淺談地鐵車輛段出入段線深基坑降水安全控制要點

繆煥山

（北京鐵城建設監理有限責任公司，北京 100855）

1 工程概況

某地鐵車輛段出入段線主體結構總長為362.774 m，標準段寬度為16.5 m，最大寬度為20.79 m，主體結構覆土一般段約為3 m，主體結構采用明挖順筑法施工。標準段結構為雙跨矩形斷面，標準段結構寬度約為16.5~20.8 m。區間設置有1 個盾構接收井、3 組射流風機、1 處雨水泵房（與車輛段預留線共用），區間為地下一層現澆鋼筋混凝土框架結構（局部二層），基坑開挖深度約為8.7~17.2 m，施工方法為明挖法。主體基坑分為第一期、第二期先后施工，第一期施工盾構接收井至某大道中心分隔墻處，第二期施工某大道中心分隔墻處至預留段。出入段線區間底板位于粉土與粉質黏土互層、淤泥質粉質黏土夾粉土，基坑依次穿越地層為雜填土層、素填土層、黏質粉土層、黏質粉土層、砂質粉土層、粉土與粉質黏土互層、淤泥質粉質黏土夾粉土層，在基坑開挖過程中，極易出現涌水涌沙及縱向邊坡坍塌。根據地勘報告，本場地可不考慮軟土震陷影響，黏質粉土層、砂質粉土層、粉土與粉質黏土互層在設防烈度7 度條件下可產生輕微程度的液化。

2 施工總體計劃

根據設計驗算，結合現場施工條件進行設計，坑內33 口疏干井，坑外67 口控制性降水井，共100 口降水井，基坑開挖前20 d 應采用坑內井點對坑底進行降水、疏干，以加固坑內土體，基坑降水深度應控制在坑底以下2 m，同時在基坑外控制性降水井兼做水位監測井。坑外降水井在搶險情況或其他必要條件下啟用，對基坑內的降水可能對墻體外部的損毀進行必要的監測，消除基坑外由于降水引起的下沉和塌陷對路面或者周邊構（建） 筑物造成影響和損害。

2.1 施工技術準備

1） 熟悉和審核施工圖紙。開工前，參加業主組織的圖紙會審和設計交底會議；依據施工圖，編制可實施性的施工組織設計及專項施工方案，報監理工程師初審，經專家論證，將修改后的《出入段線深基坑降水方案》報監理部門進行審批，審批通過后進行方案實施。

2） 根據設計單位所提供的相關測量數據和點位信息，進行測量資料的復合和核測，并將復測結果報告提交給監理工程師進行審核批準。

3） 在進行組織施工前，應當對施工場地和周圍區域進行充分的實地踏勘，及時和詳細掌握場地和周圍區域內的低下管線、電纜或構筑物詳細情況，對需拆遷的建筑物、構筑物、危險建筑進行改移或保護，為順利開工做好準備。

3 降水井施工

3.1 降水井設計

根據設計要求，本工程坑內采用φ700 mm 疏干降水井，延基坑邊線內側6 m，梅花型布設平均間距14 m，共33 口；坑外控制性降水井采用φ700 mm，延基坑邊線外側2.5 m，平均間距12 m，共計布設67 口。

3.2 水泵選擇

根據基坑涌水量、單井出水量的計算結果及設計要求，選用25LG3-10x5 型潛水泵，并預留10 臺水泵備用；水泵流量3 m3/h，揚程50 m，電機功率1.5 kW，日抽水量為24×3 m3/d＝72 m3/d；每口井一臺水泵，配備一個控制井內水位的自動開關，并在井口安裝閥門以便調節流量的大小。

3.3 應急用電計算

施工現場備有兩路工業用電，保證任何一路電源停電1~10min 內能自動切換到另一路電源，確保在基坑開挖過程中降水連續進行。另外配置一臺P0=200 kW應急發電機，滿足現場應急降水用電要求。

3.4 降水控制措施

降水井在基坑開挖前20 d 開始運行，并在基坑內外及地下地上設一定數量具有代表性的監控點，監測降水期間，對周圍環境和基坑的影響，指導基坑開挖施工和降水。基坑分段分層開挖，保持基坑內降水井中的水位處于開挖底面標高1 m 以下，降水方向同基坑開挖的方向；根據基坑開挖情況，控制降水速度；每天對降水設備進行巡查，對每口井的流量、水位測量一次，及時反饋數據，實行動態管理；降水管井含砂量體積比控制在1∶100 000 以下。

3.5 基坑內抽排水和基坑外的截水和排水

基坑采用地下連續墻加裙邊抽條加固的圍護結構，由于出入段線范圍內特殊的水文地質，開挖期間仍存在一定的地下水和地表降水，在基坑內設置匯水溝，將水流導入集水井，再將水抽排到基坑周邊的地面排水系統，經沉淀后排入雨水管。圍擋四周設置C25 混凝土400 mm×200 mm（寬×深） 的地表水溝，用于基坑及地面排水?；拥絿鷵踹呌不?%的縱坡，出入段線基坑南端設配套沉淀池，施工排水經過沉淀池，進入市政雨水管道。

3.6 降水井保護與運行

井管口設置醒目標志，做好標識和保護工作；隨著基坑開挖深度的不斷加深，井管沿縱向與每道支撐要可以及時焊接鋼筋加固；嚴禁挖掘機等機械設備碰撞降水井，保證降水系統的完好性。成立降排水作業班，專門負責降排水管路及設備的維修保養工作，并根據水位監測情況，隨時調整降水深度，確保降水效果；每天24 h 派人現場值班，做好抽水水位等記錄。當降水深度不能滿足施工要求時，調整泵深或更換大功率設備，在征得設計、監理同意后，也可增補降水井點；降水結束水泵拆除后，及時將降水井注漿封閉。

4 施工監測

4.1 監測組織及監測指標

成立專業監測小組，監測技術人員具有結構受力計算和監測分析能力，能夠對監測組織的方案設計、監測組織實施、監測儀器操作、數據收集和處理，并將所監測數據通過相應的計算軟件迅速的提供精準的反饋信息，以便對現場施工進行指導，并且具備發現問題能夠快速做出反應和采取措施。為了保證施工期間施工場地及周邊區域內地表構（建） 筑物的穩定，結合施工設計、施工場地及周邊區域調查結果等資料，確定監測項目和監測儀器，明挖基坑施工監測預警值控制指標，見表1。

表1 明挖基坑施工監測預警值控制標準

4.2 降水井監測與控制

1） 降水動態監測與控制。根據在某市的施工經驗，降水施工過程中，對地表造成的沉降或位移很小，在降水施工中派專人重點對周邊地面進行監測，根據監測的情況，采取不同的監控措施，見表2。每周至少監測一次，并加以比較，如發現有異常情況，及時采取緊急措施。為了監控其降水過程中地下水位的變化情況，對每個井點的流量及設備運轉情況等進行監測并詳細記錄，根據水位、水量變化情況及施工情況及時采取調整措施。

表2 降水動態監測控制表

2） 地表沉降監測與控制。車輛段地表沉降監測網的布設以已有高程系統為基準，以設計提供的基準點和工作基點為基礎構建控制網，并且與根據方案設計要求，在施工場地和周邊可能影響區域內的地表位置布置的監測點位共同布設成閉合、附和導線測量監測路線。并按照相應的埋設方式對監測點位進行設樁和埋設，點位埋設深度要求必須超過路面的結構層；為了在監測過程或者監測間斷內消除對行人和車輛正常運行的影響，點位埋設應平整。同時，點位埋設應當穩固，標記清晰，上部加裝鋼制保護蓋（直徑不小于110 mm）。

3） 管線沉降監測與控制。為了提高監測效率，地下管線的沉降監測可以選擇與地表沉降監測共同使用同一個監測網，為了提高監測精準度，應當根據地下管線與施工場地及周邊區域的相對關系進行沉降監測點的布置和埋設（見圖1、圖2），同時埋設點位應當核查清楚所布置監測點位置管線的屬性和特征，保證對監測點的布置能夠真實準確反應相應管線的沉降情況。

圖1 有檢查井管線測點埋設圖

圖2 無檢查井管線間接測點埋設圖

除此之外，周邊管線變形量測主要采用精密水準儀，懸吊保護管線變形主要采取全站儀，利用監測周期間高程數據差值對管線變形量進行有效監測。建筑物的沉降監測，應當將監測點位設置在能夠有效反應建筑物沉降信息且容易實施儀器監測工作的位置，測點布置擬在2H（H 為基坑開挖深度）施工影響范圍內對重要建筑物布點，根據周期性的監測數據繪制相應的變形監測曲線圖，結合施工情況對相應數據進行分析。

4.3 監測資料的處理與信息反饋

1） 施工監測單位經過現場量測取得監測數據后，編制施工監測報表，于13∶00 前，將當日監測數據上報第三方監測單位，上傳至監控管理信息平臺，確保數據的真實、準確、及時、連續性。

2） 施工監測單位每日14∶00 前，將施工監測日報及信息會審表報送施工單位負責監測相關負責人，簽署審核意見及采取防范措施后，由施工單位報送至監理單位專業監理工程師、總監理工程師審核，簽署意見。施工單位負責防范措施落實，并將會審表存檔。

3） 針對在施工過程中，出現不同的施工區域和地點發生連續紅色預警的現象，應當立即停止施工，及時對發生預警的原因進行分析。對于施工過程中突發險情，必須按照應急要求根據險情危害程度和級別啟動相應的應急預案；報警時，由項目負責人第一時間將報警情況上報工點業主代表、駐地監理及第三方監測單位。同時，整理監測數據信息，12 h 內將書面文件送抵相關單位?？偙O組織施工單位項目負責人、技術負責人與業主代表、設計、監理等相關人員，召開突發險情預警的分析探討相關會議，對引起預警的原因、相應的預警處理和后續施工控制和監測施工等進行探討研究。

4） 除此之外，對預警后措施的采取和相應施工控制等進行監測，如果多日監測數據呈現收斂態勢，表明預警得到了有效的控制，可以申請解除預警；按照流程，該申請由申請單位根據監測結果提出，經設計、監測、建設單位業主代表審核后，上傳至遠程監控平臺并報地鐵集團相關部門備案后方可消警。

5 結束語

總之，深基坑開挖施工是一個循序漸進的過程，一邊基坑降水，一邊開挖，結合監測發現問題，及時消除安全隱患，通過對深基坑降水的有效管控，最終順利實現深基坑開挖安全。