产生汽泡。含汽泡的液体进入叶轮后，因压强升高，汽泡立即凝聚，汽泡的消失产生局部真空，周围液体以高速涌向汽泡中心，造成冲击和振动。尤其是当汽泡的凝聚发生在叶片表面附近时，众多液体质点犹如细小的高频水锤撞击着叶片；另外汽泡中还可能带有氧气等对金属材料发生化学腐蚀作用。泵在这种状态下长期运转，将会导致叶片的过早损坏，这种现象称为泵的汽蚀。离心泵在产生汽蚀条件下运转，泵体振动并发出噪音，流量、扬程和效率都明显下降，严
28、重时甚至吸不上液体。为了避免汽蚀现象，泵的安装位置不能太高，以保证叶轮中各处的压强高于液体的饱和蒸汽压4.1.3特性曲线离心泵的性能参数H、Q、及N之间并非孤立的，而是相互联系相互制约的。其具体定量关系由实验测定，并将测定结果用曲线形式表示，即为特性曲线。 上图即为4B20型清水泵在转速n = 2900转/分钟条件下测得的特性曲线。关于特性曲线由此图可见：（1）离心泵的压头H随流量Q的增加而降低 ；（2）离心泵的轴功率N随着流量Q的增大而上升，流量为零时轴功率最小。所以离心泵启动时，应关闭泵的出口阀门，使启动电流减小，保护电机；（3）随着流量Q的增大，泵的效率也随之上升，并达到一最大值。以后流
29、量再增大，效率就下降。这说明离心泵在一定转速下有一最高效率点，称为设计点。与最高效率点对应的Q、H、P值称为最佳工况参数。根据输送条件的要求，离心泵往往不可能正好在最佳工况点运转，因此一般只能规定一个工作范围，称为泵的高效率区，通常为最高效率的92%左右。4.1.4液体物理性质的影响密度的影响：由离心泵的基本方程式可知，离心泵的压头、流量均与液体的密度无关，所以效率也不随液体的密度而改变，但轴功率会随着液体密度而变化。粘度的影响：所输送的液体粘度越大，泵内能量损失越多，泵的压头、流量都要减小，效率下降，而轴功率则要增大。4.1.5离心泵的操作泵开启前先要盘车，检查循环水，油封，表计，电机等有无
30、异常现象。首先打开进口阀门，让液体进入并充满泵体。关闭泵的出口阀门，开启轴封水（有平衡管的需打开平衡管）再开启泵的电机，待出口压力达到工艺要求值后，再缓慢的打开出口阀门。先缓慢关闭泵的出口阀门，停离心泵电机，关闭轴封水，在关闭泵的进口阀门。4.1.6泵运行时注意事项在开车及运行过程中、必须注意观查仪表读数、轴承温升、填料滴漏和温升以及泵的振动和杂音等是否正常，如果发现异常情况，应及时处理。轴承温度与环境温度之差不的超过40，轴承温升最高不大于80填料漏水应该是少量均匀的。轴承油位应保持在正常位置上（三分之二），不能过高或过低，过低时应及时补充润滑油。如密封环与叶轮配合部位的间隙磨损过大应更换新
31、的密封环（新泵的直径间隙在0.150.25mm左右）应尽量使泵在铭牌规定的性能点（流量，扬程等）附近运转，这样可使泵长期在高效率区工作，以达到最大的节能效果。4.2真空泵真空泵的工作原理是把一个密闭的或半密闭的空间中空气排出或者吸收，达到局部空间的相对真空。在降水工程中，利用这种真空产生的吸力将水抽出。常见的真空泵有：往复式真空泵、水环泵、分子泵、旋片式真空泵、摇摆活塞式真空泵、隔膜式真空泵、线性真空泵等。4.2.1水环泵水环式真空泵（简称水环泵）是一种粗真空泵，它所能获得的极限压力较低，为 2.669.31kPa。由于水环泵压缩气体的过程是等温的，故可抽除易燃、易爆的气体，此外还可抽除含尘，
32、含水的气体，在降水工程中可以有效抽出含泥沙、空气的水，因此，水环泵在工程中得到广泛的应用。需要注意的是，水环泵的最大抽吸深度一般不超过9.6m。所以在很多情况下水环泵总是设计成多级抽吸，或和其它类型的真空泵，如往复式真空泵、旋片式真空泵一起工作。4.2.2往复式真空泵又名活塞式真空泵，与旋片式真空泵相比较，它能被制成大抽速的泵；与水环式真空泵相比，效率稍高。但这类泵的主要缺点是结构复杂，体积较大，运转时振动较大等。 往复式真空泵工作原理图往复泵的主要部件有气缸1及在其中做往复直线运动的活塞2，活塞的驱动是用曲柄连杆机构3（包括十字头）来完成的。除上述主要部件外还有排气阀4和吸气阀5等重要部件，
33、以及机座、曲轴箱、动密封和静密封等辅助部件。运转时，在电动机的驱动下，通过曲柄连杆机构的作用，使气缸内的活塞做往复运动。当活塞在气缸内从左端向右端运 动时，由于气缸的左腔体积不断增大，气缸内气体的密度减小，而形成抽气过程，此时被抽容器中的气体经过吸气阀5进入泵体左腔。当活塞达到最右位置时，气缸 左腔内就完全充满了气体。接着活塞从右端向左端运动，此时吸气阀5关闭。气缸内的气体随站活塞从右向左运动而逐渐被压缩，当气缸内气体的压力达到或稍大于 一个大气压时，排气阀4被打开，将气体排到大气中，完成一个工作循环。当活塞再左向右运动时，又重复前一循环，如此反复下去，被抽容器内最终达到某一稳定 的平衡压力。
34、为提高抽气效率，一般在气缸的两端均设有吸气阀和排气阀，然后用管路将气缸两端的吸气口和排气口并联起来。4.2.3旋片式真空泵如图所示，旋片式真空泵内偏心安装的转子与定子固定面相切，两个旋片在转子槽内滑动并与定子内壁相接触，将泵腔分为几个可变容积腔。当转子按箭头方向旋转时，与吸气口相通的空间A的容积是逐渐增大的，正处于吸气过程。而与排气口相通的空间C的容积是逐渐缩小的，正处于排气过程。居中的空间B的容积也是逐渐减小的，正处于压缩过程。由于空间A的容积是逐渐增大，气体压强降低，泵的入口处外部气体压强大于空间A内的压强，因此将气体吸入。当空间A与吸气口隔绝时，即转至空间B的位置，气体开始被压缩， 容积
35、逐渐缩小，最后与排气口相通。当被压缩气体超过排气压强时，排气阀被压缩气体推开，气体穿过油箱内的油层排至大气中。4.2.4真空泵设备特点结构紧凑，体积小，狭窄工地也能进入，还可以落深，有利于基坑开挖。性能良好，真空度高，抽水量大，抽吸深度可达9.5米，可使开挖深度相应有所增加。运行可靠，该机组没有机械磨擦部件，不易发生故障。机械密封性好，无需经常更换密封部件。4.2.5使用要求现场使用必须地基牢固，放置平稳。水箱内不能进入杂物。野外使用，电机部位必须安放厂方提供的遮阳棚。用时整个井点降水系统是在真空状态下进行的，所在要求各管道接口密封良好，否则将很大地降低效率。使用前必须把水箱注满水，开启进水阀
36、门，启动真空泵，待地下水抽吸上来以后，根据出水量的大小，逐渐调小进水阀门。井点降水系统中机组和井管的布置是根据基坑的大小、深度、土质、地下水位高低、流向及降水深度而定。使用初真空度低排水量大，其大小同吸水深度有关，然后，排水量减少真空度提高，地下水位降低。机组的工作真空度在一般情况下可以反映降水过程中在井点处的水位，即离机组进口的垂直距离。如真空度为-0.05MPa，此时水位约5米。过滤桶须定期清理，以免杂质进入真空泵对泵造成损坏，长期停机不用，应把水箱和泵内的水放光，以免锈蚀和冻裂。4.3射流泵射流泵是依靠一定压力的工作流体通过喷嘴高速喷出带走被输送流体的泵。按照工作流体的种类射流泵可以分为
37、液体射流泵和气体射流泵，其中以水射流泵和蒸汽射流泵最为常用。射流泵主要用于输送液体、气体和固体物。它还能与离心泵组成供水用的深井射流泵装置，由设置在地面上的离心泵供给沉在井下的射流泵以工作流体来抽吸井水。射流泵没有运动的工作元件，结构简单，工作可靠，无泄漏，也不需要专门人员看管，因此很适合在水下和危险的特殊场合使用。在降水工程中，常见的是液体射流泵。以下，详细阐述液体射流泵的工作特点。4.3.1基本结构主要有：1.压力管路、2.喷嘴、3.吸入管路、4.喉管、5.扩散管、6.排出管等组成。该泵整体结构简单，没有运动件，其结构如图所示。射流泵基本结构示意图4.3.2工作原理 工作液体从动力源沿压力
38、管路1引入喷嘴2，在喷嘴出口处由于射流和空气之间的粘滞作用。把喷嘴附近空气带走，使喷嘴附近形成真空，外界大气压力作用下，被抽送液体从吸入管路3被吸上来，并随同高速工作液体一同进入喉管4内，在喉管内两股液体发生动量交换，工作液体将一部分能量传递给被抽送液体。这样，工作液体速度减慢，被抽送液体速度渐加快，到达喉管末端两股液体的速度渐趋一致，混合过程基本完成。然后进入扩散管5，在扩散管内流速渐降低压力上升，最后从排出管6排出。 4.3.3基本性能研究射流泵基本方程以无量纲参数扬程比h，流量比q和面积比m来表征射流泵内的能量变化，以及各基本零件（喷嘴、喉管、扩散管和喉管进口）对性能的影响。 运用水力学
39、基本原理，即对射流泵沿着液体流动方向分段应用动量方程、能量方程和连续性方程分五步导出射流泵基本方程。1)先对喉管进口a-a断面与它的出口b-b断面列出动量方程：(q11a+q22a)- (q1+q2)b=(pb+gza)-(pa+gza)fb其中：1a=1n, 2a=, b=。射流泵内流速压力变化图2)对n-n断面和a-a断面用动量方程，再对e-e断面与n-n断面用能量方程，求出a-a断面被抽送液体平均流速：2a=3）对n-n 断面与m-m断面用能量方程求出n-n断面的工作液体平均流速的表达式：=4)对b-b断面与c-c断面用能量方程，求出b-b断面平均流速的表达式5)将已知的，和的表达式代入
40、，整理后得射流泵基本方程：上列诸式中的流速系数可以根据相应部分的各阻力系数 用水力学方法进行计算，或通过试验测出。在一般计算中可以采用0.95， 。6)射流泵的效率：=7)面积比：m = 喉管断面面积喷嘴出口断面面积=,4.3.4主要影响因素分析射流泵的特性曲线就是反映泵的几何尺寸、压力与流量等参数之间的关系曲线，它是射流泵设计时参考的重要依据。只要知道各系列射流泵各处的阻力系数，应用给出的方程和公式便可通过计算作出射流泵的特性曲线。当给定一个面积比m以后，便可由一系列相对应的流量比q与扬程比h、流量比q与效率比， 各给出一条h-q和-q曲线。根据前面导出的液体射流泵的基本性能方程，可以绘制出
41、泵的特性曲线。4.3.5射流泵的综合特性曲线在h已给定的情况下，包络线上各点对应的面积比是最优面积比。利用包络线h=f(q,m)与各特性曲线h=f(q)的交点可得到m与q的关系，并可做出q-m曲线，如图4所示。包络线h=f(q,m)把坐标平面h-q分成两部分，如果设计数据h和q构成的设计工况点落在包络线的下面，则说明参数给的合理，可以设计出m等于某个数值的射流泵；如果(h,q)设计点落在包络线的上方，说明用这组数据不可以设计出想得到的射流泵。射流泵综合特性曲线是通过对实际应用的射流泵m值范围以内的情况，和当m值不变，而尺寸改变的各种射流泵的情况下进行计算和实验研究得出的。所以射流泵综合特性曲线
42、可以用来判别和指导设计。最优面积比射流泵主要用于喷射井点。5.轻型井点降水设备轻型井点降水过程中所用到的设备主要有井点成孔设备和降水系统设备两大部分。其中成孔设备主要包括起重设备、冲管和冲击或钻机等，而降水系统主要由井点管、连接管、集水总管及抽水设备等组成。根据建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001以及建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002。 5.1降水设备滤管：一般直径为3855mm，壁厚30mm，由无缝钢管或镀锌管制成。在如今的通常情况下，滤管长2Om左右。一端用厚为40mm钢板焊死，在此端14m长范围内，在管壁上钻中15m的小圆孔，孔距为25mm，外包两层
43、滤网，滤网采用编织布，外再包一层网眼较大的尼龙丝网，每隔5060mm用lO号铅丝绑扎一道，滤管另一端与井点管进行联结。另外，应当注意滤管的插入深度不应处于不透水层中。井点管：直径与滤管直径相适应，一般为3855mm，壁厚为30mm，同样由无缝钢管或镀锌管。井点管的插入深度一般要求由高程布置计算决定，一般工程大多采用环形布置。连接管：透明管或胶皮管与井点管和总管连接，采用8号铅丝绑扎，应扎紧以防漏气。总管：为直径75102mm钢管，壁厚为4mm，用法兰盘加橡胶垫圈连接，防止漏气、漏水。抽水设备：根据设计配备离心泵、真空泵或射流泵，以及机组配件和水箱。总管及抽水设备的选用根据涌水量计算结果决定：以
44、上各种装置中，滤管、井点管、连接管、总管一般皆为工厂根据工程设计实际需要制作。而抽水设备则根据实际情况，经济条件选取。5.2轻型井点计算计算内容包括：涌水量计算、井点管数量与井距的确定，以及抽水设备选用等。井点计算由于受水文地质和井点设备等许多因素影响，算出的数值只是近似值。轻型井点涌水量计算之前，先要确定井点系统布置方式和基坑计算图形面积，然后计算总涌水量。5.2.1涌水量计算（1）单井涌水量计算井点系统涌水量计算是按水井理论进行的。水井根据井底是否达到不透水层，分为完整井与不完整井；凡井底到达含水层下面的不透水层顶面的井称为完整井，否则称为不完整井。根据地下水有无压力，又分为无压力井（即水
45、井布置在潜水埋藏区）与承压井（即水井布置在承压水埋藏区）。各类井的涌水量计算方法都不同，其中以无压完整井的理论较为完善。无压完整井抽水一定时间后，井周围水面最后降落成渐趋稳定的漏斗状曲面，称之为降落漏斗。水井轴至漏斗边缘（该处原有水位不变）的水平距离称为抽水影响半径R 。完整井水位降落曲线1不透水层； 2透水层； 3井； 4原有地下水位线；5水位降落曲线； 6距井轴x处的过水断面；7压力水位线根据达西线性渗透定律，可得：无压完整井单井的涌水量Q为H含水层厚度（m）；h井内水深（m）；R抽水影响半径（m）；r水井半径（m）。承压完整井单井的涌水量Q为 H承压水头高度（m）M承压含水层厚度（m）s
46、井中水位降低深度（m）（2）群井涌水量计算群井是由许多单井组成。各井点同时抽水时，由于各个单井相互距离都小于抽水影响半径，因而各个单井水位降落漏斗彼此干扰，其涌水量比单独抽水时要小，所以总涌水量不等于各单井涌水量之和。无压完整井环形井点系统总涌水量环形井点涌水量计算简图Q井点系统的涌水量（m3/d）；K土的渗透系数（m/d）；H含水层厚度（m）s基坑中心的水位降低值（m）R抽水影响半径（m）x0基坑假想半径（m） F环状井点系统所包围的面积（m2）在实际工程中往往会遇到无压不完整井的井点系统，其涌水量计算较为复杂。为简化计算，仍可采用上述公式，但此时式中H 换成有效带的深度H0。H0值系经验数值，可查下表。当算得的H0大于实际含水层厚度H时，则仍取H值。有效带的深度H0值S/(S/+l)0.20.30.50.8H01.3(S/+l)1.5(S/+l)1.7(S/+l)1.85(S/+l)承压完整井环形井点涌水量计算公式为 M 承压含水层厚度（m）；承压非
