真空深井降水技术及其在地铁施工中的应用研究

2015-04-16尹歆

建材与装饰 2015年42期

关键词：管井深井真空

尹歆

（中铁七局集团西安铁路工程有限公司）

真空深井降水技术及其在地铁施工中的应用研究

尹歆

（中铁七局集团西安铁路工程有限公司）

现阶段来说，广州地铁建设取得了很大的成就，极大满足了广大交通客流的需求。在广州地铁建设过程中，如果通过自渗井同抽水管井进行有机协调，那么基于土建施工的角度考虑，将难以实现良好效果。为此，本文通过探讨真空降水工程技术，包括施工范围、性能特点以及公正原理诸多方面，希望充分解决复杂地层施工过程中，面临一系列降水难题，促进广州地铁实现良好的施工建设。

真空深井；降水技术；地铁施工；应用；研究

现阶段来说，在地铁建设过程中，如果通过自渗井同抽水管井进行有机协调，那么效果难以有效保障。无论是界面残留水还是饱和水，乃至上层滞水等诸多方面如果通过现阶段管井方法，将非常不利于疏干。尤其是广州地铁开展施工阶段，不同施工标段普遍存在带水作业等一系列问题。长期下去，将大大不利于车站及隧道开挖等过程。为此，有必要探讨真空降水工程技术，充分解决复杂地层施工过程中面临一系列降水难题。

1　工程项目研究概况

广州地铁建设过程中，暗挖段相对来说工程建设较为复杂，一旦降水效果难以保障，容易出现侧壁滞留水等问题，同时不利于暗挖施工顺利进行。从地铁施工角度分析，同普通开挖项目存在诸多不同，地铁施工过程中，线路普遍需要埋深，甚至达到地下水位之下，同时存在着施工周期长、线长以及点多的问题。此外，地铁线路规划过程中，普遍位于广州市较为繁华地段。通过工程实践及调研，结果发现上层滞水之所以不能疏干，主要受到下面几个原因影响：①由于大量黏土层作用，导致滞水难以实现自渗流，而通过管井抽水等作用，难以实现对滞水科学有效影响。②降水井施工过程中，应做好地下管线方面的躲避工作，这样容易引起井间距过大等方面的问题，同时大大不利于管井实现良好渗排。③上层滞水渗排过程中，只有经过较长时间，才能有效凸显其效果。然而，实际广州地铁施工建设过程中，本身存在任务重及工期紧等方面的问题，通常土建施工开展的同时，也在开展降水井施工。然而，降水井施工本身存在一定滞后性，这就引起渗排时间普遍较短，并不能充分起到良好渗排效果。

基于此，管井降水过程中，关于渗透系数大、粗颗粒特性有关土层而言，在承压水及潜水等诸多方面，效果相对较为明显。然而，一旦饱和水或者分图层等方面，在实际处理过程中普遍存在难度较大的问题。无论是界面残留水还是饱和水，乃至上层滞水等诸多方面如果通过现阶段管井方法，将非常不利于疏干。如果仅仅通过引渗井自渗，将难以起到良好效果。为此，需通过科学合理手段，实现渗透动力不断加大。由于受限于施工场地和降深，无论是喷射井点还是轻型井点，针对于广州地铁建设都不太合适。为此，需通过真空降水工程技术，实现广州地铁建设科学有效运用。

2　广州地铁施工工程项目概况

以广州地铁施工建设过程中某地铁站为例，该站主要呈地下岛式。在标准段设计过程中，通常是三层双跨箱类型。从有效站台角度讲，里程达到了522.000+DK11。从车站有效站台来说，其右线轨顶高程达到了相应的17.2m。车站基坑面积较大，达到了13.8万m2。在这其中，主要包括北地块及南地块两个部分，北地块面积达到了7.08万m2，而南地块面积达到了6.72万m2。在开挖的过程中，将开挖深度控制在15～23m范围之内。土方开挖也是一个重要的过程，开挖量维持在220万m3左右。此工程项目包括换乘通道1个、消防出口1个，同时还包括3个入口以及风道2个。在车站主体施工过程中，通过明挖法进行。

3　水文地质条件

3.1地表水

在场地拟建过程中，地表出现塘河分布。在施工过程中，首先把塘河进行填平然后对其隔断[1]。对于东侧塘河来说，同该地湖泊进行连通。在实际勘查过程中，通过测量得出水位标高达到了1.10m左右。在场地周围，地表水水位变化过程中，一般容易受到湖泊水位、相门塘水位诸多方面作用。

3.2潜水

针对于孔隙潜水来说，通常赋存在浅土层，在富水性方面普遍较差，同时容易出现透水性不均等现象。在实际勘查的过程中，通过科学有效测量得出水位标高达到了1.25m左右。在水位稳定之后，标高同样达到了1.50m左右。从不及来源角度来说，主要是地表水入渗和打气降水等。从排泄方式角度考虑，主要是空气蒸发。

3.3微承压水

通常来说，微承压水具备良好透水特点，从富水性方面来说属于中等。一般赋存在粉砂。从补给来源角度考虑，一般是侧向径流或者垂直入渗。从排泄方式角度考虑，主要是民井抽取。

4　成孔成井施工技术和相关的技术要求

4.1测放井位

测放井位过程中，应切实按照井点平面图，然后开展科学有效布置。如果井点布设过程中，容易受到地面障碍物以及施工条件等方面因素作用，在现场测放井位方面，应进行相应调整。

4.2埋设护口管

首先应于原状土层中，进行管底口插入。在此过程中，应切实避免施工阶段出现管外返浆等不良现象[2]。为此，在护口管管外，需通过粘性土以及草辫子等物质进行密封，应切实保障密封要严实。

4.3安装钻孔

钻孔安装过程中，应首先固定安装台，应切实保障孔、转盘以及大沟之间始终保持平行，同时应让大钩实现同孔中心一致。

4.4钻进成孔

深井管井应切实保障钻孔到底。应合理安排开孔孔径，将孔径保持在大约600mm左右。同时，应力求实现开孔钻进过程中具备良好垂直度。基于此，在开孔钻进过程中，应遵循轻压慢转的原则，应注意针对钢丝绳吊紧。应通过先进施工技术，例如孔内自然造浆等，实现对于泥浆密度良好的控制，应在钻进阶段，将泥浆密度保持在合理区间内。

4.5清孔换浆

钻孔钻进过程中，如果达到了设计标高范围，应开展冲孔清除工作，将孔内杂物实现合理有效清除[3]。提钻过程之前，应注重把钻杆提高，使其距离孔底大约0.5m范围。应合理控制孔底沉淤现象，使其不超过30cm，同时应科学控制孔内泥浆密度，使其低于传统的1.10。

4.6下井管

在管子进场完成后，还需广泛开展缕空工作，并对其符合性检查。检查过程中，应位于下管钱进行孔深测定，只有切实满足设计规范，才能进行下井管。应控制直径不超过孔径的6cm。在井连接的过程中，应切实保障牢固和垂直，并将井口进行固定和居中，下井应充分符合设计深度。

4.7填砾料

针对于井管内部，填砾料过程中，应切实保障入钻杆指导距离孔底大约0.5m左右。此外，需通过闷头，对井管上口进行相应的密封。在此过程中，应在冲孔的过程中进行调浆工作[4]。应保障孔内良好泥浆密度，通常调到1.05左右较为合适。同时，应按照滤水管由内朝外的顺序，在孔壁及井管间隙，大力开展返浆工作。同时应切实遵循构造设计的相关规范，在填料的过程中，一边进行砾料高度测量。

4.8井口封闭

针对于地表下大约1m左右范围内，进行粘性土回填工作。同时应注意封孔止水，这样才能避免管外流入污水，同时避免泥浆现象造成的影响。

4.9洗井

充分借助于井管钻杆等设备，然后接清水进行洗井。需要注意的是，提出钻杆之前，应注重加强管底淤泥清理工作，管底水如果达到较为清晰的状态，才能进行停止清洗。

4.10试抽

在洗井完成之后，如果出现水位恢复。应根据相关计算进行下泵。同时为切实保障良好降深，针对于滤水管下半部分，应保障其为下入深度。在试抽经过一定时间后，大约维持在3h左右，应随着主要孔水位出现的变化，并对井内水位进行科学有效测定。同时应注意安装水表，并采取科学手段测定流量。

4.11抽水试验

在抽水试验开展之前，应注重加强测量工作，应针对于初始水位开展相应测量。同时应注重加强水位时间观测，在抽水开始后，前10min之内，应定期进行观测，应保障每分钟至少1次。在10～30min左右，也需展开定期观测，可以在每2min左右将次数控制在1次。在超过100min之后，时间应适当延长。

4.12正式降水

在试抽结束之后，如果试抽始终保持正常，则应开展降水。通过相应的基坑开挖，一直到地下水位之前，抽水时间应控制在超过14d。如果水位未符合计算深度，应保持每天观测三次。如果水位符合计算深度，应保持每天观测一次。