地铁基坑工程地下水问题及其处理对策

地铁基坑工程地下水问题及其处理对策

封飞段二敏

西安市政道桥建设有限公司陕西西安710000

摘要：在地铁基坑工程施工过程中，尤其是含水地层施工建设实践中，因基坑围护结构中止水设施失效，导致水与砂粒相互融合渗入基坑之中。在此过程中，若水土流失较为严重，则必然会对支护效果产生不利影响，严重时可能会形成空穴，地面突然出现塌陷问题。上述问题不仅会对围护结构自身的稳定性产生不利影响，而且会对周边道路、管线以及建筑物和构筑物等造成影响，因此应当加强地下水有效处理。

关键词：地铁基坑工程；地下水问题；处理对策

1地下水对基坑工程的影响分析

1.1潜水影响

该车站项目潜水的水位埋深处于4.5～5.6m，开挖基坑的深度大约为10m，即便坑外不降水都可能造成坑内水头过大，极易发生管涌、流砂、坑壁土体坍塌等各种危害。高水位潜水极易造成围护结构的内外出现高水位差，从而破坏基坑的底部渗流；水位差过高极易产生较大侧向压力，对支护结构造成较大影响。如果抽降坑外的潜水，必定会造成基坑周围的地面出现不均匀沉降，如果沉降严重还会造成周边建筑物发生倾斜或者开裂，给周围环境带来巨大风险。

1.2裂隙水和坑内积水的影响

由于本工程中第三系为红砂岩，这种材质属于相对不透水层，但是挖开到红砂岩层时，就会发生像蘑菇状渗水现象。随着挖掘深度不断增加，冒水股数增多、冒水量增多，由此表明红砂岩里包含了非常丰富的裂隙水。在基坑围护中有多种水源汇集在坑内，包含渗漏水、降雨、原地层潜水及裂隙水等，让坑内的积水非常严重。红砂岩的胶结构层程度弱，一旦遇水就崩解泥化，其水理性质差。如果不处理这些积水，必定会让坑内砂岩层处于泥化状态，从而对开挖施工与底板浇筑造成影响。

2地铁基坑地下水有效处理措施和方法

2.1基坑地下水整体处理思路

地下水对地铁基坑工程项目施工建设会造成非常严重的影响，甚至部分地方处理不当造成塌陷。从整体上来讲，地下水处理的基本思路如下：首先对于地铁基坑外的高水位潜水采用止水法以及降水措施，根据工况条件选择合适的止水帷幕对其进行阻止地下水渗透到基坑之中。降水施工过程中应当做好地面以及侧面防水处理工作，保证坑底结构的稳定性，并且降低支护结构部分受到的土体侧压力；其次，卵石层内有潜水或者裂隙水渗出时，应当有效处理，否则会造成基坑开挖面潮湿。最后，为了能够有效保证基坑地板混凝土浇筑施工质量，基底开挖过程中应当有效处理红砂岩裂隙水。

2.2基坑工程地下水具体处理措施和方法

2.2.1止水处理

就本地铁站而言，基坑工程项目施工过程中的开挖作业深度相对较大，而且地层中的土质层构成以及基坑工程项目建设过程中地质条件非常的复杂，而且地下水位相对较高。在止水处理过程中周边需保护建筑物相对较多，加之地下水水位相对较高。如果在建筑时采用复合土钉墙施工方法进行支护加固处理，则很难有效满足基坑变形控制要求，而且也不适于对变形要求严格控制的基坑。从实践来看，虽然桩锚支护方法的使用能够有效保障土体变形不超过允许的范围，但是由于基坑周围的高层建筑物较多，因此要求对变形进行严格管控；同时，本工程所在处的地下管线相对较多，桩锚支护法应用受限。通过对上述各因素的综合权衡，笔者建议采用地下连续墙以及内支撑相结合的方法，该方式方法对变形控制有良好的效果，不受地层影响和限制。同时，利用钢筋混凝土施工方法进行支撑加固，则可有效满足变形防控要求；此外，地下连续墙施工技术工艺的选用，整体效果比较好，而且能够达到截水以及防渗之目的。在地铁基坑止水处理过程中，综合考核各种技术工艺和方法以后，结合影响因素，最终选择采用钢筋混凝土以及地下连续墙支护结构，并且兼用止水帷幕。对于本工程项目而言，因其局部路段与高层建筑物比较近，地下连续墙的厚度设置为1.2m，其他位置的墙体厚度应当在1.0m范围之内；地下连续墙施工深度在38m左右，混凝土等级选择C40。

2.2.2排水处理

本地铁基坑施工开挖过程中，地下水位之上的土层无需处理即可直接进行开挖作业；对于地下水位以下土层而言，应当采取有效的排水处理方法，工程项目施工时选择坑内集水明排方法。同时，将集水井布设在坑内，用水泵从井中抽水并进行一边开挖，基于管道将水排至市政管网系统之中。坑内布设三处集水井，并且利用钢筋进行焊接加固，使其成为圆形钢筋笼，在其外部覆盖适量的稻草，起到过滤作用。基于该种技术工艺和方法的应用，可以有效避免沙子进入真空水泵洗盘内，保证后者正常运行。同时，坑外还应当浇筑适量的水泥砂浆并用作垫层，利用水泥砂浆封堵坑底渗水，并且在其上部位置布设适当的木板来有效满足施工作业要求。地铁基坑工程项目施工过程中，可以选用坑内积水明排方法，通过降低含水率来实现排水和开挖之目的。坑外排水过程中从降水井内抽水，并且在池坑内沉淀后经管道排入市政管网之中。

2.2.3地下水处理效果

在地铁工程基坑地下水处理过程中，采用的是钢筋混凝土与连续墙相结合的支护处理方法，可有效实现支护、止水之目的。然而，地下连续墙受施工技术工艺影响，槽段接头与墙角转折位置很容易渗漏，工程施工工序非常的复杂，各环节施工质量管控直接关系着成墙质量和效果。就本地铁基坑处理效果来看，采用地下连续墙支护的效果非常的好，工字型接头起到了很好的防渗作用。在地下水处理时，基坑墙角漏水漏砂，而且量较大，严重威胁基坑和周边建筑物，需要进行技术的处理。对此，采用坑外管井处理方法进行降水，挖至卵石层以后地下水位一直处在卵石层以下，符合降水要求。同时，集水明排方法的应用，缓解了地铁基坑严重积水问题，有利于开挖作业的顺利进行。

3思考及建议

通过该工程处理地下水问题，可以得出一些思考。1）要想有效处理基坑工程的渗漏，预防非常关键，必须要制定完善的突发险情应对机制，加强预案演练，充分准备应急物资。一旦发生险情时，必须要在短时间调配人力物力，快速控制险情。如果在开挖中频发出现渗漏，应该采用止水帷幕进行补强处理，比如补做高压旋喷桩、对地腔接缝进行预注浆加固等。2）在施工中，影响地下水渗漏的因素较多，而且这种原因在众多事故中占比较大，所以连续墙施工时，就要注意处理接缝、浇筑混凝土级接头位置，防治发生连续窝泥及墙夹泥现象，给渗漏埋下隐患。开挖基坑时，连续墙发生不均匀沉降必然会导致接缝处出现相对滑动。如果接缝渗水，必将加深漏水程度。开挖施工时，就应该遵循快挖快撑、时空效应，要控制维护结构发生变形。3）在实际开挖过程中，监测必然会受到测点破坏、点位布设、操作误差、策略仪器误差等各种因素影响，具有一定局限性。因此就要加强日常巡查，尤其是加强夜间的巡查，结合工程经验，注重细微变化，预防渗漏风险。

4结语

在地铁建设项目中，基坑开发施工属于一项比较复杂的工程，影响开挖的因素多而复杂。在实际施工过程中，不仅要充分考虑到基坑的刚度、强度及稳定性的要求，还必须要涉及到防范地下水的问题。在含水地层中，因基坑围护结构中止水设施失去效果，会导致大量水夹带着砂粒渗入基坑，如果水土流失严重必定会影响支护效果，可能在墙后形成一些空穴，然后突然出现地面塌陷。这些现象不但会影响围护的结构稳定性，还会对周边管线、道路及建筑物造成严重影响，甚至还会影响作业人员安全、施工进度及增加建设成本等。

参考文献：

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