富水砂層條件下深基坑止水降水新技術新方法綜述

沈劍杰

【摘 要】本文針對近年來深基坑止水降水領域的新技術、新方法進行綜述，介紹了基坑圍護結構最新施工和檢測技術，探討了基坑涌水量計算的最新方法。本文還對近年來富水砂層條件下降水工程實例進行搜集總結，富水砂層深基坑降水設計與施工的成功應用進行了詳細闡述。

【關鍵詞】富水砂層；深基坑；降水

一、新技術

宋東升[1]以上海市某地鐵站基坑工程為例，分析了該基坑圍護結構形式、止水帷幕方案以及基坑開挖和基坑降水對周圍環(huán)境的影響，總結出現(xiàn)行止水帷幕的特點和不足，提出一種適用于深基坑防水的新型止水帷幕方法。該方法用于基坑側壁作止水帷幕的塑料隔水板，主要由緩沖層、以高分子聚合物為原料的防水板、金屬板等構成。緩沖層靠近基坑側壁或初級支護，金屬板靠近地下連續(xù)墻等基坑圍護結構，防水板位于緩沖層與金屬板之間，三者采用熱焊接連接。塑料隔水板之間通過接口和粘結劑雙重連接；緩沖層與緩沖層之間、金屬層與金屬層之間采用卯榫結構連接，防水板與防水板之間采用粘結劑連接。這樣既保證了結構的強度，又保證了結構的穩(wěn)定性和密封性。與現(xiàn)有技術相比，此發(fā)明具有以下優(yōu)點：1、利用地基處理中的插板機，連續(xù)插入隔水板。代替攪拌樁做側向止水帷幕，適合用于較深層軟土地區(qū)；2、采用緩沖層、防水板、金屬層組合式結構，具有耐刺穿性、耐久性、耐水性，止水效果較好；

杜家佳[2]在武漢綠地中心深基坑采用聲納滲流控制技術，以大數(shù)據(jù)源解析成像，在三維空間顯示地下連續(xù)墻的施工質量缺陷與地下水的流速、流向、流量、滲透系數(shù)對應的滲漏通道的坐標位置，有針對性地提供防滲堵漏的措施與方案。

李罡[3]在濟南地鐵建設中利用抽灌一體化智能回灌裝置設置控制系統(tǒng)將各抽灌子系統(tǒng)串聯(lián)，進而實現(xiàn)抽水系統(tǒng)與回灌系統(tǒng)一體化。

二、新方法

原有計算基坑涌水量的方法，如大井法、目標函數(shù)法、數(shù)值法。

曹凈[4]利用共形映射理論，建立了基坑坑底以下有效深度范圍內無相對隔水層懸掛式止水帷幕基坑滲流的對稱和非對稱兩種數(shù)學模型， 推導在均質、各向同性、符合達西定律土體基坑滲流的單寬涌水量表達式。

楊建民[5]將基坑涌水量分為基坑內儲水量和基坑底及基坑外向基坑內的滲流量，提出一種適用于軟土地區(qū)止水帷幕較深時的基坑涌水量計算方法，結合天津地鐵一站主體結構基坑，用該計算方法所得基坑涌水量與依據(jù)現(xiàn)場抽水試驗和施工經(jīng)驗所得結果一致，。

石中平[6]根據(jù)干擾井群穩(wěn)定流疊加原理，導出了矩形基坑傳統(tǒng)等效圓半徑就是外接圓半徑。根據(jù)匯線穩(wěn)定流原理，導出了矩形、狹長條形基坑涌水量計算的新方法“列井法”，其計算結果更能代表基坑的滲流特征。

王國富[7]以回灌水質、建筑物距離基坑遠近、風險損失等級、含水層透水性以及基坑降水量與含水層儲水量之比為評價指標，利用矩陣評價法對基坑降水回灌的適宜性進行分級，有效地評價深基坑開挖的回灌適宜性。

三、工程實踐

針對富水砂層基坑降水施工，西安地鐵一號線，南昌地鐵，沈陽地鐵，北京地鐵都有成功的地鐵深基坑工程案例。

李福成[8]以西安地鐵一號線開遠門站工程施工為例，詳細介紹了在富水砂層中如何進行深基坑降水施工，周波[9]結合南昌地鐵深基坑施工，結合一系列降水的試驗、深化設計及實施等，簡要闡述了富水砂層深基坑降水設計技術。龔武雄[10]以沈陽地鐵城建學院站主體深基坑降水成果為例，對富水砂層地質條件下如何確保基坑降水成功，以保證深基坑開挖安全的降水全過程進行分析。董立朋[11]結合北京地鐵15號線俸伯場區(qū)深基坑施工，通過對降水試驗、深化設計及降水實施等過程深入分析，就富水砂層深基坑降水設計與施工的成功應用進行了詳細闡述。

除地鐵深基坑工程外，其他富水砂層基坑工程也有較多案例。

包冠軍[12]結合地表動態(tài)降水在青海礦業(yè)煤基多聯(lián)產項目中火車翻車機房深基坑的應用，綜合分析了降水在巨厚砂層中的應用效果。任海香[13]針對咸陽某高層建筑巨厚砂層基坑布置了一定數(shù)量的引滲流井溝通上下含水層，形成統(tǒng)一的地下水系統(tǒng)，采用管井降水方式，完成地下水水位整體下降的目的。陳景河[14]在青海高原某深基坑工程實踐中，采用簡化基坑形狀，按大井法均質含水層非完整井公式進行基坑涌水量計算，對降水施工出現(xiàn)的問題給出了應對措施。

對于高補給條件下的降水施工，曾英俊[15]針對富水砂層中臨近河道超深基坑的降水設計及施工進行詳細闡述，強調在來水方向應加密加深降水井的布置，背水方向應相應減少降水井的間距和深度。

四、數(shù)值分析

王國富[16]利用Visual Modflow軟件分析基坑降水與回灌，分別模擬基坑在止水帷幕與回灌不同工況條件下降水與回灌對周圍地下水位與沉降的不同影響效果。

孔政[17]建立二維非穩(wěn)定滲流模型，借助滲流分析軟件SEEP/W模擬抽水過程中基坑內、外滲流場的變化情況，為深基坑開挖對應的降水設計提供依據(jù)。

羅華鋒[18]以上海地鐵某車站為工程背景，利用MIDAS數(shù)值計算軟件，針對上海地區(qū)第二層承壓水的抽取與回灌引起的地下水水位變化及地層沉降進行數(shù)值分析，采用雙井降壓雙井回灌來模擬抽取與回灌共同作用效果.

【參考文獻】

1）宋東升.某軟土深基坑止水帷幕技術研究[J/OL].中國住宅設施，2018（01）：1.

2）杜家佳， 陸建鋒， 王震，等. 武漢綠地中心深基坑聲納滲流控制技術[J]. 施工技術， 2018（1）：6-10.

3）李罡. 基坑降水回灌技術在濟南地鐵中的應用[J]. 施工技術， 2018（1）：79-83.

4）曹凈， 張丙軍， 劉海明，等. 懸掛式止水帷幕基坑滲流模型的簡化[J]. 安全與環(huán)境學報， 2017（6）：2212-2216.

5）楊建民，隋顏陽.一種軟土地區(qū)深基坑涌水量計算方法[J].鐵道建筑，2017，57（11）：94-97.

6）石中平.矩形基坑降水計算的列井法[J].工程勘察，2016，44（11）：31-36.

7）王國富，唐卓華，李罡，路林海，徐幫樹.基坑工程降水回灌適宜性分級研究[J].施工技術，2016，45（13）：41-44+49.

8）李福成. 富水砂層中的深基坑降水技術[J]. 鐵道建筑技術， 2012（5）：4-7.

9）周波. 淺析富水砂層中的深基坑降水技術[J]. 城市建設理論研究：電子版， 2014（4）.

10）龔武雄. 富水砂層地鐵車站深基坑降水設計與施工[J]. 科技經(jīng)濟導刊， 2017（6）.

11）董立朋， 劉龍生. 富水厚砂層深基坑降水設計與施工[J]. 隧道建設（中英文）， 2012， 32（s2）：162-166.

12）包冠軍. 柴達木盆地巨厚砂層深基坑降水實例分析[J]. 中州煤炭， 2015（3）：77-79.

13）任海香， 張廷會. 管井與引滲井相結合在某基坑降水中的應用[J]. 地下水， 2016， 38（2）：116-117.

14）陳景河. 高原環(huán)境深基坑支護降水設計與施工[J]. 土工基礎， 2017（4）：387-389.

15）曾英俊. 富水砂層中臨近河道超深基坑降水設計及施工[J]. 中國市政工程， 2016（5）：7

16）王國富， 王倩， 路林海，等. 濟南軌道交通某深基坑降水與回灌數(shù)值分析[J]. 地下空間與工程學報， 2017（5）：1280-1288.

17）孔政， 唐紅， 楊明亮. 武漢某超大型深基坑整體抽水試驗分析[J]. 施工技術， 2018（1）：84-87.