真空深井降水技術及其在地鐵施工中的應用研究

文許衛（中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司）

真空深井降水技術及其在地鐵施工中的應用研究

文許衛（中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司）

在社會快速發展的背景下，地鐵工程項目逐漸增多，其為人們的出行提供了極大的便利。本文以某市地鐵站施工為例對真空深井技術及其在地鐵施工中的具體應用進行了研究，希望對我國地鐵工程項目的建設有一定的借鑒意義。

真空深井；降水技術；地鐵施工；應用；研究

地鐵工程項目施工過程中會面臨降水或者存在積水的問題，此種問題對后續施工環節產生很大的阻礙，通常情況下施工單位會使用自滲井和抽水管井相互配合的方法清除降水和積水，但是通過一系列的實踐證明此種方法的效果欠佳，并且疏干過程的時間較長，影響施工進度。真空深井降水技術是一種新型的技術，其降水效果較好，下面對其具體應用進行研究。

1 工程概況

以某市地鐵站施工為例，此地鐵站屬于地下島式，標準段的結構為三層雙跨箱型，里程為DK11+534.000，有效站臺右線軌頂高程為16.8m，基坑面積為12.9萬m2，南塊面積為6.92萬m2，北塊面積為5.98萬m2，基坑開挖深度為16～24m，土方開挖量為221萬m2。此地鐵施工項目有一個換乘通道、一個消防出口、四個出入口以及兩個風道，在主體施工和附屬項目施工中均使用明挖方法。

2 水文地質條件分析

（1）地表水分析。如果在擬建場地時地表出現塘河分布的情況，在進行施工前施工人員需要對塘河進行填平處理，在填平處理完成后需要將其隔斷，將東側塘河與周圍的湖或者河進行連通。通過實際勘察和測量確定水位標高在1.09～1.12m之間，湖、河的水位以及相門塘的水位對擬建場地的地表水位變化有一定的影響。

（2）潛水。淺土層中含有較多的孔隙潛水，其富水性較差，并且透水性存在不均勻的情況。通過實際勘察和測量其初始水位標高在1.13～1.24m之間，穩定水位標高在1.22～1.51m之間，潛水的補給途徑包括地表水入滲以及大氣降水兩種，通常使用空氣蒸發的排泄方法。

（3）微承壓水。微承壓水主要存在于粉砂中，其透水性較好，富水性一般。其補給途徑包括地下水垂直入滲和側向逕流為主，通常使用民井抽取和地下水側向逕流的排泄方法。

3 成孔成井施工技術及技術要點

（1）測放井位。施工人員以井點平面圖作為主要依據設置合理的測放井位，對測放井位進行設置時會受一些外部因素的影響，為了最大程度的發揮其作用和效果施工人員需要根據現場實際情況對其進行適當的改動。

（2）對護口管進行埋設。施工人員將護口管底口插入原狀土層中，在插入完成后為了有效避免護口管外壁出現返漿的情況可以使用黏土或者雜草將其密封，之后在距離地面0.25m位置處對護口管的上部進行安裝。

（3）對鉆機進行合理安裝。對鉆機進行安裝時需要對安裝臺面進行固定處理，并且需要保證大鉤、轉盤以及鉆孔中心成直線形式，同時保證大鉤同鉆孔的中心處于平行位置。

（4）鉆進成孔。對深井進行鉆孔時需要保證鉆至井底，開孔孔徑控制在560～610mm之間，與此同時為了更好的達到鉆進垂直度的要求，在開孔鉆進過程中需要適當的減小壓力并且減小轉速，對大鉤的鋼絲繩進行吊緊處理。除此之外可以使用孔內自然造漿成孔施工技術對泥漿的密度進行控制，進而提高鉆孔的效果。

（5）對鉆孔進行清理。在鉆孔深度達到相關標高要求時施工人員需要對鉆孔進行清理，將其中的雜物和垃圾清除。在提鉆開始前對鉆桿進行移動，保證其與孔底的距離大于0.45m，同時需要對孔底的泥漿沉淤的厚度以及密度進行控制，保證孔底泥漿的厚度不超過28cm，泥漿的密度小于1.10。

（6）下管。在井管運送至施工現場時施工人員需要對其進行仔細的檢查，例如：對其質量和濾孔符合性進行檢查。在井管下井之前需要對孔深進行準確的測量，待孔深達到要求時方可下管，并且井管的直徑要比孔徑小，將兩者的差值控制在4.5～5.2cm之間，施工人員需要保證井管之間連接的牢固性和垂直度較好，井口設置在中間位置。

（7）填礫料。在填礫料進入鉆桿并且距離孔底0.38～0.56cm時需要對井管上口位置進行密封處理，在沖孔的同時進行調漿處理，通過鉆桿內泵實現運送泥漿的目標，從而使鉆孔內泥漿的密度有所上升。與此同時通過濾水管實現井管和孔壁環狀間隙返漿的目標，在填礫料的過程中施工人員需要不定時的對其高度進行測量，保證其符合設計要求。

（8）對井口進行封閉處理。使用粘性土對距離地表一米的位置進行回填處理，之后封閉鉆孔達到止水目的，最大程度的避免地表污水以及泥漿等流入井管外圍。

（9）對深井進行清洗。清洗深井時可以借助井中的鉆桿，將鉆桿同來水的源頭進行連接，在取出鉆桿前需要將深井內沉淤的泥漿進行徹底清除，待井底的水比較清澈時即可停止沖洗操作。

（10）試抽過程。待深井清洗操作完成并且水位恢復正常水平時，施工人員需要根據專業人員的計算結果將水泵放置在井中，保證水泵放置合格后進行試抽，試抽時間為3h，對鉆孔水位的變化情況進行密切觀察，并且需要對深井內的水位進行隨時測定，對降水試驗的操作過程進行預設，同時需要安裝水表對水流量進行準確測量。

（11）抽水試驗。在進行抽水試驗前，相關人員需要對深井的最初水位進行準確的測量，同時需要對觀察水位的時間和次數進行合理設置，在抽水試驗開始前10min時每隔1min觀察一次水位；在10～30min時每隔2min觀察一次水位；在30～100min時每隔5min觀察一次水位；在100min后每隔0.5h觀察一次水位，如果在兩天內仍然不能繪制出相關曲線需要延長抽水試驗的時間。

（12）正式降水階段。在抽水試驗結果符合相關規定的要求后進行正式降水階段，當基坑開挖達到地下水位的標高位置時需要保證抽水時間超過半個月；在水位尚未滿足設計深度時相關人員需要定時觀察水位的變化，每天3次；在水位滿足設計深度時可將觀察次數改為每天1次。為了避免地面出現沉降的現象，相關人員需要對抽出水的含砂量進行測量。

（13）停泵拔管。在深井正式降水完成后需要使用相應的機械設備拔出管口套和濾水管，對于出現的孔洞使用砂礫進行填充，并且需要使用混凝土進行再次填充，保證孔洞被完全遮蓋，拔出濾水管可以進行回收使用。

4 真空深井降水對附近建筑物的影響及改善對策

（1）真空深井降水對附近建筑物的影響。①在降水過程中地下水位會出現下降的情況，此種情況會使地基土的效應力逐漸增加，最終導致土體出現附加壓力變形的現象，對附近的建筑物帶來不利影響。②在地下水位發生變化后深基坑周圍會形成一定的水力坡度，導致地面出現沉降和變形，進而使附近的建筑物出現裂縫以及部分管線斷裂的現象。

（2）改善對策。①在施工開始前需要派專業人員對施工現場的實際情況和附近的建筑物進行詳細的勘察，在設計方案時對附近的建筑物進行充分的考慮，減少對其帶來的不利影響。②對施工現場已經鋪設完成的管道和管線的具體位置和數量進行明確，在設置降水井時需要盡量避開現有的管道和管線，在距離地面4m距離內需要使用人工挖掘的方法，在保證無管道和管線后使用鉆孔進行挖掘。③施工人員嚴格按照施工要求和施工設計方案進行鉆井階段，減少塌孔現象出現的幾率。④在條件允許的情況下對單井的出水量進行適當的調整，最大程度的降低單井抽水的強度，從而縮小降水井的影響范圍。⑤在降水井設置適當的濾料補充管，當砂礫被沖走后會出現不同大小的孔洞，此時設置的濾料就會自動對孔洞進行填充，進而最大程度的減少降水帶來的不利影響。

5 結束語

上文對真空深井降水技術在地鐵施工中的具體應用過程進行了詳細的闡述，希望對我國地鐵建設單位提供可供參考的建議，提高地鐵工程項目的質量，促進我國交通行業順利發展。

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U231

A

2095-2066（2016）36-0231-02

2016-11-12

文許衛（1988-），男，助理工程師，本科，主要從事地鐵施工技術工作。