陳永亮

【摘要】地鐵工程在施工期間，水文地質(zhì)條件對(duì)其施工成效影響最為明顯，某些工程區(qū)域地下水資源豐富，需要采用降水的方法，減少受到地下水的干擾。文章將以某地鐵工程為例，在了解該工程井點(diǎn)降水方法應(yīng)用背景概況的基礎(chǔ)上，深入研討該工程不同井點(diǎn)降水方法的應(yīng)用建議。

【關(guān)鍵詞】地鐵工程，井點(diǎn)施工，降水技術(shù)

1地鐵工程井點(diǎn)降水方法應(yīng)用案例背景

某地鐵工程全長(zhǎng)13.5km，沿線水文地質(zhì)條件復(fù)雜，淺部施工時(shí)，發(fā)現(xiàn)含水層的賦水性比較好，而深部施工時(shí)，經(jīng)常受到偏高地下水的干擾。部分區(qū)間基底開挖至20m時(shí)，需要在潛水面2m、承壓水面3m以下施工，施工效果大打折扣。為減少受到地下水的干擾，工程需要采用合理的降水措施，將承壓水位降到最低狀態(tài)，為工程提供無水施工環(huán)境。而合適井點(diǎn)降水方法的應(yīng)用，要求施工前對(duì)工程的水文地質(zhì)情況展開全方位了解。經(jīng)勘查，確定工程從東往西，地下水埋深越來越淺，大約在100m深度位置的含水層，含有大量的砂礫石、礫石、中砂、卵石、細(xì)砂和砂卵礫石，厚度在60-90m之間，平均滲透系數(shù)為50m/d。不同區(qū)域的承壓水和潛水情況各不相同，某些區(qū)域只需要抽降承壓水或者潛水，但某些區(qū)域需要同時(shí)抽降潛水和承壓水，需要在施工時(shí)因地制宜地根據(jù)含水層埋深、厚度和土類情況而定，譬如含水層埋深0～7.8m，土類為填土和粘性土類，且厚度達(dá)到7.8m時(shí)，僅需抽降承壓水；含水層埋深0-9.53m，土類為填土及粘土類，且厚度達(dá)到7.53m，需要同時(shí)抽降承壓水和潛水；含水層埋深0-8.5m，土類為填土及輕亞粘土，且厚度達(dá)到8.5m，僅需抽降潛水。由此可見，不同井點(diǎn)降水方法的應(yīng)用，需要緊密結(jié)合所在施工區(qū)域的水文地質(zhì)情況，方可保證井點(diǎn)降水施工的成效。

2案例地鐵工程不同井點(diǎn)降水方法的應(yīng)用

基于案例地鐵工程井點(diǎn)降水方法應(yīng)用的背景概況，本工程分別應(yīng)用管井井點(diǎn)降水、輕型井點(diǎn)降水、水平井點(diǎn)降水等方法，具體施工方法如下：

2.1管井井點(diǎn)降水

本工程用于井點(diǎn)降水的管井，平均管徑為300mm，設(shè)置于明挖基坑和暗挖結(jié)構(gòu)的外側(cè)，每個(gè)管井之間距離至少為2m，以封閉方式布置，并配備抽水泵，抽水時(shí)將形成水位降落的漏斗，使得區(qū)間隧道兩側(cè)2m范圍內(nèi)的地下水位得以有效控制。在施工之前，工程現(xiàn)場(chǎng)布置了施工臨時(shí)圍擋及各種警示標(biāo)志，同時(shí)接通施工臨時(shí)電路和水管，以及查明地下管線及地下構(gòu)筑物的情況，在此基礎(chǔ)上測(cè)量放線、校核和挖深坑，布置好定位井，然后埋設(shè)鋼護(hù)筒和疊砌泥漿池，再將調(diào)整好的鉆機(jī)，對(duì)準(zhǔn)井位鉆孔，適時(shí)要求調(diào)整鉆機(jī)的水平度、垂直度和檢查鉆頭的直徑，直至鉆到設(shè)計(jì)孔深，方可換漿、驗(yàn)孔、下井管、填濾料、洗井、補(bǔ)濾料、上部封井，最后在確保不會(huì)影響地面交通后，安裝水泵開始抽水，否則需要做好地下工作井和地下排水支管。至于具體的施工技術(shù)要求，可概括為：

（1）定位井。根據(jù)井位圖、地下管線分布圖和坐標(biāo)控制點(diǎn)等，布置降水井的井位，期間考慮到地下管線和地面障礙物等的影響，而需要進(jìn)行井位置調(diào)整，適時(shí)應(yīng)將井位偏差，控制在50mm范圍內(nèi)，同時(shí)探明地下管線和地面障礙物情況，進(jìn)而控制好探坑平面尺寸和鉆孔鋼護(hù)筒深度。

（2）護(hù)筒埋設(shè)。本工程選用外徑1m的鋼護(hù)筒，埋設(shè)的深度，根據(jù)不同類型地層而定，鋼護(hù)筒埋設(shè)后在其上設(shè)置進(jìn)水口，同時(shí)利用粘土填充護(hù)筒與鉆孔之間的縫隙，保持鋼護(hù)筒的平整，方可起到鉆進(jìn)時(shí)避免回填土沖塌的預(yù)期作用。

（3）泥漿池壘砌。由于降水施工的泥漿容易擾動(dòng)周圍的路面，需在路面壘砌泥漿池，以滿足鉆進(jìn)期間水循環(huán)和鉆孔出渣的需求，其中泥漿池的大小，約為單井體積的1.5倍，壘砌后將塑料布覆蓋池底，避免泥漿池出現(xiàn)滲水問題。

（4）其他施工技術(shù)，包括鉆機(jī)調(diào)整、鉆孔、換漿、下管、填濾料等工序。鉆進(jìn)時(shí)，保持鉆進(jìn)的平穩(wěn)，將對(duì)位偏差和鉆孔垂直偏差，分別控制在20mm和1%范圍內(nèi)，同時(shí)保持孔內(nèi)泥漿液面的穩(wěn)定，一旦出現(xiàn)泥漿漏失，可通過泥漿比重的調(diào)整，防治塌孔事故發(fā)生。至于換漿，需要在鉆至設(shè)計(jì)深度以下0.5m后，在提升鉆頭的同時(shí)，以清水替換泥漿，將泥漿濃度稀釋到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，再緩慢往井壁四周添加填料。

以上的管井井點(diǎn)降水，要求適用于不同的含水地層，而從本工程現(xiàn)場(chǎng)情況來看，地層中所含的粉土和卵礫石，均能夠滿足管井降水的方法，但施工時(shí)，仍然需要考慮地層井的密度、單井出水能力和井身結(jié)構(gòu)等情況。

2.2輕型井點(diǎn)降水

工程區(qū)域內(nèi)包括粘性土、粉土和粉細(xì)砂等含水地層，需要利用輕型井點(diǎn)進(jìn)行降水，降水深度在6.5m左右。相比于管井降水，輕型井點(diǎn)降水效果更好，經(jīng)水文地質(zhì)勘察資料分析結(jié)果，決定在本地鐵車站出入口斜通道位置，以及隧道與地面交接過渡區(qū)域，利用輕型井點(diǎn)降水方法進(jìn)行降水。在應(yīng)用這種降水方法時(shí)，將封閉模式的井點(diǎn)，線形布置于降水施工范圍，共布置兩排，同時(shí)要求嚴(yán)格控制井點(diǎn)之間的距離，以及井點(diǎn)軸線和開挖面的距離等，前者保持1.75m左右的間距，而后者間距應(yīng)控制在2m左右，至于井點(diǎn)的開挖深度，原則上不小于6m，在場(chǎng)地面積比較大的位置，可利用二級(jí)降水模式，適時(shí)開挖深度應(yīng)適當(dāng)加大。關(guān)于輕型井點(diǎn)施工，是在成孔、下管和填料的基礎(chǔ)上，做好施工準(zhǔn)備工作，包括設(shè)置臨時(shí)圍擋和警示標(biāo)志、接通臨時(shí)電路和水路、查明地下管線和地面建筑物情況等，然后依次布置定位井、成井、洗井、安裝調(diào)試和抽水。在此將重點(diǎn)探討以下幾方面施工技術(shù)的應(yīng)用方法：①定井位，降水井井位施放的依據(jù)，為井位圖、坐標(biāo)控制點(diǎn)、地鐵區(qū)間控制點(diǎn)、地下管線分布圖，原則上的井位偏差，控制在50mm范圍內(nèi)，但如果遇到地下障礙物等特殊情況，需由技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)觀察后，進(jìn)行靈活調(diào)整。②成孔和下管：本工程成孔方式為長(zhǎng)螺旋成孔，孔深為10m，成孔期間遇到流砂層，頻繁出現(xiàn)塌孔跡象，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)商榷，決定改為正循環(huán)泥漿護(hù)壁成孔的方式，將鉆孔垂直偏差，控制在1%內(nèi)容。成孔后將規(guī)格φ50mm的鋼管置入孔內(nèi)，置入前，需要檢查鋼管的密封情況，包括檢查焊口是否漏氣和管底部是否堵死。③填濾料：沿著鋼管壁，均勻填入濾料，杜絕出現(xiàn)孔內(nèi)架橋問題，并嚴(yán)格控制填料高度；④洗井：以壓力注水的方法，將清水通過管口注入到孔底，直至返回的水不會(huì)渾濁。

2.3水平井點(diǎn)降水

本工程降水施工，在受到地面條件、地下條件、空中條件限制時(shí)，可采用水平井點(diǎn)降水的方法，即我們常說的輻射井降水。輻射水平井既可以安裝抽水設(shè)備，還可以改變含水層內(nèi)地下水徑流方向，將地下水引流至豎井內(nèi)，將進(jìn)行抽除，這種降水方法，能夠提供足夠的井水空間和保證降水時(shí)的安全。本工程現(xiàn)場(chǎng)所布置的輻射井，在考慮基坑引用半徑和水利坡度的基礎(chǔ)上，可有效控制范圍在80m以內(nèi)，水平井與隧道外皮、車站結(jié)構(gòu)外皮呈夾角連接，控制外側(cè)地下水補(bǔ)給通道，以及基坑中心點(diǎn)位置的承壓含水層降深。

3結(jié)束語

綜上所述，地鐵井點(diǎn)降水方法的選用，根據(jù)不同的地層情況，可因地制宜選用，其中常見的管井井點(diǎn)降水、輕型井點(diǎn)降水、水平井點(diǎn)降水，在實(shí)踐施工中，均被證明具有相當(dāng)?shù)氖┕こ尚?。文章通過研究，基本明確了案例地鐵工程不同井點(diǎn)降水的方法，但考慮到不同地鐵工程降水要求和條件的差異性，以上降水方法在其他工程中應(yīng)用時(shí)，還需要結(jié)合具體工程現(xiàn)場(chǎng)的降水情況，予以靈活地參考借鑒，并積極引入更為先進(jìn)的井點(diǎn)降水技術(shù)，作為本文研究的補(bǔ)充和完善內(nèi)容。

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