淺談綜合管廊降排水的施工方法

冀子龍 李磊

摘 要：伴隨著城市建設以及經濟社會發展步伐的逐漸加快，綜合管廊日益興起，且成為了當代城市建設中具有建筑業代表性的標示之一。由于綜合管廊深埋于地下，部分結構段埋設較深，在具備條件大開挖的施工現場，其中的基坑降水階段則成為了在開挖深基坑時的一個重要環節。故而，筆者此次主要對基坑降水與深基坑開挖中的深井降水施工展開探討。

關鍵詞：建筑施工;基坑降水;施工方法

近年來，綜合管廊工程興起，各大小城市在建管廊項目很多，綜合管廊通常采用基坑開挖的方式進行建設，故而，其基坑的深度隨之增大。在處于地下水位偏高的區域，為了能讓基坑積水有效排出，并確保工程擁有高質量與安全保障，這些已經成為當代管廊建設中的核心要素。而近些年興起的基坑降水技術為其提供了極為關鍵的技術支撐。然而，因該技術自身所存在的復雜性與作業難度較大等問題，在實際操作中要注意避免失誤，倘若失誤產生，則會對基坑及其該地段的建筑設施安全構成危害，甚至構成較大的經濟和利益損失。所以說，在實際開挖階段，務必要依據實際地質狀況以及地下水情況來運用合理、科學、有效的施工作業方案，如此方能高效保障該階段工程及工序的有序推進。

1 基坑降水的作用

隨著管廊工程的興起，各城市之間已經掀起修建管廊的新高潮，目前，很多管廊工程項目都會采用基坑開挖，現澆管廊主體的施工方法。

深基坑的開挖常見于城市建設中的高層房屋建筑以及管線布控和道橋等大型的工程。假如在地下水位偏高的區域展開基坑開挖作業，若未能采用有效性的降水技術，則會致使地下水流入基坑，最終導致基底產生大量的積水，并嚴重影響施工進度以及土層發生塌陷等事故，嚴重時會危及建筑人員及建筑物的安全性，同時造成重大的經濟損失。可見，在此施工階段做好相關的降水作業是極為關鍵的，正因如此，基坑降水技術的推廣與應用可有效的為開挖工程提供保障。該項技術主要是通過運用科學有效的人工降水處理措施，將基坑及其該地段的地下水位降至基坑開挖面以下，合理性的預防地下水流入開挖的基坑中，防止積水發生和浸泡基坑事故發生。究其具體作用，分析如下：

1.1 增加基坑邊坡和坑底的穩定性

當地下水位偏高的狀態下展開基坑的開挖作業，在挖至位于地下水位之下時，因基坑呈凹槽狀，因此其底部會存在積水且被水浸泡，致使地基本身的承載力受損，不僅為開挖工作帶來難度，更是極大影響了進度。另外，由于地下水的滲透力極強，也就致使邊坡土極易流失，嚴重會造成基坑的土層塌陷，危害著主體結構與人員的安全。而運用了基坑降水技術，則可有效將地下水降到開挖面之下的位置，確保基底達到干燥的狀態，以及有序開展確保工程進度，還能去除因地下水滲透所帶來的不良影響，更保障了其穩固性。

1.2 有利于機械化施工，加快工程進度

隨著科技技術的日益興起，機械化施工逐步應用于工程當中，其主要目的在于不僅有效減少勞動力的支出，還減輕了人力勞作的強度，同時還加快了工程推進速度。如今，機械化施工也普遍應用于基坑開挖階段，但由于機械化作業中存在一定的缺陷，如：當積水較多時則會嚴重影響各類機械的正常操作，因此必須是在未產生大量積水的狀態下進行。當基坑降水技術得以有效運用時，可有效防止因地下水所構成的不良影響及狀況，便利于機械化的正常施工和作業，進而加快了開挖的進度。

1.3 增加土體有效應力，保護周邊環境

就基坑降水技術的應用情況來分析，一則增強了基坑周邊及坑底的穩固性，確保該階段施工有序推進;二則科學的預防了因地下水所構成的浸泡等不良影響，保障基底擁有充足的承載力，增強了基坑土體的干燥性和有效應力。因此，對增強土體強度與防范水土流失有極大助益，且保護了周邊生態環境。

2 基坑降水的施工方法

2.1 降排水工程概述

沼南大道綜合管廊降排水施工主要針對基坑開挖，基坑內降排水采用井點降水工藝。考慮到基坑較深，地下水豐富且水位較高，因此降排水方法必須仔細斟酌，以適當保守為原則，確保基坑開挖邊坡及施工全過程安全。

結合沼南大道綜合管廊工程現場實際情況及地勘報告，開挖深度小于5m施工段，降水井沿基坑兩側開挖頂邊線全線布置，位于開挖頂邊線以外1.5m處;開挖深度大于5m，屬深基坑施工段，降水井布置于由上至下第一層平臺處，距離內側邊坡坡頂1.0m處全線布置。

2.2 降排水施工工藝流程

2.3 降排水工程施工方法

2.3.1 測放井位

根據設計圖紙，由測量人員對開挖邊線進行測量放線，然后在開挖頂邊線外側1.5m處放出井位線，降水井間距按“4、井點降水設計與驗算”中得出的間距取值。另在邊線外側2米處放出排水管布置線。

2.3.2 鉆機就位

降水井運用了反循環鉆機實施成孔作業。待測量人員測放井位完畢后，組織鉆機進場安放就位。

2.3.3 挖泥漿池

布置原則：每個降水井需布設一個泥漿池，距降水井約2m處。泥漿池的排列要整齊、有序。

尺寸：長3m×寬3m×深0.5m。

2.3.4 成孔

當履帶式反循環鉆機在運作前，必須將其鉆頭的中心線與樁孔的中心點相對應，其誤差值應小于2cm。先以正循環的形式進行鉆進作業，其目的是增強泥漿的護壁功效，進而保障成孔作業的質量與安全;在終孔時則改用反循環的形式進行清孔，其目的是快速清孔，且防止沉碴增厚。在鉆孔時，成孔的位置、深度以及角度等，甚至泥漿指標，均需檢查，預防坍孔，如若發現不當可及時予以調整。

2.3.5 換漿

按設計高程開展鉆孔，經檢查其深度、徑度以及傾斜度均符合標準時，再抽凈鉆碴，接著運用換漿法。當鉆進標準深度時將鉆頭稍微提起，在此狀態下進行循環浮碴，而殘存的鉆碴陸續浮出，孔內泥漿的比重與含量持續下降，隨后注入清水實施循環置換，其中要隨時對清孔的質量進行檢查;少數孔底沉碴可運用泥漿泵實施吸出形式的清孔。當清孔后泥漿要符合如下指標：密度低于1.1-1.2，含砂率<8%，粘度17～20Pa.s，膠體率>98%;灌注混凝土前，孔底沉碴厚度≤300mm。

2.3.6 吊放井管

此過程中需注意，井管須緩慢下放，接頭處要進行纏裹，四周的鐵絲必須捆緊，防止泥砂導致井管淤塞或上下節井管發生錯位的現象。另外，吊放過程中要確保垂直且對準井孔中心。為防范異物不慎流入，因此井管需略高地面約20cm，且井口暫閉。

2.3.7 填濾料

當井管下放之后進行濾料填入作業。該環節要注意，必須沿井孔周邊呈均勻形式填入，并且呈連續性，可有效將泥漿擠出井孔。此時還要注意填濾料的高度，當隨填隨測，如若發現不當則要及時排查原因。不可運用機械填料，通過人工下料，防止不均勻或是沖擊了井壁的狀況發生。

2.3.8 洗井

成井之后，則要運用污水泵進行及時性且反復性的抽洗作業，不可間隔太工時間，以防護壁泥漿的逐漸老化而難以破壞，進而影響到其滲水的效果。當洗井之后，則要進行抽水試驗，確保其能滿足于施工需求。

2.3.9 水泵安裝

水泵采用2寸潛水泵，用絕緣材料繩吊放至距離井底約0.5m處。實施安裝作業且接通電源，可于每井周邊設置電線桿及電閘箱，以達到單井單控的形式，并裝置漏電保護系統。

2.3.10 鋪設排水管網

排水管網采用φ200鑄鐵管作為排水主管路。排水管線布置在基坑頂邊線外側2m處，按單向3‰坡度控制為宜。

2.3.11 開泵抽水

鋪設排水管網之后可實施抽水作業。當缺水中出水量偏大，為預防排水管網的排水力欠缺，可間隔性的逐一啟動水泵。若出砂量偏大時，則可略上提水泵，如若仍偏大，則要停泵補井并洗井。

3 總結

本次降排水施工基本滿足了該工程的要求，可以做到將水位將至開挖底標高以下500mm，并長久保持此狀態，保證地基承載力，邊坡穩定性確保基坑開挖施工有序快速進行。但在施工過程中也有一些不足需要在以后的施工中進行考慮，其中包括：

1）由于前期沒有考慮到倒虹段的開挖深度與其他結構段的不同，將降水井位置全都放在同一排，在倒虹段開挖過程中，降水井位置影響邊坡開挖，將其廢掉，并重新進行了打井降水，造成資源浪費，重復施工的情況;

2）由于降排水工藝的不成熟，屬于輔助施工，對于降排水的考慮并不全面，在打井期間沒有考慮到井的底部2m存在淤泥無法清理干凈，打井時按照計算的理論數值來施工，最后實際有效抽水深度比理論值少了2m，索性本次施工過程中除了倒虹段等較深的結構段外其他井均滿足現場施工要求，沒有對后期施工造成影響，但在今后的施工過程中應該特別注意此類事件，以免影響后期施工和造成不必要的經濟損失。

4 井點降水設計與驗算

4.1 井點管埋深H的確定

4.2 標準段基坑

（1）基坑取長100m，進行計算。

深井系統總涌水量計算

井底未達到不透水層，故采用非完整井。

深井井點總涌水量為下式：

通過加權平均求得：K≈6.2（m/d）

4.2.1 當水位線位于最淺層-2.8，需要降水水深5.8m

H0根據《建筑施工計算手冊》

（4）井點管的間距

4.2.2 當水位線位于-6.6，需要降水水深2，此時基坑長度取20米

H0根據《建筑施工計算手冊》

（2）單根井點管的極限涌水量;

（4）井點管的間距

根據計算，現場井點間距根據現場實際水位情況，在井間間距在4.5m～14.5m取值。

4.3 倒虹段深基坑

倒虹段基坑深12.5m，基坑長27m。故需要重新計算基坑的假想半徑和深井井點總涌水量。

（1）深井系統總涌水量計算

深井井點總涌水量為下式：

（2）單根井點管的極限涌水量;

（3）井點管數確定;

（4）井點管的間距

在倒虹段處相應的加密深井距離。

參考文獻

[1]JGJ 120-2012.建筑基坑支護技術規程[S].2012.

[2]胡浩，李興高.管井井點結合排水溝在復雜城市環境地鐵車站基坑工程降水中的應用[J].土木工程學報，2015（S1）.

作者簡介

冀子龍（1991-），男，遼寧，本科，助理工程師，土木工程專業。

李磊（1988-），男，內蒙古，本科，工程師，土木工程專業。