强透水砂层地质地铁车站降水施工技术应用研究

强透水砂层地质地铁车站降水施工技术应用研究

孙国东

中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司

江苏省无锡市214100

摘要：地铁是完全封闭、独立运行的线路，通行能力强，不受其他交通系统和天气影响。它是高正时率的运输车，可以满足现代城市快速发展的需要。以节能减排为主要目标，地铁已经成为人们出行最方便的交通工具之一。在此基础上，简单介绍了地铁站工程的主要施工环境和水文地质条件，对水富沙层渗透性高的地质环境中的降水技术进行了详细的说明和分析。

关键词：富水砂层；降水施工；砂层地质；地铁车站施工；强透水砂层

1工程概述

一个地铁站是地下二层的11m岛式站，车站总长379.9m，有效站长118米，左右线间隔14米，为牵引变电站站。长379.9m，有效站台长118m，左右线间距14m，为牵引降压混合变电所车站。标准段主体结构采用单柱双跨双层框架结构，纵向柱距8.5m，标准段宽度19.7m。西侧端头井基坑宽度为24.1m，深度为18.7m。基坑安全等级为一级，采用明挖法进行施工。

2工程难点分析

在一个地铁站，按照图纸挖17m深，挖深，挖掘和构造施工的安全风险很大。地形图的海拔在1023.93m～10442.4m的地方有细纱层、中沙、粗砂、碎石层，这层的底板有很强的透水性，要求地下连续壁成为槽时容易崩塌，泥水比重条件高。另外，透水性强意味着水泥的循环利用率低。砂层和圆层的透水性好，容易掉落，在地下连续壁的成水期间以及之后的坑的降水、挖掘过程中，容易造成建筑物下沉、倾斜等不良结果。

3坑降水工程流程

结合项目实地调查报告资料，地点地下水位年变化幅度按1.5m～2.0m考虑，地下水位较高，坑深范围内土层渗透系数较大，采用降水方案抽水量较多有一定的技术难度。据计算，一个地铁站的主要工程需要安置38个降水井，车站的附属工程需要配置48个降水井。

3.1降水井的结构设计

根据某市相关降水经验和综合因素，车站降水量采用大井，设2列降水点，井点均匀分布在坑内，保证每井降水范围≤150㎡。井的埋设深度如下。

H = H₁ + 4 (1)

式（1）中H为井点深度m。H1是井点的坑的深度。

3.2降水井工程技术

3.2.1样件的放置

根据施工图和测量单位提供的坐标点，井的位置偏差不大于45mm，如有特殊情况可以在分析计算后进行调整，并保证降水井与坑的边缘>1.7m。另外，确认了井的位置后，必须人工挖1米～3米。确认是否有地下管道和其他干涉井工程的设施，确认是否需要调整井的位置。

3.2.2比特

在进行降水井的打孔工程之前，为了确认地下是否有管道等障碍物，需要进行人工挖井。人工挖掘的深度不是〈2米，看原土，人工挖掘井点的直径〉的筒直径，而是由作业人员保证在坑内的安全作业。在人工挖掘过程中，如果遇到了地下管道等情况，可以抛弃坑进行填埋，调整后再打开其他的孔进行挖掘。挖洞需要深度的要求。技术人员验收合格后可以进行下一个钻头工作。挖洞挖出发生的土方，需要及时清理，不得污染路面和现场。

3.2.3泥水池的设置

根据施工现场的实际情况，确定降水井2m～4m内的现场点，每2个～4个降水井设置泥水池，利用沙袋和塑料布进行泥水池的挖掘和围工程，防止泥水泄漏，用挖掘机进行井水工程时，若有泥水泄漏现场和路面及时关闭泥水池的泄密处，及时清理泥巴，保证不污染现场，做好文明工程。

3.2.4埋在软管里

为了防止钻井工程时循环水流造成的大量损失，在人工钻孔后，保护筒的另一侧用粘土填埋。保护筒的中心与井的中心一致，同时保护筒垂直，而且需要比道路面高20cm以上。不要让泥水溢出来。

3.2.5挖掘机的挖掘

为了保证降水量的质量和洗涤的难度，降水井的孔径必须满足≥设计值。孔的深度必须符合设计要求。在挖掘机开洞之前，要确认大钩索是否坚固，用轻压力慢慢旋转的方式进行，保证井穴的垂直度。进入里面时要保持泥水液面，以免孔坍塌。

3.2.6间隙

挖掘机挖掘到设计深度，将钻头提升到0.5m～0.8m进行钻孔作业，直到孔中的泥浆浓度变浓为止<1、沉淀液从孔底到<15cm，同时涌出的泥水最好不要含有沉淀物。

3.2.7下井管

井管由透管和混凝土管组成，用0.2mm口径的尼龙网将水面下的井管包好慢慢装入井口，在距离井口20cm处连接节井管，用尼龙网包好，防止泥沙堵塞井管可以用竹棒竖着固定。放在下面时，请注意井管和井口的中心点垂直一致。井管比地面需要20cm以上，请不要让雨水和泥沙掉落。

3.2.8过滤器

进井后立即填入滤网，选择直径约2cm的滤材使用，在放入滤材之前先将用水混合的灰尘和沙子洗净，保证滤材的清洁。从井管外侧均匀地连续投入，挤压泥土。不能用手推车直接填写大体积的堆。为了防止不均匀的冲击，如果出现了挂孔壁和桥的现象，请用人工铲子填写。填料过程中随时监视填料量和设计量是否有偏差，如果偏差过大，请立即查明原因，继续填写。

3.2.9清洗井

反循环挖掘机进行水泵，同时直接放入潜水泵用水泵打井，排水的水清澈，没有杂质的泥土，上下一层的水质一致即可。在冲井时，如果井管外的滤材下降，将填埋过滤材料补充到井下的3m后用粘土盖上。

3.2.10降水量

潜水泵掉到地下1.5m，投入潜水泵电路，降水设施的电路设计考虑到1井1控制，设置漏电开关等安全系统。泵发生故障时，需要修理或更换时，不能全部停止。应该单独进行。刚开始抽水工作的时候，考虑到排水管的排水能力，按照井号一个一个地启动，一口的降水井的出水量和出水水质一个一个检查，排水的泥多的时候可以把潜水泵往上提。如果提了之后情况也没有变化的话，需要再次清洗井。

3.3明沟排水工程

因为降水工作不能把所有的地下水全部晾干，所以施工时应该辅助坑内的明沟排水。根据工程地质、水文地质及相关工程经验，为了将周边建筑物的影响降到最低，车站的坑采用明沟排水，因此需要在坑内设置排水沟，每20米设置0.8m。×0.8m的集水井应与坑的开掘情况同步进行，在坑的周边设置断水沟和集水井，防止地表水流入坑中，在坑的外侧设置砖墙作为水防壁。

4降水工程品质要点的总结

针对降水工程中容易发生的问题，提出相应的质量管理要点，总结如下：。

1）全面清理沿途排水设施和基础，防止因大雨和大雨造成地面水快速排水，地面水不流入坑，防止积水浸入坑中。

2）雨季需要扩充排水沟和集水井，防止排水沟和集水井雨水超过排水能力浸入坑中。

3）降水过程应由专人负责，记录水量和吸引等情况。

4）排水管应设置单向止逆阀，防止排水向井逆流。

5）降水井的深度必须保持一定的深度。发生污水的话，可以把水泵拿起来。

6）滤网不能用装载机或手推车直接填埋材料。请用手工填充材料，防止不均匀或冲击井的墙壁和桥梁现象。

结论

如上所述，地铁的建设使得地下环境千变万化。每一个地质和水文的参数不一样。坑的施工质量是影响地铁整体质量的重要因素。从地下连续墙和坑倒塌等一系列危险性来看，为了确保项目的正常安全性，降水工程技术是挖坑的重要手段。

参考文献

[1]陈开明.横琴口岸砂层的水文地质特征分析[J].西部资源,2016(01):141-143.

[2]路占海,王飞龙.基于大样本的强透水砂层盾构施工风险与控制研究[J].防灾减灾工程学报,2014,34(06):742-750.

[3]刘宗华.强透水、深覆盖层地质双壁钢套箱围堰施工技术[J].科技信息(学术研究),2007(21):58-59+61.