地鐵車站基坑降水及排水施工工藝

田大偉

（中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司，北京 101300）

1 工程概況

朝陽公園站為島式車站，起訖里程K34+636.997—K34+933.097，全長296.1 m，標準段寬23.1 m，有效站臺長186 m，站臺寬14 m。施工現(xiàn)場的拱頂覆土厚度不均，主要集中在5.9～9.3 m。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，以減小地下水對施工的干擾。

2 降水施工工藝分析

2.1 施放井位

（1）區(qū)間暗挖施工段的井中距隧道結(jié)構(gòu)外輪廓線≤2.3 m，降水井間距可根據(jù)實際情況做靈活的調(diào)整，但必須保證不超過8 m，同時需要布設足量的降水井，以滿足降水作業(yè)要求。

（2）測量班測放結(jié)構(gòu)中線及邊線，按規(guī)范復測，若實測結(jié)果無誤，則布放初步井位。此后，還需向下勘察井位周邊所敷設的地下管線，若有則進一步明確具體的類型以及分布特點（深度、覆蓋范圍等），根據(jù)此方面的情況對井位做合適的調(diào)整，避免空間干擾。

2.2 管井的施工

2.2.1 開挖探井

經(jīng)確認后，若現(xiàn)場施工不會影響地下管線以及各類構(gòu)筑物，則可以向下放入護筒，再于周邊填適量的黏土，起到加固護筒以及封堵的作用，以免在鉆井期間出現(xiàn)施工用水大量流失、塌孔問題。若管井施工中遇到地下管線，則根據(jù)實際情況對井位做靈活的調(diào)整，此后再重挖深井，規(guī)避對既有地下管線的影響[1]。

2.2.2 圍（挖）泥漿池

綜合考慮打井數(shù)量以及排渣量，確定合適尺寸的泥漿池（都是地面上做鋼板方箱或塑料布臨時維護）。對于柏油路面以及人行步道處，為保證地面的完整性（不對其產(chǎn)生破壞），可采取圍護的方法；而對于拆遷場地，則可以根據(jù)實際情況采取圍護或開挖的方法。其中，圍護泥漿池可采用挖探井的棄土，并取合適尺寸的塑料布，將其鋪設在泥漿池底部以及側(cè)壁位置，以免造成環(huán)境污染。通常，可采取聯(lián)用泥漿池的方法，例如每2～3 口井共用一池。

2.2.3 鉆機就位及調(diào)整

用水平儀找平，保證鉆機可精準就位并維持穩(wěn)定。鉆機對位偏差需在20 mm 以內(nèi)，鉆塔垂直度偏差需控制在1%以內(nèi)，否則不滿足要求，需予以調(diào)整。

2.2.4 鉆井施工

鉆井作業(yè)采用的是泵吸反循環(huán)的方法，期間詳細觀察沖洗液，判斷其是否存在流損，若有則及時補充水，以保證沖洗液液面的穩(wěn)定性（要求其不低于井口下1 m）。不同土層的鉆進條件有所不同，需根據(jù)實際情況靈活調(diào)整作業(yè)方法。例如，在黏性土地層鉆井施工中，則存在鉆井自造漿偏黏稠、作業(yè)效率較低的情況，此時可清理部分泥漿并注入清水，通過外部清水的應用，調(diào)整泥漿的密度。每次下入鉆具前，均要詳細檢查鉆具，判斷其是否存在脫焊、裂口等問題，若有則安排補焊或是做其他方面的處理，不具備維修條件時則予以更換。

鉆井作業(yè)條件較為復雜，需根據(jù)實際情況靈活調(diào)整作業(yè)方法。遇大粒徑卵石時，可更換筒狀鉆頭，及時撈出其中的卵石，以便后續(xù)可快速鉆進。在普通地層鉆進時，若存在鉆具回轉(zhuǎn)阻力增加等異常狀況，則需隨即暫停鉆進，分析原因并處理。鉆進時加強對排渣狀況以及返水量的檢查，若鉆渣或水量異常減少，則適當調(diào)整作業(yè)方法，如按特定的幅度串動鉆具、減小鉆壓等，必要時可暫停鉆進，有效處理問題。具體鉆井流程如圖1 所示。

圖1 鉆井流程

每次加接鉆桿前，均要安排1～2 min 的反循環(huán)延續(xù)時間，目的在于將聚積在鉆桿內(nèi)的鉆渣有效清理至地表，此后再停止砂石泵的運行，此舉可有效避免鉆渣回落至鉆頭處（若回落則容易導致鉆頭吸口處堵塞）[2]。

2.3 換漿、清孔

2.3.1 換漿

鉆進至設計深度后，反循環(huán)鉆進，通過此操作將鉆頭向上提升約0.5 m，此后再向其中注入清水，啟用反循環(huán)砂石泵，在該裝置的作用下替換泥漿。

2.3.2 清孔

孔底存在稠泥漿時，可利用抽筒將其抽出，再向其中注入清水以起到稀釋的作用。經(jīng)此處理后，要求泥漿密度約為1.05 g/cm3，黏度18～20 Pa·s。

2.4 下放井管

降水井的深度較淺，所采用的井管自重較小，便于操作，因此可采用直接提吊法，將井管下放至指定位置。吊放過程中加強對井管姿態(tài)的控制，使其可穩(wěn)定在井孔中心，吊放到位后要求其高出地面200 mm，以免外界的雜物落入其中。

2.5 回填濾料

井管下放到位后，若位置居中且外露部分達到要求，則隨即填入濾料，期間及時測定濾料的填入高度，并利用鐵鍬沿井壁周邊連續(xù)填入（不宜采用裝載機倒入的方法），保證填料的均勻性，減小濾料對井管所造成的沖擊作用。

2.6 洗井

洗井可采取壓縮空氣洗井的方法，適配的是空壓機，其特點在于操作便捷、作業(yè)效果較好。

上部潛水層及層間水層是洗井時需重點考慮的部分，可按照自上而下的順序分段洗井，逐步完成整個井段的清洗工作。若沉沒比不足，則向其中注入清水洗井。洗井時加強對現(xiàn)場作業(yè)情況的觀察，以水位和出水量兩個方面較為關鍵，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)采取控制措施，使各自均穩(wěn)定在合理的區(qū)間內(nèi)。

洗井的關鍵技術要點為：下管、填料后，若無誤則需要及時洗井，盡可能縮短成井與洗井的間隔時間，原則上不宜超過8 h；若常規(guī)洗井方法所取得的效果較差，則需利用空壓機做進一步的處理，即高壓洗井處理，壓力穩(wěn)定在0.3～0.7 MPa，具體根據(jù)實際情況做靈活的調(diào)整；按照自上而下的順序洗井，每10 m 洗一次。

2.7 下泵

下泵前做好準備工作：詳細檢查泵電纜接頭的封口，判斷其是否有松動的情況，若有則予以緊固；測定水泵絕緣電阻，若該值低于設定值，則需做烘干處理[3]。

在各項準備工作均落實到位后，可正式下泵，用繩索將電纜拴在水泵耳環(huán)上，以較慢的速度將其下放到位。通常，水泵需下放至與孔底相距1～2 m 處，此后用鋼絲繩穩(wěn)定吊住水泵或用夾板夾牢放置在井管上口位置。全程均要謹慎操作，以免因磕碰等緣故而造成泵體損傷。

3 潛水殘留水的有效處理

施工現(xiàn)場共有兩層含水層，需以合理的方法對上層做疏干處理。但就實際情況來看，潛水含水層底板缺乏平整性，部分區(qū)域的潛水含水層板處有滲水現(xiàn)象，若未有效處理該問題，將帶出地層中的細顆粒物質(zhì)，不利于開挖進程的順利推進，易影響開挖質(zhì)量。對此，需適當放慢開挖速度，并根據(jù)出水點的實際情況采取針對性的處理措施。

對于潛水殘留水的處理技術要點，做如下分析：

（1）若持續(xù)性滲水但水流較小，較為可行的是采取徑向注漿堵水的方法，在距離出水點1.5 m 處鉆孔（孔徑為42 mm），清理孔內(nèi)雜物后向其中置入長度為1 m 的Φ40 mm 鋼管，埋設到位后在孔口處采取固定措施。正式注漿前，組織注漿試驗，確定包含漿液配合比、注漿量、漿液擴散半徑在內(nèi)的各項作業(yè)參數(shù)，作為正式施工的依據(jù)。注漿材料可選擇水泥—水玻璃雙液漿，每孔的注漿均要具有連續(xù)性，待實測的注漿壓力達到設計值后，依然需穩(wěn)壓10 min（可根據(jù)實際情況適當延長），保證漿液填充的飽滿性。

（2）若滲水量較大，則在出水點處設盲管，起到導流的作用，且還需在槽邊開挖盲溝集水，統(tǒng)一將該部分水排走。材料方面，導流管通常可以選擇Φ25 mm 塑料管，長0.5 m，纏80 目尼龍紗網(wǎng)，以免堵塞。盲溝一般貼坑壁開挖，考慮到止水流易攜帶基坑底細顆粒物質(zhì)的情況（此時會帶來較為明顯的基底土受擾問題），需向盲溝中填入粒徑為4～6 mm 的礫石。

4 地下水減排以及水的有效利用

（1）降水施工時根據(jù)實際情況有效協(xié)調(diào)土建施工，增強兩者的協(xié)調(diào)性。以水位監(jiān)測情況為參考，分段抽水，并動態(tài)調(diào)整抽水井的開泵數(shù)量，或是對水泵的流量做靈活的調(diào)整，使其具有合理性。

（2）秉承資源利用率最大化的原則，合理應用降水抽出的水，將其用于施工現(xiàn)場車輛沖洗、降塵等作業(yè)場景中；沉淀池儲水，可用該部分沖洗土方車；合理應用降水井水源，用于撲滅現(xiàn)場的灰塵，做到環(huán)保施工；而對于臨時支護錨噴等方面的用水，則可以利用降水井排水。此外，施工單位積極與當?shù)氐沫h(huán)衛(wèi)以及綠化部門取得聯(lián)系，合理應用地下水，例如可以將其用于工地門前綠化、樹木澆灌，而對于剩余的水，則將其排至市政雨水管道中，不可隨意向周邊排放。

5 結(jié)語

地鐵車站基坑施工易受到現(xiàn)場水文條件的干擾，切實提高降水及排水水平是實現(xiàn)高效施工的關鍵途徑。對深基坑降水及排水施工工藝展開分析，提出一些施工技術要點，希望可以給同仁提供技術參考。