李顯

【摘 要】降排水施工是否成功，在很大程度上決定著深基坑施工的成功與否。同時(shí)由于地下工程的復(fù)雜性，基坑開挖過程中出現(xiàn)局部地質(zhì)變異性大、局部流砂或涌水等現(xiàn)象，而且往往是多種因素綜合作用。筆者總結(jié)多條地鐵深基坑具體工程，闡述了基坑降水設(shè)計(jì)及施工中的技術(shù)問題。

【關(guān)鍵詞】地鐵車站；深基坑；降水設(shè)計(jì)；減壓井

在地下水位較高的地區(qū)開挖地鐵深基坑時(shí)，由于含水層被切斷，在壓差作用下，地下水必然會(huì)不斷地滲流入基坑，如不進(jìn)行基坑降排水工作，將會(huì)造成基坑浸水，使現(xiàn)場(chǎng)施工條件變差，地基承載力下降，在動(dòng)水壓力作用下還可能引起流砂、管涌和基坑失穩(wěn)等現(xiàn)象。同時(shí)若降水處理不當(dāng)，會(huì)引發(fā)施工險(xiǎn)情，并嚴(yán)重滯后工期。因此，為確保基坑施工安全，必須采取有效的輔助降排水措施，基本保證無水作業(yè)，確保地鐵施工安全、質(zhì)量和工期。

1 降水作用

根據(jù)地鐵施工特點(diǎn)，一般采用管井降水，主要作用防比坑壁和基底滲水，保證基底干燥，便于施工，同時(shí)減少孔隙水壓力，提高土體固結(jié)強(qiáng)度，增強(qiáng)土體抗剪強(qiáng)度，在有承壓水頭的基坑，減少承壓水頭對(duì)基坑底板的頂托力，防比基坑突涌。在顆粒級(jí)配均勻而細(xì)的砂性土等符合流砂和管涌條件的軟弱富水地層，選擇合適的降低地卜水或水頭的方法，可以有效的避免流砂、管涌、基底隆起等病害，防比坑壁土體的坍塌。

2 降水方法

常用的基坑降水方法有集水明排、輕型井點(diǎn)及多級(jí)輕型井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、真空井點(diǎn)、管井（深井）等方法，采用哪種方法與滲透系數(shù)、降水深度及適應(yīng)地層有關(guān)。管井（深井）降水降深一般大于10m，滲透系數(shù)大于6～10，適合粉質(zhì)薪土、砂質(zhì)薪土、各類砂土、礫砂、卵石等地層，在地鐵施工中廣泛使用。

地鐵基坑降水一般分坑內(nèi)降水、坑外降水及坑內(nèi)外結(jié)合?；訃o(hù)不設(shè)比水帷幕，群井設(shè)在坑內(nèi)或坑外無明顯差別，為施工方便一般采取坑外降水。當(dāng)帶有比水帷幕的圍護(hù)結(jié)構(gòu)深入降水目的的含水深度小于3m～6m，并小于含水層厚度的20%～30%，一般坑內(nèi)、外降水差別不大，當(dāng)群井放在坑外時(shí)過濾器頂部應(yīng)放在圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部以卜；當(dāng)比水帷幕的圍護(hù)結(jié)構(gòu)深入降水目的的含水層深度達(dá)10m～15m或15m以上，或占含水層厚度的30%～80%時(shí)，或當(dāng)比水帷幕的圍護(hù)結(jié)構(gòu)深入降水目的的含水層底板以卜，一般采用坑內(nèi)降水。

3 地鐵降水設(shè)計(jì)的原則

由于地鐵建設(shè)工程降水其復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般基坑降水工程，因此，除滿足一般降水規(guī)范要求外，還必須遵循以下原則：

1）根據(jù)地鐵降水工程的特點(diǎn)，以“安全至上、質(zhì)量第一”為準(zhǔn)則確保施工安全；

2）降水井布置重點(diǎn)考慮對(duì)交通、周邊環(huán)境的影響，減少降水施工、抽水所占用的地面空間；

3）降水井布置要避開地下管線、地下構(gòu)筑物，控制距橋梁、建筑物基礎(chǔ)的距離；

4）必須有效控制降水引起建筑物沉降以及對(duì)地下水環(huán)境的影響；

5）必須要考慮降水工程實(shí)施的可行性，施工工藝成熟，完成設(shè)計(jì)的可靠性，對(duì)地下水資源的保護(hù)，降低降水工程成本；

6）降水結(jié)束后，對(duì)降水設(shè)施的處理必須符合市政管理的有關(guān)規(guī)定。

4 降水方案的設(shè)計(jì)

降水方案的設(shè)計(jì)一般分為制定階段、優(yōu)化階段、運(yùn)行階段。在降水方案的制定階段，應(yīng)搜集已有的地質(zhì)、水文資料，根據(jù)基坑情況（面積、深度、支護(hù)形式、施工時(shí)問和周期）、周邊環(huán)境（周邊建筑物情況、管線、排水等），并結(jié)合臨近工區(qū)類似降水情況制定降水方案。進(jìn)入優(yōu)化和實(shí)施方案階段應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)抽水實(shí)驗(yàn)取得實(shí)測(cè)的水文地質(zhì)參數(shù)，一般應(yīng)通過單孔抽水或布置1個(gè)和多個(gè)觀測(cè)孔的非穩(wěn)定流抽水實(shí)驗(yàn)來獲取含水層的參數(shù)，作為優(yōu)化的設(shè)計(jì)依據(jù)。根據(jù)優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行部分降水井的群井抽水，將實(shí)測(cè)資料和設(shè)計(jì)資料比較，調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)群井抽水的環(huán)境監(jiān)測(cè)資料，制定運(yùn)行方案。

5 降水井施工工藝

5.1 成孔

由于地層中卵石粒徑較大，反循環(huán)鉆機(jī)施工有可能會(huì)產(chǎn)生斜孔或卡鉆導(dǎo)致無法施工，可采用旋挖鉆機(jī)鉆孔。確保孔徑不小于設(shè)計(jì)孔徑.考慮抽水期間沉淀物沉積的影響，成井深度略大于設(shè)計(jì)深度。鉆孔過程中做好成孔記錄，并采集土樣，核對(duì)含水層所在部位和土的顆粒組成。

5.2 清孔

井管下入前進(jìn)行清孔作業(yè)，清孔采取注入清水置換，利用砂石泵抽出沉渣，并測(cè)定井深。

5.3 下井管

井管采用無砂硅濾水管，在預(yù)制混凝土管鞋上放置井管，同時(shí)水位以下包纏尼龍濾網(wǎng)，緩緩下放，當(dāng)管口與井口相差200mm時(shí)，接上節(jié)井管。井管要高出地而不小于200mm，并加蓋防水雨布臨時(shí)保護(hù)。

5.4 填濾料

下管后立即填入濾料。采用人工方法沿井孔四周均勻連續(xù)填入。濾料填至井口下lm處，其上用粘土回填夯實(shí)。

5.5 洗井

回填濾料完成后，要及時(shí)進(jìn)行洗井，防止井底沉渣厚度過人或無砂管孔隙堵死；洗井時(shí)間不少于3個(gè)臺(tái)班，要求基本達(dá)到水清。洗井結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行單井試抽水試驗(yàn)，當(dāng)出水量小于預(yù)計(jì)水量時(shí)，應(yīng)采取其它處理措施以增人出水量，必要時(shí)應(yīng)重新施工降水井。

5.6 水泵安裝

將潛水泵及泵管吊放至井底以上1.5m處。安裝并接通電源，做到一井一泵一閘一漏，檢查水位繼電制動(dòng)抽水裝置和漏電保護(hù)系統(tǒng)。

5.7 試抽

洗井后，對(duì)井管進(jìn)行單井試抽，如有異常情況，重新洗井，并再次進(jìn)行抽水試驗(yàn)。

5.8 排水管路安裝

沿基坑邊緣設(shè)置排水管溝，將每個(gè)降水井的排水管匯入排水管溝，利于維修、監(jiān)控；管路過路段設(shè)置保護(hù)套管，避免重車碾壓破壞管路，造成滲漏。

6 降水施工及運(yùn)行質(zhì)量保證

根據(jù)降水井設(shè)計(jì)要求，土方開挖前在東西基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)分別施工24， 28眼降水井，與一期暗挖段建成的降水井封閉成環(huán)，為保證后期降水效果，降水井施工及運(yùn)行過程中嚴(yán)格控制降水井施工質(zhì)量。

6.1 確保降水井深度

降水井鉆孔完畢后山專人進(jìn)行量測(cè)，確保井深滿足要求，保證接觸而積進(jìn)而保證降水井透水性能和效果。

6.2 嚴(yán)格控制濾料質(zhì)量

降水井采用潔凈的濾料從井底向上至地表以下3m，在井管與孔壁之間的空隙均勻圍填。濾料規(guī)格為含水層篩分粒徑的5～10倍，且最人粒徑5cm，級(jí)配良好。濾料按照設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格篩選，選取粒徑合適的級(jí)配碎石，反復(fù)清洗干凈；嚴(yán)格控制濾料回填的時(shí)間及高度。

6.3 洗井要徹底

洗井是成井工藝中重要的一道工序。一口井能否發(fā)揮作用，取決于洗井的質(zhì)量。在濾管四周填濾料后立即進(jìn)行洗井，清除停留在孔內(nèi)和透水層中的泥漿與孔壁的泥漿。疏通透水層，并在井周圍形成良好的反濾層。洗井過程中觀測(cè)水位及出水量變化情況。

6.4 做好試抽工作

試抽應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不應(yīng)中途間斷。需要維修或更換水泵時(shí)，應(yīng)逐一進(jìn)行。抽水開始后，應(yīng)逐一檢查單井出水量、出水含砂量。當(dāng)含砂量過人，可將水泵上提，如含砂量仍然較人，應(yīng)重新洗井。

6.5 提前降水

按照施工進(jìn)度計(jì)劃，在基坑開挖前15天提前進(jìn)行降水，以保證能及時(shí)降低基坑內(nèi)的地下水位。

6.6 降水維護(hù)與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

施工中要做好嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)管理工作，通過動(dòng)態(tài)的信息管理，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)處理并及時(shí)反饋以指導(dǎo)施工。如有異常情況，應(yīng)及時(shí)通知有關(guān)各方采取有效的應(yīng)急措施，防止工程事故的發(fā)生。

7 結(jié)語(yǔ)

降水施工在深基坑明挖施工中占據(jù)主導(dǎo)地位，它控制著施工進(jìn)度與基礎(chǔ)工程的安全。合理的設(shè)計(jì)和一流的成井質(zhì)量是降水成功的關(guān)鍵。通過大井法計(jì)算承壓水作用下基坑涌水量是可行的，能準(zhǔn)確地確定井深、井?dāng)?shù)和井距布置。合理的設(shè)計(jì)思路和布井模式又是降水成本控制的重要環(huán)節(jié)。

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[責(zé)任編輯：薛俊歌]