地鐵車站基坑降水及排水施工技術(shù)

摘 要：當(dāng)前時(shí)期，國(guó)內(nèi)的基建速度不斷增快，城鎮(zhèn)化歷程快速增進(jìn)，在地鐵工程建設(shè)過(guò)程中，深基坑降排水施工技術(shù)是十分關(guān)鍵的因素，深基坑降排水施工技術(shù)與工程建造品質(zhì)、施工活動(dòng)的安全程度有特別緊密的聯(lián)系，是項(xiàng)目保質(zhì)保量完工的保障，是風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生概率下降的重要舉措，地鐵深基坑降排水在近幾年的發(fā)展過(guò)程中不斷提高與完善，支護(hù)等技術(shù)逐步提高，與此同時(shí)也不斷變革，為項(xiàng)目牢固性打下了夯實(shí)的根基。

關(guān)鍵詞：地鐵車站 深基坑 降排水施工 技術(shù)

Precipitation and Drainage Construction Technology of the Foundation Pit of the Subway Station

YANG Guoping

（Tiangong Fangyuan Construction Group Co.， Ltd.， Xinyu， Jiangxi Province， 338000 China）

Abstract： In the current period， the domestic construction speed increasing， urbanization rapidly， in the process of subway engineering construction， deep foundation pit drainage construction technology is a key factor， deep foundation pit drainage construction technology and engineering construction quality， the safety of construction activities， is the guarantee of project quality and quantity completion， is an important measure of the probability of risk events， the subway deep foundation pit drainage in recent years， constantly improve and improve， support technology gradually improve， and laid a solid foundation for project firmness.

Key Words： Subway station; Deep foundation pit; Drainage and drainage construction; Technology

地鐵建設(shè)里基坑是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，現(xiàn)場(chǎng)的水文、地質(zhì)環(huán)境比較繁雜并且?guī)в休^強(qiáng)的隱秘性，為此施工的困難系數(shù)較高，對(duì)施工工藝有較高的要求。深基坑降排水的施工工藝與建設(shè)期間的安全、項(xiàng)目的建造品質(zhì)均有緊密的關(guān)聯(lián)，并且可以確保項(xiàng)目建造質(zhì)效，盡可能減小安全風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的概率。

1地鐵車站深基坑降排水施工必要性

地鐵工程建造期間會(huì)出現(xiàn)很多施工降水，如果未科學(xué)處置，會(huì)導(dǎo)致城市地下水資源失去平衡。另外，施工降水是比較寶貴的水資源，如果沒有有效運(yùn)用，僅將其排放掉，會(huì)導(dǎo)致水資源得不到有效利用，與我國(guó)當(dāng)前所提倡的可持續(xù)發(fā)展思想相背離，也會(huì)導(dǎo)致污水處理費(fèi)用和排水費(fèi)用增高[1]。近些年，地鐵施工降水回收的形式不斷增多，比如農(nóng)業(yè)灌溉、城市綠化等。在降排水施工以前，應(yīng)當(dāng)全方位考慮地鐵項(xiàng)目周邊的排水體系，比如灌渠、明渠等，利用當(dāng)前已有的河道，使用滲透地下水的方法對(duì)地下水加以補(bǔ)充或者利用灌區(qū)實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物澆灌，能夠加快城市排水體系改進(jìn)進(jìn)程，節(jié)約農(nóng)業(yè)水資源，有助于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者收入的增多[2]。

2地鐵車站基坑工程降排水施工技術(shù)

2.1輕型井點(diǎn)降水

在實(shí)施降排水的前期活動(dòng)中，應(yīng)當(dāng)配備高壓水泵沖孔，也應(yīng)當(dāng)給水管進(jìn)行持續(xù)供水。以定位控制點(diǎn)和降水的具體要求為依據(jù)，對(duì)井點(diǎn)的標(biāo)高和位置進(jìn)行明確，準(zhǔn)備好輕型井點(diǎn)降水需要用到的設(shè)施設(shè)備，保證滿足工程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。通過(guò)水沖法開展施工活動(dòng)，為保證工程可以順利推進(jìn)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格根據(jù)有關(guān)的操作規(guī)范開展施工活動(dòng)[3]。以設(shè)計(jì)的要求為依據(jù)，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行井點(diǎn)的布設(shè)和放線定位等工作。沿線的區(qū)域需要開挖溝槽主要是讓后續(xù)的井點(diǎn)管的布設(shè)更加順利。

2.2噴射井點(diǎn)降水

噴射井點(diǎn)的施工重點(diǎn)和難點(diǎn)就是對(duì)于埋管后的真空度的把握，應(yīng)當(dāng)確保真空度保持在93.3kPa以上，讓正常的抽水需要得到更好的滿足。為防止噴射器被損壞，開泵壓力應(yīng)當(dāng)在0.3kPa以內(nèi)。在安裝噴射井管的前期活動(dòng)中，對(duì)有關(guān)的設(shè)備進(jìn)行清洗，定期更換水，降低對(duì)水泵葉輪或者噴嘴的磨損。在抽水的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)對(duì)井點(diǎn)管的真空度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證在合理的范圍內(nèi)[4]。

2.3深井井點(diǎn)降水

深井井點(diǎn)降水主要涵蓋了降水的試運(yùn)行和正式運(yùn)行。在降水實(shí)際運(yùn)行之前，仔細(xì)測(cè)量井口的地面標(biāo)高，保證有關(guān)的測(cè)量數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的。然后安排相應(yīng)的抽水設(shè)施設(shè)備以及排水管道、電纜開始試運(yùn)行，保證抽水系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。需要把抽出的水排放到臨時(shí)的給水系統(tǒng)中。通過(guò)提升泵的應(yīng)用，把水排到工程建設(shè)場(chǎng)外，防止發(fā)生回滲情況[5]。

2.4電滲井點(diǎn)降水

電滲井點(diǎn)主要指的是對(duì)井點(diǎn)和噴射井點(diǎn)管進(jìn)行埋設(shè)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)留存電滲井點(diǎn)陽(yáng)極位置。在降水沒辦法滿足降水需求時(shí)，埋設(shè)電滲陰極改善降水的效果。在對(duì)陽(yáng)極進(jìn)行埋設(shè)時(shí)，通常采用鋁棒或者鋼筋、鋼管等，把陽(yáng)極埋設(shè)在井點(diǎn)管內(nèi)部，且需保持平行交錯(cuò)的排列狀態(tài)。井點(diǎn)管應(yīng)當(dāng)與陽(yáng)極保持一定的距離。在通電之前，應(yīng)當(dāng)把金屬棒的導(dǎo)電物質(zhì)進(jìn)行清理，保證地面是干燥的，可通過(guò)抹上一層瀝青，達(dá)到絕緣的目的[6]。

2.5砂（礫）滲井降水

這種降水方式主要是通過(guò)豎向排水管道把基坑內(nèi)的上層滯留水和地面水全部抽排到基坑里面。這種方法在上層含水量比較少，很難排出的情況下比較適用。下部含水層的水位可以通過(guò)抽降或自排的方式讓基坑內(nèi)的水位降低。需要先開展鉆井操作，再回填粗砂。在施工的時(shí)候，導(dǎo)滲井應(yīng)穿透整個(gè)滲層進(jìn)入到下部的含水層。

3工程相關(guān)概述

某市一地鐵車站起訖里程K34+636.997～K34+933.097，全長(zhǎng)296.1m，標(biāo)準(zhǔn)段寬23.1m，有效站臺(tái)長(zhǎng)186m，站臺(tái)寬14m。施工現(xiàn)場(chǎng)的拱頂覆土厚度不均，主要集中在5.9～9.3m。主體結(jié)構(gòu)采取的是地下兩層直墻三連拱結(jié)構(gòu)，采用管井降水的方法，以減小地下水對(duì)施工的干擾。

該區(qū)段的水位標(biāo)高是1～13m，通常情況下地下水埋深是1～3m。沿線的地表水比較豐富，地下水構(gòu)成主要是通過(guò)地表水下滲。

該地鐵車站勘察范圍當(dāng)中全部鉆孔都遇見地下水，線路的沿線地下水水位埋藏的深淺不一，初見的地下水通常埋深是0.4～2.4m。通常情況下，穩(wěn)定地下水埋深是0.91～3.1m。利用觀測(cè)分層水位可以看到，各個(gè)透水層的地下水水位標(biāo)高相同，個(gè)別的局部填土內(nèi)上層的滯水水位比較高。水位的年變化幅度是1～1.5m。根據(jù)地區(qū)傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，滲透系數(shù)通常是0.5～1m每天。基巖裂隙水是承壓水，許多個(gè)含水層之間有著一定水力聯(lián)系。

4地鐵車站基坑降水和排水施工工藝應(yīng)用

4.1降水方案設(shè)計(jì)

按照地質(zhì)勘察的結(jié)果，根據(jù)此項(xiàng)目的特點(diǎn)，制定科學(xué)的降水方案，選取管井降水方案，管井能夠沿著地鐵基坑的縱向進(jìn)行布置，確保臨近的管井間距是20m左右，邊開挖邊來(lái)降水和排水。在基坑的內(nèi)側(cè)設(shè)置降水井，每一次降水的深度在基坑開挖面之下1m。基坑的外側(cè)能夠按照實(shí)際狀況來(lái)設(shè)置回灌井，進(jìn)而有效地避免了水位大大降低。該車站應(yīng)用了管井井點(diǎn)降水，降水井的井點(diǎn)設(shè)置到了基坑當(dāng)中。按照設(shè)計(jì)圖紙和水溫地質(zhì)相關(guān)資料來(lái)對(duì)降水井布置方案進(jìn)行確定。車站的主體結(jié)構(gòu)要在施工過(guò)程中不斷進(jìn)行基坑當(dāng)中的排水、降水。在施工過(guò)程當(dāng)中，需要確保坑內(nèi)的地下水位比開挖面1m之下要低，并且保持到了車站主體回填完成。

4.2降水井的布置

基坑的開挖廣泛含有混合花崗巖的殘積土，土層碰到水之后容易發(fā)生崩解。此次施工過(guò)程中應(yīng)用了管井降水法。降水井是通過(guò)直徑1.2m旋挖鉆成孔，各個(gè)降水井的間距大約范圍是20～30m。它通過(guò)直徑0.8m的鋼管連接的。鋼管側(cè)面存在鋼孔，外面含有3層的尼龍布包裹而成。井內(nèi)的填充物是濾水層，降水井鉆過(guò)了基底4m，并且使用6mm的厚鋼板封底，降水井沿著基坑進(jìn)行布置。

4.3施工方法和流程

降水井施工過(guò)程中指定專門人員對(duì)進(jìn)料進(jìn)行負(fù)責(zé)，工程人員詳細(xì)核查現(xiàn)場(chǎng)，保證過(guò)濾管、井壁管以及黏土等較高的質(zhì)量。對(duì)于不符合基本要求的需要禁止實(shí)行開挖工作。井點(diǎn)管埋設(shè)方法是：利用防線測(cè)量來(lái)對(duì)各個(gè)降水井點(diǎn)位置進(jìn)行確定，管井埋設(shè)使用泥漿的護(hù)壁沖擊鉆來(lái)進(jìn)行成孔。當(dāng)鉆孔的深度在設(shè)計(jì)深度后，需要有效地進(jìn)行清孔作業(yè)，把鉆孔內(nèi)渣土進(jìn)行清理干凈，接著下入到井管。濾水井管放置在孔中心，在井管四周需要使用粗砂來(lái)填充。當(dāng)井管距離地面低于1m的時(shí)候，需要使用黏土來(lái)進(jìn)行回填。在這施工過(guò)程當(dāng)中需要選取分層回填手段，每次回填大約20cm，壓實(shí)一次，并且檢測(cè)壓實(shí)度，當(dāng)符合要求之后再次對(duì)上一層進(jìn)行壓填。為了確保管井的內(nèi)部清潔，沒有雜物，此次工程在清理井管過(guò)程當(dāng)中選取空氣壓縮機(jī)來(lái)清洗，多次進(jìn)行清理，一直到有清水流出為止。對(duì)抽水設(shè)備進(jìn)行安裝，在清理完井管后，需要使用潛水泵來(lái)抽水，將管線連接在規(guī)定水池內(nèi)。

4.4降水運(yùn)行

4.4.1 試運(yùn)行

為了確保試運(yùn)行效果，首先要全面測(cè)量各井口、地面標(biāo)高。對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、要求進(jìn)行確認(rèn)之后，才可以實(shí)行試運(yùn)行。在開挖基坑前，將基坑內(nèi)地下水下降到開挖標(biāo)準(zhǔn)面1m之下，實(shí)現(xiàn)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之后先對(duì)抽水進(jìn)行暫停，對(duì)井內(nèi)出水量進(jìn)行觀察，確認(rèn)出水量是不是滿足降水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之后，就需要進(jìn)行下道施工工序，當(dāng)不符合標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，就需要繼續(xù)進(jìn)行抽水。

4.4.2 避免地面沉降

在降水操作的時(shí)候，需要預(yù)防地面沉降量超出允許的標(biāo)準(zhǔn)值，進(jìn)而確保四周建筑工程的地基基礎(chǔ)、地下管線施工安全性。除此之外，在基坑外側(cè)設(shè)置水位觀察井，實(shí)時(shí)監(jiān)控地下水位。

4.4.3 井點(diǎn)管封孔

在結(jié)束基坑井點(diǎn)降水之后，封閉鉆孔的過(guò)程中需要存在監(jiān)理工程人員來(lái)進(jìn)行監(jiān)理，然后對(duì)井點(diǎn)管封孔進(jìn)行拆除，并且充分做好詳細(xì)的記錄。全部沒有安裝設(shè)施的鉆孔需要根據(jù)一定配比的水泥漿來(lái)進(jìn)行封孔。水泥漿需要應(yīng)用導(dǎo)管輸入鉆孔底，進(jìn)行密實(shí)的灌注。在農(nóng)田、風(fēng)景區(qū)域水泥漿的回灌高度需要離地面距離1m，剩余孔洞選擇合理大小的土塊來(lái)進(jìn)行填充。

4.4.4 基坑排水

在基坑之外，也需要科學(xué)設(shè)置集水井或排水溝，預(yù)防雨季的雨水給圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能帶來(lái)影響。在此工程項(xiàng)目施工過(guò)程當(dāng)中，設(shè)置寬度是0.3m的排水溝，集水井每間隔20～40m就需要設(shè)置一個(gè)排水溝，平均布置到基坑的四周。同時(shí)，集水井直徑需要在0.8m左右進(jìn)行控制。

4.5優(yōu)化項(xiàng)目管理

在深基坑排水工作中要對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)都確定主要的負(fù)責(zé)人，有利于提升排水的效率，縮短工程的時(shí)間，保障整體建筑的質(zhì)量。但是也需要合理控制工程的進(jìn)展，降排水會(huì)對(duì)地基產(chǎn)生一定的影響，要監(jiān)督管理施工處深基坑的降排水工作，在施工環(huán)節(jié)的一開始就要開展此項(xiàng)目，對(duì)建筑工程進(jìn)行控制性的施工和管理，分階段性的監(jiān)督綜合降水在深基坑的過(guò)程中。具體施行的做法是，在工程中實(shí)現(xiàn)分階段的監(jiān)督和管理，對(duì)工作內(nèi)容要恰當(dāng)?shù)恼恚凑展ぷ鞯膬?nèi)容將職責(zé)進(jìn)行劃分明確，保障深基坑綜合排降水的進(jìn)程，按時(shí)交工。

5結(jié)語(yǔ)

地鐵基坑項(xiàng)目降排水是基坑項(xiàng)目的主要內(nèi)容，降排水舉措科學(xué)與否是深基坑施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)與否的重點(diǎn)，降排水項(xiàng)目的質(zhì)量好壞會(huì)在一定程度上影響到基坑掘進(jìn)、支護(hù)，應(yīng)當(dāng)對(duì)降排水項(xiàng)目質(zhì)量的所有影響要素進(jìn)行全面的剖析，歸納降排水項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，深入分析項(xiàng)目質(zhì)量管控舉措，提高降排水施工品質(zhì)，提升工程安全水平，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長(zhǎng)。

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作者簡(jiǎn)介：楊國(guó)平（1980—），男，大專，工程師，主要從事公路與橋梁方面的工作。