中鐵上海工程局集團有限公司 上海 200436

目前國內(nèi)地鐵車站深基坑施工一般采用自滲井點、深井真空降水井點降水，但在低滲透性土層中降水時，降水效果并不理想。通過對深基坑真空降水的研究，設(shè)計出一種雙管疏干井結(jié)構(gòu)，取得了較好的降水效果。

1 工藝原理

低滲透性黏土層超真空雙管疏干井將井管降水結(jié)合真空技術(shù)，采用雙管構(gòu)成內(nèi)、外腔，內(nèi)腔頂部開放，外腔密封保持高真空狀態(tài)，低滲透性黏土地層與外腔形成壓力差，加速土層中的水向外腔滲透，通過內(nèi)、外腔的真空泵、潛水泵排出（圖1）。

2 施工工藝流程及操作要點

2.1 施工工藝流程

低滲透性黏土層超真空雙管疏干井的施工工藝流程為：鉆井成孔→清孔換漿→外管安裝→濾料回填→井壁清理→內(nèi)管安裝→安裝設(shè)備→加真空、抽水。

2.2 操作要點

2.2.1 鉆井成孔

1）疏干井開孔孔徑為550 mm，一徑到底。

2）開孔時輕壓慢轉(zhuǎn)，以保證開孔的垂直度。鉆進時一般采用自然造漿鉆進，泥漿密度控制在1.10～1.15 g/cm3。

2.2.2 清孔換漿

鉆至設(shè)計標(biāo)高后，將鉆具提升至距孔底20～50 cm處，開動泥漿泵清孔，以清除孔內(nèi)沉渣，孔內(nèi)沉淤應(yīng)小于20 cm，同時調(diào)整泥漿密度至1.05 g/cm3左右。

2.2.3 外管安裝

外管管壁周圍包扎2 層目濾網(wǎng)，外管采用分節(jié)下放，下放時管的中心線與孔徑同心，管之間焊接連接，外管下放到標(biāo)高后，管頂高出地面30～50 cm。

2.2.4 濾料回填

將鉆桿提至濾水管下端，井管上口加悶頭密封，從鉆桿內(nèi)泵送泥漿，使泥漿由井管和孔壁之間往上返，并逐漸調(diào)小泵量，待泵量穩(wěn)定后開始投放濾料（濾料粒徑2～3 mm，含泥量≤3%），直至濾料下入預(yù)定位置為止，地表以下回填厚3.00 m黏性土。

1.外部環(huán)境變化對黨員的思想觀念帶來負(fù)面影響。伴隨著經(jīng)濟全球化的迅猛發(fā)展，西方社會中的政治觀點、價值觀念、文化潮流沖擊著企業(yè)黨員的思想觀念，世界社會主義運動遭受挫折，市場經(jīng)濟負(fù)面因素等情況的沖擊和影響，勢必使一些企業(yè)黨員在思想認(rèn)識上出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致思想和行為背離黨的先進性要求。

2.2.5 井壁清理

采用高壓清水與水泵聯(lián)合洗井法，通過鉆桿向井內(nèi)注入高壓清水，沖洗管壁泥皮，清除濾料段泥砂，水泵抽排管內(nèi)泥漿，反復(fù)進行直至水清、砂凈。

2.2.6 內(nèi)管安裝

降水井內(nèi)管采用φ150～φ200 mm的圓鋼管， 施工時內(nèi)管與外管同心，分節(jié)下放，管之間焊接連接，確保內(nèi)管密實，內(nèi)管底部安置于目標(biāo)降水水位以下不小于1 m。

2.2.7 井口密封

井口密封采用法蘭+密封墊，法蘭包括上法蘭和下法蘭，上、下法蘭為厚15 mm環(huán)形鋼板，上面開設(shè)有抽氣孔和真空表孔；上法蘭與內(nèi)徑200 mm、壁厚3 mm的內(nèi)管連為一體，下法蘭與內(nèi)徑273 mm、壁厚4 mm的外管連為一體，連接方式為焊接。上下法蘭之間采用橡膠墊圈密封，并預(yù)留真空泵接口和真空計接口。如圖2所示。

圖1 工藝原理示意

圖2 井口結(jié)構(gòu)示意

2.2.8 安裝設(shè)備

2.2.9 加真空、抽水

啟動真空泵，進行抽水，水位到設(shè)計標(biāo)高后，開始基坑開挖。

3 工程應(yīng)用

3.1 井位設(shè)置

在櫻花公園站3號線車站12～21軸基坑布置4 口深井真空井和2 口超真空雙管疏干井。深井真空井編號分別為S47、S48、S51、S53；超真空雙管疏干井編號分別為S49、S52，井深均為30 m。

3.2 抽水情況

對4 口深井真空井抽水，其真空度維持在-0.04 MPa，如表1所示； 對2 口超真空雙管疏干井抽水，其真空度維持在-0.08 MPa以上，如表2所示。

表1 深井真空井降水效果

表2 雙管疏干井降水效果

3.3 超真空雙管疏干井應(yīng)用中的問題及解決措施

1）超真空井內(nèi)管采用鋼管，質(zhì)量過大，安裝難度大。3號線12～21軸基坑采用30 m深降水井，根據(jù)降水深度及工藝要求，內(nèi)管長28 m。降水深度越深，內(nèi)管長度越長，質(zhì)量越大，而內(nèi)管的固定僅靠井口法蘭支撐，對法蘭的要求較高。為解決井深度增加對法蘭受力增加的影響，將內(nèi)管材料更換成材質(zhì)較輕的PVC管，PVC管的連接接頭均采用密封膠密封處理，確保內(nèi)管密封良好和功能完整。

2）上部降水時，抽真空時伴隨著水一起抽出，且真空度達不到最大。成井后，內(nèi)管潛水泵先不抽水，只抽排外管內(nèi)的空氣，此時伴隨著水一起排出，且真空度較低，隨著降水的深度增加，真空度逐漸增大，直到最后穩(wěn)定，且維持一個較大的真空度。

當(dāng)外管進行抽真空時，真空度為ρ，內(nèi)外管會形成水位差?h，當(dāng)?h≥H+h時，在內(nèi)管大氣作用下，外管內(nèi)的水位已超過管頂，抽真空時一起排出管外。

因此，為達到外管保持持續(xù)較高的真空度，且有利于土體里的水向外管內(nèi)滲透，需保持真空度，使形成的內(nèi)外管壓力差?h＜H+h，且保持外腔水位低于土體水位。

因此，在工程實際應(yīng)用中，將內(nèi)腔潛水泵入水口位置設(shè)置好后，同時設(shè)置潛水泵自動啟停水位線，該水位線設(shè)置高度略高于潛水泵入水口水位線，這樣始終保持了?h＜H+h，且外管始終保持最低水位線，不僅有利于土體內(nèi)滲水漏斗的形成，更可以達到超真空雙管井的最佳降水狀態(tài)（圖4）。

3.4 效果對比

1）深井真空井真空度維持在-0.04 MPa，超真空雙管疏干井真空度維持在-0.08 MPa以上，比深井真空井真空度高達1 倍。

2）深井真空井平均日抽水量為1.20 m3；超真空雙管疏干井平均日抽水量為1.91 m3；為深井真空井的1.59 倍。

圖3 內(nèi)外管水位示意

3）降水速率提高。深井真空井抽水50 d，平均降水深度達16.43 m，平均降水率為16.43/50=0.32 m/d；超真空雙管疏干井抽水50 d，平均降水深度達19.21 m，平均降水率為19.21/50=0.38 m/d；超真空井降水速率為深井真空井的1.2 倍。

4 結(jié)語

1）通過研究，解決了現(xiàn)有技術(shù)在低滲透性黏土層中抽水影響半徑小及出水率低的技術(shù)問題，加快施工進度，縮短了施工工期。

2）雙管真空疏干井設(shè)置了內(nèi)外腔，抽水在內(nèi)腔、抽真空在外腔，兩者獨立操作，從而保證了兩者均能高效進行。

3）內(nèi)井管可以重復(fù)使用，降低成本、節(jié)能環(huán)保。