地铁深基坑降水施工技术分析

地铁深基坑降水施工技术分析

赵阿颖

天津第六市政公路工程有限公司，天津300190

摘要：在地铁车站施工过程中，深基坑开挖是整个施工活动的基础，不仅工程量较大且复杂性较高。地下水往往是限制地下工程基坑开挖的重要因素。为了顺利完成地下建筑主体结构施工以及隧道等深基坑工程的挖掘施工，防止基坑破坏及边坡或基底的土层颗粒流失，提高土体固结强度，增加地基抗剪强度，在深基坑开挖过程中，必须采取有效的降水措施，使周围土体保持稳定，从而营造安全、稳定的施工环境。

关键词：降水；深基坑；地铁车站；施工方法

引言：地铁车站选址通常集中在城市核心区域，以达到缓解交通压力的效果，其基坑围护结构乃至周边土体的稳定性为施工中的重点控制内容，将直接对周边建（构）筑物的安全性带来影响。本文探讨了地铁深基坑降水施工技术，希望可以给相关的人员提供一定的参考。

1地铁车站深基坑降水施工方法

地铁车站基坑施工易受到现场水文条件的干扰，切实提高降水及排水水平是实现高效施工的关键途径。对深基坑降水及排水施工工艺展开分析，提出一些施工技术要点。

1.1施工方法

地铁站降水井采用 GPS-10 正循环回转钻机钻进，自成泥浆护壁的方法施工，降水井孔径为 !700 mm，管径为!400 mm。其具体施工主要涉及以下方面：

1）放线定位测量。在进行降水井钻孔施工时，需依照降水井分布图，准确测量出管井位置，确保施工无误。

2）钻孔。采用 GPS-10 正循环回转钻机成孔，成孔垂直偏差控制在 1%以内，钻孔孔深比设计井深出 0.5 m，成孔后清孔。然后在井底回填深度为 0. 5m 的碎石颗粒，其中，碎石直径不超过 15 mm。

3）下设井管。井管一般采用圆形钢管，同时，间隔一定距离需安装透水管，在透水管侧壁设置透水孔，井管和透水管直径均为 !400 mm，在井管下部 2.5 m 处设置有沉淀管，一般井管外壁需要包裹钢丝网。井管利用起重机进行吊装施工，同时，井管起吊形式取决于施工现场的环境以及吊装器械的作业能力。如果采用分节吊装，则需要在井管接头处焊接接长，同时要确保各井管连接的焊接质量和对位精度，井管对位要求垂直居中。

4）填砾料。井管放入井内后，及时在井管与孔壁间填充粒径为 3～8 mm 的细砾石滤料。填充需采用满足级配要求的细砾石滤料，其杂质含量应不高于 3%。然后通过人工使用铁锹围绕井口边沿均匀下料，一层一层地缓慢填充，以免因下料不均匀产生偏压，对井管造成冲击。滤料填充应不间断分层填充、一次完成，当滤料填充至井口距离约 1.0 m，剩余部分改用黏土逐步分层填充，最终夯实压紧封口。

5）洗井。用潜水泵抽取井内的水直到抽出的是清水为止，这一步骤称为“洗井”。井管放置、滤料填充、封口完毕的 8 h 之内，要赶紧进行洗井工作，以免因停留时间过长造成护壁泥皮老化，使其难被破坏，进而对渗水效果产生不利影响。

6）下放水泵。安装工作开始前，要全面检查水泵的控制系统，保证水泵各环节无误后再将其放入井内，通过绳索吊装将水泵送到井点管，用钢板焊接封住管口，同时确认连接水泵的接头和电缆是否已做绝缘处理。

7）接真空管。降水井检测合格、水泵试抽正常后，接入真空泵，再用密封胶带、密封膜将接口封闭密实，开启真空泵试抽，检测真空度。如不合格，重新安装密封。

1. 2 深井降水施工技术要点

在基坑开始挖掘前 20 d 进行降水工作，始终保持地下水位在开挖面之下 1.0 m。当基坑挖掘达到设计深度，基坑底板和垫层完成混凝土浇筑工作并检测符合设计强度后， 才能终止降水施工。在基坑土方挖掘过程中，要时刻高度关注井管真空效果，确保做好井管密封工作。基于井点套管直径小的特点，力求套管支撑连接节点牢固且稳定；同时，也要关注基坑内部的明排水问题，以防降雨对降水工作造成影响。在降水检测和维护期，要对各个降水井和观测孔中的水量、水位采取同步检测，并统一指挥控制降水。在降水勘察期，开展降水检测前，统一进行 1 次自然水位勘察记录。在开始降水后，且水位还未达到设计降水深度前，要保持观察水量、水位的频率为 3 次 /d；当水位满足设计降水深度要求并近于稳定时，则将观测频率改为 1 次 /d。到了雨季，观测频率为 2~3 次 /d。监测水量、水位变化情况并形成记录，分别绘制水位降深值 s、水量 Q 与时间 t 的过程曲线图，根据曲线图仔细分析水量和水位的下降趋势，预估需要多少时间才能达到设计降水深度要求。根据观测记录的水量、水位数据，了解降水过程中的反常情况以及产生反常情况的原因。针对这一情况及时提出补救措施，确保能够达到设计降水深度。

2深基坑降水管井施工技术措施

2.1 管井布置

在深基坑降水管井施工前，仔细研究和验证施工现场地下管线的分布情况，若遇到不能确定的情况，可以采用人工探挖方法予以确定，以保证降水位置无管线，只有在确认地下没有各种管道后才能进行施工。基坑开挖前，降水管井应沿着基坑周围边坡上缘 2m 左右环形布置，可局部调整管井间距，以避免各种故障。基坑范围内设置 8 口降水管井，在施工期间应采取保护措施，其周围的土方应在以后降水期间手动清理。如果管井内的潜水泵在降雨期发生故障，应及时修复或更换。要根据基坑范围内的土方开挖进度情况，逐渐降低管井口的高度，直至基坑底部。

2.2 成井选择冲击钻井方法完成井孔

对成孔后滤水材料的要求如下：井孔底部含水土层中的碎石滤料应具有一定的圆度，颗粒直径为 3~8mm；含水土层的碎石滤料可以适当降低圆度和颗粒尺寸，禁止使用片状或针状石片。避免井孔底部的过滤器管产生偏差，以及过滤材料出现漏孔、包裹不均匀现象。管井清洗后，应及时添加过滤材料，有效填充量应不小于理论计算值的 95%。

2.3 洗井

洗井时，要求水和沙子清洁。在井管安装到井孔内、滤料完成填充后，立即进行管井清洗，从完成井管安装到清洗管井之间的间隔时间不得超过 8h。泥浆中含有大量泥沙，可先捞出泥沙再进行清洗。

2.4 管井抽水

基坑开挖到地下水位标高之前，应当已经抽水不少于14 天，即地下水位的高度在基坑开挖之前的超前抽水时间不少于 14 天。抽水的沙含量不得大于十万分之一，以防因降水带来细微颗粒损失而造成地层下陷。对每口管井每天抽水的沙含量，使用含沙量计进行 2 次监测，后续可适当降低监测频率。

结语：综上所述，从该车站实际施工效果来看，承压水位控制是地铁深基坑施工的生命线，在主体结构基坑开挖时有可能对基坑安全造成重大影响，为充分保障施工安全性以及施工进度，有效的降水措施是控制施工风险、营造安全施工环境的关键。

参考文献：

[1]戚平. 地铁车站基坑降水回灌对周围环境影响规律研究[D].中国矿业大学,2020.DOI:10.27623/d.cnki.gzkyu.2020.002618.

[2]陶东军.地铁车站深基坑微承压水—潜水交换特征研究[J].山西建筑,2020,46(23):61-63.DOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2020.23.023.

[3]何成兵.地铁深基坑降排水施工技术的应用[J].智能城市,2020,6(22):145-146.DOI:10.19301/j.cnki.zncs.2020.22.068.

[4]李晓阳.地铁深基坑降水施工技术要点分析[J].建材与装饰,2019(36):266-267.

[5]丁剑敏,吕化冰.某地铁车站基坑降水工程案例分析[J].建筑技术开发,2019,46(21):159-160.

[6]邓青.地铁超深基坑坑内降水及降水井封堵施工技术[J].交通世界,2019(26):23-24.DOI:10.16248/j.cnki.11-3723/u.2019.26.084.