谈地铁附属结构明挖基坑井点降水技术措施

高灵通（中铁十二局集团第二工程有限公司,太原 030000）

谈地铁附属结构明挖基坑井点降水技术措施

高灵通
（中铁十二局集团第二工程有限公司,太原 030000）

随着我国经济的不断发展和进步，虽然城市中的交通工程逐渐增多，但面临的交通压力依然巨大。近年来，我国城市中的地铁工程发展迅速，这对于地面交通压力有了很大程度的缓解。地铁工程施工在地下进行，由于地下地质情况复杂，所以施工难度非常大，其中深基坑开挖中的降水工程就非常常见。如何有效地降低地下水，确保施工及周边环境的安全是地铁工程施工中尤为重要的组成部分。论文根据工程的实际情况，对地铁车站附属结构明挖深基坑施工中的井点降水施工技术进行阐述，希望对今后的工程施工有所借鉴。

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.11.037

1　工程概况

某城市在建的地铁车站工程，车站总长为210.8m，标准段宽度为20.1m，主体结构为2层岛式站，地下1层为站厅层，地下2层为站台层，车站顶板覆土厚度约为3.5m，底板埋深约16.89m。车站附属结构共设置4个出入口及2个风道。附属结构均采用明挖法施工，围护结构形式为钢管内支撑+钻孔灌注桩型式，坑内井点降水施工。

2　井点降水施工

2.1降水的目的

本基坑坑内采用自流式深井降水的方法，即在基坑内按一定的间距布设降水井，深度在基底底面以下7～8m，滤水层为全滤式，利用土体的水位压力差将基坑内土体中的潜水疏干至深井内，再利用潜水泵将降水井中的集水抽排疏干。

2.2降水方法

2.2.1确定管井的埋深

1)降水井深度计算

式中,H为基坑开挖深度；驻h为井点露出地面高度，一般取0.2～0.3m；驻h为降水后地下水位至基坑地面的安全距离，取驻h=0.5m；i为降水漏斗曲线水力坡度；i=1/10；h1为井点管至基坑顶面边缘距离，一般取0.5～1.0m；r0为基坑中心至基坑顶面边缘短边距离；l为滤管长度，按经验值取6m。

2)降水井设计要求

砾料：石屑。

降水要求疏干开挖土体静储水即可。对于基坑内的疏干降水，含水层的水位应降至当前开挖面以下1m。

若水位未达到要求，则应加强抽水，延长抽水时间；若长期抽水水位仍持续不降或抽水井的水位持续不降，则应检查围护结构的渗漏情况。

2.2.2抽水影响半径

式中,K为渗透系数，取加权平均值；HW为含水层厚度,取29m；s为基坑水位降深。

2.2.3基坑涌水量计算

基坑属于均质含水层澘水完整井基坑,且基坑靠近隔水边界。

式中，Q为基坑涌水量；K为渗透系数；HW为含水层厚度；s为基坑水位降深；R为降水影响半径；R0为基坑等效半径。

2.2.4单井出水量计算

1)完整潜水井单井出水能力

式中，K为渗透系数，取加权平均值,Kmin=0.28；r为滤管半径，取0.2m；l为滤管长度，取6m。

计算结果：q=295.8m3

2)按水泵抽水功率出水量计算

本工程拟采用QDX8-32-1.5型水泵：q=8伊24=192m3两种计算结果，取较小者，单井出水量为192m3/d。

考虑群井中每个井的出水量相互影响，根据施工经验，实际的单井出水量所选用水泵的排水量为基坑涌水量的1.5～2.0倍，本工程取1.5倍，故最终单井出水量为q=128m3/d

2.2.5降水井数量

2.3降水井布设

为确保基坑开挖过程中预留足够施工作业区域，附属结构降水井距基坑内边线1.5m，采用梅花形布设[1]。

因附属结构东侧紧邻排洪渠暗涵，为防止附属结构降水施工过程中,暗涵沉降过大，沿排洪渠分别设置4眼回灌井，回灌井兼做观测井。

2.4管井构造与成井施工工艺

2.4.1管井构造

2.4.2成井施工工艺

降水管井施工采用反循环成孔施工工艺，工艺流程见图1。

图1　降水井施工工艺流程图

3　管井施工方法及技术要求

1）定井位：根据降水设计方案、地下管线分布图及坐标控制点施放降水井井位。正常情况下井位偏差臆50mm，若遇特殊情况(如地下障碍、地面或空中障碍)需调整井位时，不能小于5倍井径。

2）井管、滤料、滤网等主要材料必须经项目部材料员、技术员严格检验和验收，验收合格后必须由技术负责人签字后方可使用[2]。

3）开挖泥浆池：为保证钻进过程中水流循环及钻孔出渣，在现状路面以下3m开挖单井井孔容积1.5倍的泥浆池，泥浆池底部铺垫塑料布防止渗水。

4）钻机就位、调整：钻机就位时需调整钻机的平整度和钻杆的垂直度，对位后用枕木垫实，以保证钻机安放平稳。钻机对位偏差应小于20mm，钻孔垂直度偏差1%。

5）钻孔：在钻孔过程中应保证孔内泥浆液面高度与孔口平，严防塌孔。

在地层条件允许的情况下，尽量使用地层自造泥浆成孔，若钻孔通过易塌孔的流砂层或泥浆漏失严重的地层时，可采用人工造浆护壁钻进，泥浆比重调至1.1～1.3[3]。反循环钻进工艺原理见图2。

图2　反循环钻进工艺原理图

6）换浆：钻孔至设计深度以下0.5m左右，将钻头提高0.5m，然后用清水继续反循环操作替换泥浆，直到泥浆黏度约为20Pa·s为止。

7）下管：下管前应检查井管是否已按设计要求包缠滤网；无砂水泥管接口处用塑料布包严，井管必须确保在井孔居中不歪斜。

8）填滤料：填料必须从井四周均匀缓慢填入，避免造成孔内架桥现象，洗井后若发现滤料下沉应及时补充滤料，填料高度必须严格按设计要求执行[4]。

9）洗井：填充滤料后7h内必须采用压风机洗井，空压机排气量不能小于7m3/min，压力不能低于0.5MPa，若井内沉没比不够时应注入清水。若成井过程中黏土使用过多，洗井不及时，应加入胶磷酸钠药液浸泡不少于6h（或根据产品说明执行），然后再洗井，洗井必须洗到水清砂净为止。

10）水泵安装：洗井结束后进行水泵安装，要求安装前记录井深，便于控制水泵深度，水泵安装要牢固、平稳，确保设备安全。

11）抽水试验：各井必须在完成后进行简易抽水试验，记录静水位、出水量、降深，验证是否满足设计要求。否则，进行二次处理直至满足设计标准为止。

12）出水含砂量检测：水样送检试验进行含砂量检测。

4　结语

综上所述，在地铁工程的基坑开挖过程中，一方面要减少降水对施工所造成的影响，还需要降低施工对周围建筑物以及地下水造成的影响，而明挖法施工技术的运用能够更好地适应这种技术的发展，如今随着实践经验的增长，已经大范围地被运用其中，当前，施工实际运行中，还需要相关工作人员严格按照标准和规范进行施工，做好降水工程，保证工程顺利完成。

【1】付刚.北京地铁降水方法研究与应用[D].长春：吉林大学,2005.

【2】李兵.地铁车站施工风险管理研究[D].北京：北京交通大学,2007.

【3】李春雷.关于地铁明挖车站的防降水施工[J].科技与企业,2012,（24）:202.

【4】罗振夏.浅论城市地铁明挖施工降水工艺[J].建材与装饰,2016（9）: 268-269.

A Discussionon theTechnicalMeasuresfortheWellPointdeWateringofUnderground Excavationin theUndergroundStructureof Metro

GAOLing-tong
(Railway BureauGroup Second EngineeringCo.Ltd,Taiyuan 030000，China)

With the continuousdevelopmentofChina'seconomy and progress,although the city's traffic engineering gradually increased,butthetrafficpressureisstillhuge.In recentyears,therapid developmentofsubwayengineering in ourcountry,whichhasagreat degreeof relief to theground traffic pressure.Subway construction in the underground, dueto thecomplexgeologicalconditions,so theconstructiondifficultyverybig,in theexcavationofdeep foundationpit dewateringengineering isvery commonand itisnecessary to,and how toeffectively reduce thegroundwater to ensure the safety of construction and the surrounding environment is the subway construction is important component.The follow ingw illbebased on theactualsituationof theproject,theconstructionof thesubway station,theconstruction of deep foundationpitconstruction technology toelaborate,hopetobeabletodraw on thefutureoftheprojectconstruction.

地铁工程；明挖基坑；井点降水

subwayproject;open-cutexcavation;well-pointdewatering

U231;TU46+3

B

1007-9467（2016）11-0126-03

高灵通（1982～），男，吉林柳河人，工程师，从事铁路、公路、市政、地铁车站等技术施工与研究。

2016-08-24