工程中的超深基坑降水與降水井封堵施工技術

劉 鵬

（中鐵十六局集團地鐵工程有限公司，北京 100018）

地鐵超深基坑坑內降水及降水井封堵，一定要保持其良好的工作條件。應該結合當地實際情況，對地鐵超深基坑施工前做出科學合理的安排，對坑內降水及降水井封堵施工制定更加詳盡的計劃，確保地鐵施工過程中基礎結構的穩定性、安全性，滿足地鐵項目一系列的優化要求。

1 工程概況

王府井北站起訖里程K23+295.007～K23+506.007，全長209 m，寬24.3 m。此標段采用導洞洞內和坑外管井降水方案，地面降水井排水采用地排方式，每個井點做1 個工作井，本站共需設置人井55 個。洞內降水井排水采用明排方式，降水匯集到豎井內，對其進行集中引排，可在施工豎井內匯集后集中引排至地表，或在導洞內匯集后開窗井引排至地表。

2 降水井施工

2.1 施放井位

井位經過地面物探核實后，確認下方無任何管線后作出明確標示，必要時采用鋼釬釘入地下40 cm并加入石灰粉。施工前要經過多次確認方可施工[1]。洞內降水可直接在降水導洞內作出井位標識，機械成井。

2.2 管井施工

1）鉆井工藝及鉆井設備的確定。本工程全部管井施工采用反循環鉆進工藝，工藝原理如圖1 所示，打井鉆機為泵吸反循環鉆機，洞內管井施工采用改裝的鉆機。

2）降水井結構：降水井構造樣式為：①無砂水泥管：井徑Φ600 mm，濾料采用3 mm～7 mm；②橋式濾水管：井徑Φ600 mm，濾料采用3 mm～7 mm。井管安裝于井孔正中。具體施工流程見圖2。

3）施工方法

①挖探井：在標注好的位置上人工開挖探井2.5 m～4 m，確定無其他建筑方可下入護筒，護筒外側填充黏土，表面填充雜土。為防止鉆井施工過程出現其他意外情況，要及時做好護臂，保障人員安全，遇到地下管線需及時調整井位并重挖探井[2]。洞內降水無需此步驟；

②挖（圍）泥漿池：泥漿池需要在挖探井3 m 左右處挖掘；

③鑿井：鑿井井孔應保持圓正豎直，利于及時洗井，管井采用泵吸反循環鉆機成孔，井徑、孔深要＞設計值；

④替漿：井管使用前必須清理所有井孔內的泥漿，并測量孔深。做好替漿施工，安排好泥漿及渣土的清運工作；

⑤下管：井管采用無砂混凝土濾水管，在制式混凝土管斜上方放置井管，水位下纏繞1 層80 目尼龍網（見圖3），并緩慢下放，當管口與井口相距200 mm 時接上井管，對接處要用尼龍網包裹，以免泥砂阻塞井管。

⑥填濾料：井管連接后立即填入濾料，沿井管外四周均勻添加，將孔內流體排出井孔。施工過程中應隨時記錄數據，避免程序錯亂，造成濾管傾斜及濾料在孔內架橋現象，洗井后濾料下降應立即補充；

?愛新覺羅·弘歷:《西湖晴泛五首》(二)，齊耀珊重修、吳慶坻重纂:《民國杭州府志》(一)，《中國地方志集成·浙江府縣志輯》第1冊，第95頁。

⑦洗井：以上工序完成后立即進行抽洗井，使用設備多次抽洗，抽洗過程中或許泥沙含量過多，可以先清淤再洗井。洗井過程中應隨時觀測水位和出水量的情況變化；

⑧水泵安裝：泵體安裝位置應該位于井底2 m以上。安裝完畢后接通電源，做到一井一路電源，并且檢測水位繼電制動抽水裝置和漏電保護裝置是否可以正常使用；

⑨抽降：施工前要提前標識地下水位線，并要提前30 d 開始抽水，注意水泵維修更換的工序。為防止出水量過大，排水管網排水能力不足，期間可以間斷開關水泵。

2.3 維護降水期地下水觀測

降水期要隨時對地下水位進行觀察記錄，根據數據詳細分析判斷，并密切關注水位異常情況，做好早發現早預防。當地下水位驟然變化時要及時分析成因，是否因水泵損壞造成水量增大、地下含水建筑物是否出現突然損壞產生漏水、是否在施工區出現局部地下水位上升等情況。如遇上述特殊情況，施工人員應立即采取對應的處理措施[3]。

3 沉降監測

3.1 監測點布置

此次降水含水層為卵石層，屬于低壓縮性土層，壓縮模量大，由降水造成的沉降量很小且為均衡沉降，所以不會對周圍建筑物及市政設施產生危害性影響。為杜絕降水施工事故（塌孔、抽水出砂等）造成建筑物過大沉降，針對降水區段周圍建筑物及地面布置沉降監測點，王府井北站共布置18個構筑物沉降監測點、6 個地表沉降監測點，降水沉降監測合計約為1 348 次；王府井北站至王府井站區間施工豎井降水區共放置13 個建筑物沉降監測點、3 個地表沉降監測點，降水沉降監測合計約為398 次。如果建筑物沉降觀察點或地面沉降監測點與第三方監測點相同或接近，可借用第三方沉降監測點開展監測。

3.2 監測要求

1）變形觀測周期應根據實際情況而定，必須做到嚴密謹慎，不能有疏漏和任何變化，根據長時間觀察、記錄，確定對應周期。

2）水準基點與工作基點的聯測采用一等水準觀測，以3 個月為周期檢測，判斷工作基點的準確性、穩定性，并把工作基點的全部記錄保存歸檔，所有下降數據要單獨歸檔整理。

3）在降水施工開展前檢查所有儀器工作是否正常。統一工作基點對所有沉降檢測點進行多次觀察，沉降對應建筑物應形成封閉循環。每7 d 觀測1次，連續觀測數次，如每日沉降量＜0.04 mm 則加長為15 d/次，若日沉降量≥±0.04 mm 則保持7 d/次的觀測頻次。表1 為降水監測記錄的部分數據，從表1 中可知此次降水效果符合要求。

表1 降水監測記錄部分數據

4 降水井封堵

流程完成后做好善后工作。斷水斷電，拆除水泵、電纜、泵管。粘土回填距井口2 m，距井口2.0 m以上使用C15 素混凝土回填，并人工夯實。地表部分恢復原狀。其施工要點如下。

1）在抽水施工中，將坑底下500 mm 的井壁（孔和井管之間）淤泥清除干凈，之后再用C15 混凝土填埋。

2）把降水井中的水泵提出，下放漿管（Φ50 mm鋼管），下入深度離井底大約300 mm 時，將球閥安裝在坑底周邊注漿管上。

3）井管內填充Φ10 mm～20 mm 礫石，礫石高度 h＜H-L-0.5（H 為坑底至井底距離，m；L 為擋水器長度，m）。

4）將安全氣囊安裝坑底下方≥300 mm 的地方，然后充氣，氣囊會使整個排水井充滿。并在48 h后將氣囊上部剩余的水處理掉，使其達到設計高度。

5）井口用Φ210 mm 的鋼板焊絲，完成后方可開展注漿作業，調制泥漿水與灰的最優比例為0.5：1。注漿結束后立即關掉球閥，隨后將注漿管截斷，讓井口成為一個平面，最后將井口到墊層頂端標識位置用混凝土填充。

5 降水及降水井封堵施工重要性分析

地鐵施工過程的安全性尤為重要，而科學合理地設計地鐵超深基坑坑內降水及降水井封堵工程更是地鐵安全的重中之重[4]。施工前要充分考慮施工的難點及弱點。所以在施工前對準備工作要做得更加充分、完善，對于可能發生的情況要有充足預案，地鐵項目重點難點就是深坑降水封堵工程，做好封堵工程可以有效降低安全隱患，減少不必要的損失。同時也要保持降水井良好的工作性能，減少深井施工。

6 結語

在上述措施下，本工程中地鐵超深基坑施工的安全系數得到了有效提升，符合地鐵施工方案的要求，在滿足地鐵結構安全要求的同時還滿足了地鐵施工多方面的需求。在工程中要對深坑基坑高度重視，隨時觀察施工進度，專人管理深基坑坑內及降水井封堵工程，避免對地鐵施工效益、結構安全施工等造成不利的影響，令地鐵結構安全施工工作的開展更加高效，盡可能地避免超深基坑方面的施工風險。