地鐵車站基坑降水施工技術研究

唐曉

摘 要：隨著時代的快速發展，越來越多的人口涌入城市當中，這給本就擁擠的城市交通帶來了更大的挑戰，而地鐵作為一種地下交通方式，可以有效緩解這一局面，可是地鐵工程具體施工過程中如果地下水位較高且地質條件不好的話，很容易引發塌方事故，不但給企業帶來了巨大的經濟損失，而且還有可能導致人員傷亡。

關鍵詞：地鐵車站;基坑降水;施工技術

文章編號：2095-4085（2020）05-0096-02

1 工程概況

1.1 工程簡介

該工程位于某市的一個交叉路口，作為和后期的地鐵4號線換乘點，該車站整體結構都采用的框架設計模式，兩層三跨箱型站體，并設置了停車線和交叉渡線。車站的南面是兩座高層建筑，北面是綠地和道路，整個施工過程采用的明挖法。標準段的基坑深度為23.1m，深度為16.6m，基坑開挖的深度達到了20.22m，盾構井的寬度為27.3m，主體頂面土層厚度約為3m。整個車站主體隧道都采用的盾構作業，在車站兩端還分別設置了盾構井，外側采用降水井和三軸攪拌樁止水帷幕進行排水[1]。

1.2 地質、水文條件

1.2.1 地質條件

結合本工程施工區域地形地貌特征以及現場鉆探所揭示的地層狀況確定該車站屬于黃河沖洪積平原，地基土在50m范圍內都屬于第四系沉積地層，在實際開挖過程中會遇到的主要包含有粉質黏土、雜填土和粉砂，換乘節點底板主要出于細砂層當中，三軸攪拌樁止水帷幕和地連墻出于粉質黏土層當中。

1.2.2 水文地質條件

距離該地鐵車站最近的地表水深度可以達到3.5m。施工區域上層的土壤主要為粉質黏土和粉土，屬于弱透水層，而且這里最近地表水底部鋪設了膨潤土防滲毯。地下水徑流、水位、補給、動態特征和排泄條件主要都是粉粉砂、粉質黏土層、砂（黏）質粉土和細砂，富水層和透水層都屬于弱中等，主要的補給水源為地下水徑流和大氣降水，由于地面長時間之后出現了一定的硬化現象，下滲量不太大，所以最為重要的補給方式就成了地下水徑流。

2 降水工作中的常見問題

2.1 施工作業難度大

根據以往經驗總結，地鐵車站基坑降水施工過程中常見的兩個難題如后。（1）將換線部分車站建設成一個封閉的空間。（2）車站深入距離太大。

2.2 容易發生突發情況

基坑降水處理是地鐵工程建設過程中非常重要的一項內容，但地質條件存在一定的不確定性，每個施工階段的降水施工難度也各不相同，想要保證整個施工過程中降水施工質量，就必須要提前預設可能會出現的各種突發狀況，并做好提前防控。

2.3 技術不夠先進

地鐵車站基坑降水施工過程中需要解決兩層地下水問題。（1）包含有大量鵝卵石的水層，該層厚度比較大，水分不是太豐富。（2）更深一層的地下水，相比較第一種而言，該層厚度減小了一些，但水分卻增加了不少。由于地鐵工程大多數路段都處于地下，所以需要解決地面上的建筑和設施問題，而此過程需要用到先進的現代化科學技術。

2.4 施工時間不充足

地鐵工程施工周期一般都比較緊迫，而且需要投入大量的資金，為了填補城市的資金運營缺口就需要盡快完成施工投入運營，給施工企業帶來了很大的壓力，要求在保證施工質量基礎之上盡快完工。

3 基坑降水設計方案

3.1 降水作用

基坑降水最主要的一個目的就是避免發生滲水現象，為明挖法施工作業創造一個干燥的作業環境，提高施工過程基坑結構的穩定性和安全性，同時也便于土層顆粒流失，避免流砂現象的發生。隨著被動區土抗力的不斷增大，還可以將體系變形程度降至最小，更好地避免了基坑坍塌事故的發生，提升其抗剪強度和穩固性能。

3.2 基坑降水范圍及方案

在具體施工過程中，基坑的外側設置了地連墻和三軸攪拌樁落地式止水帷幕，并將其深入到了弱透水層黏質粉土當中，降水作業預計降低地下水位到結構底板下1m左右，這樣可以對黏質粉土和粉質黏土當中的粉砂和孔隙潛水進行有效的疏干。打好降水井之后，在確定粉砂、砂質粉土和細砂土層降水影響半徑和綜合滲透系數的時候一般采用的單井潛水-承壓水方式。基坑止水則采用止水帷幕+地連墻方式，實踐證明這種止水方式可以取得非常不錯的效果，樁的深度確定為32m，完全深入到了粉質土層當中，粉質黏土層達到了7m厚度，滲透系數確定為每天0.04m，我們完全可以將其視作不透水底板，在具體排水過程中也只能依靠大氣降水給予少量的補充[2]。

3.3 降水井施工

地鐵車站基坑降水施工技術應用過程中，包含了很多環節，主要分為以下幾個步驟。（1）埋設護筒，測放井位，從開挖一直到原狀土都采用人工開挖方式，泥漿池選用圍護樁施工方式，準備好鉆機并進行調試，在開始鉆孔之后還要由專業人員對泥漿指標進行嚴格把控，盡可能降低洗井難度，提升降水處理效果，一般情況下需要將垂直度誤差控制在1%以內，井徑誤差控制在20mm以內。（2）清孔換漿。在下放無砂濾管之前向其中注入清水，然后進行清孔置換泥漿操作，在此過程中泥漿的比例需要控制在1.05到1.10之間，沉渣指標控制在200mm以內，并保證孔深可以滿足設計要求。濾水管放置的時候采用吊車，并利用混凝土托墊對首節井管管底進行封堵處理，接口處采用8號鐵絲進行綁扎，并用4根竹片進行連接，濾管還需要用200目的尼龍網進行包裹，以更好地保證最終降水效果，井管的吊放過程一定要保證其垂直度。（3）用礫料進行填充。在井管放置好之后便可以抽出鋼絲繩，然后對井管位置進行校隊并實施固定處理，之后就可以填入礫料，就本工程來看，采用的5mm干凈的礫料，并確保其含泥量不超過3%，整個下料過程都要均勻，并避免井管出現歪斜，濾料的投入不得少于95%，然后在含水層頂板3m～5m的位置進行黏土回填，封孔必須要在2m以上[3]。（4）采用空壓機自上而下進行洗井作業，洗井管嚴禁采用軟管，一定要采用鋼管，并選用并列式或者是同心式的洗井裝備，在放入水泵的時候一定要緩慢，嚴禁一次性放入井底，否則很容易破壞井管，導致涌砂現象的發生。（5）試抽。在距離井底超過1m的位置安裝潛水泵進行試抽，為了確保施工過程的安全性，還應該在電路中設置水位繼電制動裝置和漏電保護系統，整個抽水過程必須要連續不間斷。如果抽水過程中發現含沙量太大，則應該重新洗井。

3.4 監測周邊環境

在基坑排水作業過程中，需要工作人員對周邊環境進行嚴密監測，并詳細記錄變化曲線，做到實時準確掌控施工區域周邊的環境動態變化狀況，預測未來發展趨勢，及時消除施工環境中存在的各種隱患，確保工程施工過程的安全順利推進。

3.5 降水井施工后期處理

降水結構一般都屬于輔助工程，在降水作業完成之后就會拆除，在切斷電源前提之下拆除井下的電纜和水泵，然后利用粗砂對坑外降水井進行回填，地表部分按照原有的地貌進行恢復。基坑中心的降水井回填作業一般采用微膨脹混凝土，并用鋼捫板對上方進行封堵處理，同時還需要恢復好路面原有的電纜和排水管設施，特殊區域采取一定的保護措施。除此之外還要注意，在廢水池的邊界范圍內，對基坑的范圍設定以及開挖工作，無論是開挖三眼淺井，還是修建管井以及一系列的施工工作，都必須注意保持基面的干燥，只有保持基面干燥，才能確保工程順利進行。另外，在底板墊層進行澆筑工作時，采取封堵的形式，取得了預期的效果。

4 結 語

總而言之，隨著科學技術水平和人們生活質量的不斷提升，道路交通壓力越來越大，這就需要修建地鐵工程，而基坑降水又是地鐵施工過程中必不可少的一項內容，我們應該加大對該項技術的研究力度，促使我國交通運輸行業的快速發展。

參考文獻：

[1]劉利斌.地鐵車站深基坑開挖的監理管理方法探析[J].福建建材，2018，（07）：109-110，108.

[2]李安東.臨近建構筑物地鐵車站基坑降水施工設計與風險管理[J].建筑技術開發，2018，45（13）：44-45.

[3]王中.地鐵車站基坑降水開挖地表沉降規律及其控制方法研究[D].太原：太原理工大學，2018.