談地鐵附屬結(jié)構(gòu)明挖基坑井點降水技術(shù)措施

高靈通（中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司,太原 030000）

談地鐵附屬結(jié)構(gòu)明挖基坑井點降水技術(shù)措施

高靈通
（中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司,太原 030000）

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展和進(jìn)步，雖然城市中的交通工程逐漸增多，但面臨的交通壓力依然巨大。近年來，我國城市中的地鐵工程發(fā)展迅速，這對于地面交通壓力有了很大程度的緩解。地鐵工程施工在地下進(jìn)行，由于地下地質(zhì)情況復(fù)雜，所以施工難度非常大，其中深基坑開挖中的降水工程就非常常見。如何有效地降低地下水，確保施工及周邊環(huán)境的安全是地鐵工程施工中尤為重要的組成部分。論文根據(jù)工程的實際情況，對地鐵車站附屬結(jié)構(gòu)明挖深基坑施工中的井點降水施工技術(shù)進(jìn)行闡述，希望對今后的工程施工有所借鑒。

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.11.037

1　工程概況

某城市在建的地鐵車站工程，車站總長為210.8m，標(biāo)準(zhǔn)段寬度為20.1m，主體結(jié)構(gòu)為2層島式站，地下1層為站廳層，地下2層為站臺層，車站頂板覆土厚度約為3.5m，底板埋深約16.89m。車站附屬結(jié)構(gòu)共設(shè)置4個出入口及2個風(fēng)道。附屬結(jié)構(gòu)均采用明挖法施工，圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式為鋼管內(nèi)支撐+鉆孔灌注樁型式，坑內(nèi)井點降水施工。

2　井點降水施工

2.1降水的目的

本基坑坑內(nèi)采用自流式深井降水的方法，即在基坑內(nèi)按一定的間距布設(shè)降水井，深度在基底底面以下7～8m，濾水層為全濾式，利用土體的水位壓力差將基坑內(nèi)土體中的潛水疏干至深井內(nèi)，再利用潛水泵將降水井中的集水抽排疏干。

2.2降水方法

2.2.1確定管井的埋深

1)降水井深度計算

式中,H為基坑開挖深度；駐h為井點露出地面高度，一般取0.2～0.3m；駐h為降水后地下水位至基坑地面的安全距離，取駐h=0.5m；i為降水漏斗曲線水力坡度；i=1/10；h1為井點管至基坑頂面邊緣距離，一般取0.5～1.0m；r0為基坑中心至基坑頂面邊緣短邊距離；l為濾管長度，按經(jīng)驗值取6m。

2)降水井設(shè)計要求

礫料：石屑。

降水要求疏干開挖土體靜儲水即可。對于基坑內(nèi)的疏干降水，含水層的水位應(yīng)降至當(dāng)前開挖面以下1m。

若水位未達(dá)到要求，則應(yīng)加強抽水，延長抽水時間；若長期抽水水位仍持續(xù)不降或抽水井的水位持續(xù)不降，則應(yīng)檢查圍護(hù)結(jié)構(gòu)的滲漏情況。

2.2.2抽水影響半徑

式中,K為滲透系數(shù)，取加權(quán)平均值；HW為含水層厚度,取29m；s為基坑水位降深。

2.2.3基坑涌水量計算

基坑屬于均質(zhì)含水層澘水完整井基坑,且基坑靠近隔水邊界。

式中，Q為基坑涌水量；K為滲透系數(shù)；HW為含水層厚度；s為基坑水位降深；R為降水影響半徑；R0為基坑等效半徑。

2.2.4單井出水量計算

1)完整潛水井單井出水能力

式中，K為滲透系數(shù)，取加權(quán)平均值,Kmin=0.28；r為濾管半徑，取0.2m；l為濾管長度，取6m。

計算結(jié)果：q=295.8m3

2)按水泵抽水功率出水量計算

本工程擬采用QDX8-32-1.5型水泵：q=8伊24=192m3兩種計算結(jié)果，取較小者，單井出水量為192m3/d。

考慮群井中每個井的出水量相互影響，根據(jù)施工經(jīng)驗，實際的單井出水量所選用水泵的排水量為基坑涌水量的1.5～2.0倍，本工程取1.5倍，故最終單井出水量為q=128m3/d

2.2.5降水井?dāng)?shù)量

2.3降水井布設(shè)

為確保基坑開挖過程中預(yù)留足夠施工作業(yè)區(qū)域，附屬結(jié)構(gòu)降水井距基坑內(nèi)邊線1.5m，采用梅花形布設(shè)[1]。

因附屬結(jié)構(gòu)東側(cè)緊鄰排洪渠暗涵，為防止附屬結(jié)構(gòu)降水施工過程中,暗涵沉降過大，沿排洪渠分別設(shè)置4眼回灌井，回灌井兼做觀測井。

2.4管井構(gòu)造與成井施工工藝

2.4.1管井構(gòu)造

2.4.2成井施工工藝

降水管井施工采用反循環(huán)成孔施工工藝，工藝流程見圖1。

圖1　降水井施工工藝流程圖

3　管井施工方法及技術(shù)要求

1）定井位：根據(jù)降水設(shè)計方案、地下管線分布圖及坐標(biāo)控制點施放降水井井位。正常情況下井位偏差臆50mm，若遇特殊情況(如地下障礙、地面或空中障礙)需調(diào)整井位時，不能小于5倍井徑。

2）井管、濾料、濾網(wǎng)等主要材料必須經(jīng)項目部材料員、技術(shù)員嚴(yán)格檢驗和驗收，驗收合格后必須由技術(shù)負(fù)責(zé)人簽字后方可使用[2]。

3）開挖泥漿池：為保證鉆進(jìn)過程中水流循環(huán)及鉆孔出渣，在現(xiàn)狀路面以下3m開挖單井井孔容積1.5倍的泥漿池，泥漿池底部鋪墊塑料布防止?jié)B水。

4）鉆機就位、調(diào)整：鉆機就位時需調(diào)整鉆機的平整度和鉆桿的垂直度，對位后用枕木墊實，以保證鉆機安放平穩(wěn)。鉆機對位偏差應(yīng)小于20mm，鉆孔垂直度偏差1%。

5）鉆孔：在鉆孔過程中應(yīng)保證孔內(nèi)泥漿液面高度與孔口平，嚴(yán)防塌孔。

在地層條件允許的情況下，盡量使用地層自造泥漿成孔，若鉆孔通過易塌孔的流砂層或泥漿漏失嚴(yán)重的地層時，可采用人工造漿護(hù)壁鉆進(jìn)，泥漿比重調(diào)至1.1～1.3[3]。反循環(huán)鉆進(jìn)工藝原理見圖2。

圖2　反循環(huán)鉆進(jìn)工藝原理圖

6）換漿：鉆孔至設(shè)計深度以下0.5m左右，將鉆頭提高0.5m，然后用清水繼續(xù)反循環(huán)操作替換泥漿，直到泥漿黏度約為20Pa·s為止。

7）下管：下管前應(yīng)檢查井管是否已按設(shè)計要求包纏濾網(wǎng)；無砂水泥管接口處用塑料布包嚴(yán)，井管必須確保在井孔居中不歪斜。

8）填濾料：填料必須從井四周均勻緩慢填入，避免造成孔內(nèi)架橋現(xiàn)象，洗井后若發(fā)現(xiàn)濾料下沉應(yīng)及時補充濾料，填料高度必須嚴(yán)格按設(shè)計要求執(zhí)行[4]。

9）洗井：填充濾料后7h內(nèi)必須采用壓風(fēng)機洗井，空壓機排氣量不能小于7m3/min，壓力不能低于0.5MPa，若井內(nèi)沉沒比不夠時應(yīng)注入清水。若成井過程中黏土使用過多，洗井不及時，應(yīng)加入膠磷酸鈉藥液浸泡不少于6h（或根據(jù)產(chǎn)品說明執(zhí)行），然后再洗井，洗井必須洗到水清砂凈為止。

10）水泵安裝：洗井結(jié)束后進(jìn)行水泵安裝，要求安裝前記錄井深，便于控制水泵深度，水泵安裝要牢固、平穩(wěn)，確保設(shè)備安全。

11）抽水試驗：各井必須在完成后進(jìn)行簡易抽水試驗，記錄靜水位、出水量、降深，驗證是否滿足設(shè)計要求。否則，進(jìn)行二次處理直至滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為止。

12）出水含砂量檢測：水樣送檢試驗進(jìn)行含砂量檢測。

4　結(jié)語

綜上所述，在地鐵工程的基坑開挖過程中，一方面要減少降水對施工所造成的影響，還需要降低施工對周圍建筑物以及地下水造成的影響，而明挖法施工技術(shù)的運用能夠更好地適應(yīng)這種技術(shù)的發(fā)展，如今隨著實踐經(jīng)驗的增長，已經(jīng)大范圍地被運用其中，當(dāng)前，施工實際運行中，還需要相關(guān)工作人員嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行施工，做好降水工程，保證工程順利完成。

【1】付剛.北京地鐵降水方法研究與應(yīng)用[D].長春：吉林大學(xué),2005.

【2】李兵.地鐵車站施工風(fēng)險管理研究[D].北京：北京交通大學(xué),2007.

【3】李春雷.關(guān)于地鐵明挖車站的防降水施工[J].科技與企業(yè),2012,（24）:202.

【4】羅振夏.淺論城市地鐵明挖施工降水工藝[J].建材與裝飾,2016（9）: 268-269.

A Discussionon theTechnicalMeasuresfortheWellPointdeWateringofUnderground Excavationin theUndergroundStructureof Metro

GAOLing-tong
(Railway BureauGroup Second EngineeringCo.Ltd,Taiyuan 030000，China)

With the continuousdevelopmentofChina'seconomy and progress,although the city's traffic engineering gradually increased,butthetrafficpressureisstillhuge.In recentyears,therapid developmentofsubwayengineering in ourcountry,whichhasagreat degreeof relief to theground traffic pressure.Subway construction in the underground, dueto thecomplexgeologicalconditions,so theconstructiondifficultyverybig,in theexcavationofdeep foundationpit dewateringengineering isvery commonand itisnecessary to,and how toeffectively reduce thegroundwater to ensure the safety of construction and the surrounding environment is the subway construction is important component.The follow ingw illbebased on theactualsituationof theproject,theconstructionof thesubway station,theconstruction of deep foundationpitconstruction technology toelaborate,hopetobeabletodraw on thefutureoftheprojectconstruction.

地鐵工程；明挖基坑；井點降水

subwayproject;open-cutexcavation;well-pointdewatering

U231;TU46+3

B

1007-9467（2016）11-0126-03

高靈通（1982～），男，吉林柳河人，工程師，從事鐵路、公路、市政、地鐵車站等技術(shù)施工與研究。

2016-08-24