浅谈综合管廊降排水的施工方法

冀子龙 李磊

摘 要：伴随着城市建设以及经济社会发展步伐的逐渐加快，综合管廊日益兴起，且成为了当代城市建设中具有建筑业代表性的标示之一。由于综合管廊深埋于地下，部分结构段埋设较深，在具备条件大开挖的施工现场，其中的基坑降水阶段则成为了在开挖深基坑时的一个重要环节。故而，笔者此次主要对基坑降水与深基坑开挖中的深井降水施工展开探讨。

关键词：建筑施工;基坑降水;施工方法

近年来，综合管廊工程兴起，各大小城市在建管廊项目很多，综合管廊通常采用基坑开挖的方式进行建设，故而，其基坑的深度随之增大。在处于地下水位偏高的区域，为了能让基坑积水有效排出，并确保工程拥有高质量与安全保障，这些已经成为当代管廊建设中的核心要素。而近些年兴起的基坑降水技术为其提供了极为关键的技术支撑。然而，因该技术自身所存在的复杂性与作业难度较大等问题，在实际操作中要注意避免失误，倘若失误产生，则会对基坑及其该地段的建筑设施安全构成危害，甚至构成较大的经济和利益损失。所以说，在实际开挖阶段，务必要依据实际地质状况以及地下水情况来运用合理、科学、有效的施工作业方案，如此方能高效保障该阶段工程及工序的有序推进。

1 基坑降水的作用

随着管廊工程的兴起，各城市之间已经掀起修建管廊的新高潮，目前，很多管廊工程项目都会采用基坑开挖，现浇管廊主体的施工方法。

深基坑的开挖常见于城市建设中的高层房屋建筑以及管线布控和道桥等大型的工程。假如在地下水位偏高的区域展开基坑开挖作业，若未能采用有效性的降水技术，则会致使地下水流入基坑，最终导致基底产生大量的积水，并严重影响施工进度以及土层发生塌陷等事故，严重时会危及建筑人员及建筑物的安全性，同时造成重大的经济损失。可见，在此施工阶段做好相关的降水作业是极为关键的，正因如此，基坑降水技术的推广与应用可有效的为开挖工程提供保障。该项技术主要是通过运用科学有效的人工降水处理措施，将基坑及其该地段的地下水位降至基坑开挖面以下，合理性的预防地下水流入开挖的基坑中，防止积水发生和浸泡基坑事故发生。究其具体作用，分析如下：

1.1 增加基坑边坡和坑底的稳定性

当地下水位偏高的状态下展开基坑的开挖作业，在挖至位于地下水位之下时，因基坑呈凹槽状，因此其底部会存在积水且被水浸泡，致使地基本身的承载力受损，不仅为开挖工作带来难度，更是极大影响了进度。另外，由于地下水的渗透力极强，也就致使边坡土极易流失，严重会造成基坑的土层塌陷，危害着主体结构与人员的安全。而运用了基坑降水技术，则可有效将地下水降到开挖面之下的位置，确保基底达到干燥的状态，以及有序开展确保工程进度，还能去除因地下水渗透所带来的不良影响，更保障了其稳固性。

1.2 有利于机械化施工，加快工程进度

随着科技技术的日益兴起，机械化施工逐步应用于工程当中，其主要目的在于不仅有效减少劳动力的支出，还减轻了人力劳作的强度，同时还加快了工程推进速度。如今，机械化施工也普遍应用于基坑开挖阶段，但由于机械化作业中存在一定的缺陷，如：当积水较多时则会严重影响各类机械的正常操作，因此必须是在未产生大量积水的状态下进行。当基坑降水技术得以有效运用时，可有效防止因地下水所构成的不良影响及状况，便利于机械化的正常施工和作业，进而加快了开挖的进度。

1.3 增加土体有效应力，保护周边环境

就基坑降水技术的应用情况来分析，一则增强了基坑周边及坑底的稳固性，确保该阶段施工有序推进;二则科学的预防了因地下水所构成的浸泡等不良影响，保障基底拥有充足的承载力，增强了基坑土体的干燥性和有效应力。因此，对增强土体强度与防范水土流失有极大助益，且保护了周边生态环境。

2 基坑降水的施工方法

2.1 降排水工程概述

沼南大道綜合管廊降排水施工主要针对基坑开挖，基坑内降排水采用井点降水工艺。考虑到基坑较深，地下水丰富且水位较高，因此降排水方法必须仔细斟酌，以适当保守为原则，确保基坑开挖边坡及施工全过程安全。

结合沼南大道综合管廊工程现场实际情况及地勘报告，开挖深度小于5m施工段，降水井沿基坑两侧开挖顶边线全线布置，位于开挖顶边线以外1.5m处;开挖深度大于5m，属深基坑施工段，降水井布置于由上至下第一层平台处，距离内侧边坡坡顶1.0m处全线布置。

2.2 降排水施工工艺流程

2.3 降排水工程施工方法

2.3.1 测放井位

根据设计图纸，由测量人员对开挖边线进行测量放线，然后在开挖顶边线外侧1.5m处放出井位线，降水井间距按“4、井点降水设计与验算”中得出的间距取值。另在边线外侧2米处放出排水管布置线。

2.3.2 钻机就位

降水井运用了反循环钻机实施成孔作业。待测量人员测放井位完毕后，组织钻机进场安放就位。

2.3.3 挖泥浆池

布置原则：每个降水井需布设一个泥浆池，距降水井约2m处。泥浆池的排列要整齐、有序。

尺寸：长3m×宽3m×深0.5m。

2.3.4 成孔

当履带式反循环钻机在运作前，必须将其钻头的中心线与桩孔的中心点相对应，其误差值应小于2cm。先以正循环的形式进行钻进作业，其目的是增强泥浆的护壁功效，进而保障成孔作业的质量与安全;在终孔时则改用反循环的形式进行清孔，其目的是快速清孔，且防止沉碴增厚。在钻孔时，成孔的位置、深度以及角度等，甚至泥浆指标，均需检查，预防坍孔，如若发现不当可及时予以调整。

2.3.5 换浆

按设计高程开展钻孔，经检查其深度、径度以及倾斜度均符合标准时，再抽净钻碴，接着运用换浆法。当钻进标准深度时将钻头稍微提起，在此状态下进行循环浮碴，而残存的钻碴陆续浮出，孔内泥浆的比重与含量持续下降，随后注入清水实施循环置换，其中要随时对清孔的质量进行检查;少数孔底沉碴可运用泥浆泵实施吸出形式的清孔。当清孔后泥浆要符合如下指标：密度低于1.1-1.2，含砂率<8%，粘度17～20Pa.s，胶体率>98%;灌注混凝土前，孔底沉碴厚度≤300mm。

2.3.6 吊放井管

此过程中需注意，井管须缓慢下放，接头处要进行缠裹，四周的铁丝必须捆紧，防止泥砂导致井管淤塞或上下节井管发生错位的现象。另外，吊放过程中要确保垂直且对准井孔中心。为防范异物不慎流入，因此井管需略高地面约20cm，且井口暂闭。

2.3.7 填滤料

当井管下放之后进行滤料填入作业。该环节要注意，必须沿井孔周边呈均匀形式填入，并且呈连续性，可有效将泥浆挤出井孔。此时还要注意填滤料的高度，当随填随测，如若发现不当则要及时排查原因。不可运用机械填料，通过人工下料，防止不均匀或是冲击了井壁的状况发生。

2.3.8 洗井

成井之后，则要运用污水泵进行及时性且反复性的抽洗作业，不可间隔太工时间，以防护壁泥浆的逐渐老化而难以破坏，进而影响到其渗水的效果。当洗井之后，则要进行抽水试验，确保其能满足于施工需求。

2.3.9 水泵安装

水泵采用2寸潜水泵，用绝缘材料绳吊放至距离井底约0.5m处。实施安装作业且接通电源，可于每井周边设置电线杆及电闸箱，以达到单井单控的形式，并装置漏电保护系统。

2.3.10 铺设排水管网

排水管网采用φ200铸铁管作为排水主管路。排水管线布置在基坑顶边线外侧2m处，按单向3‰坡度控制为宜。

2.3.11 开泵抽水

铺设排水管网之后可实施抽水作业。当缺水中出水量偏大，为预防排水管网的排水力欠缺，可间隔性的逐一启动水泵。若出砂量偏大时，则可略上提水泵，如若仍偏大，则要停泵补井并洗井。

3 总结

本次降排水施工基本满足了该工程的要求，可以做到将水位将至开挖底标高以下500mm，并长久保持此状态，保证地基承载力，边坡稳定性确保基坑开挖施工有序快速进行。但在施工过程中也有一些不足需要在以后的施工中进行考虑，其中包括：

1）由于前期没有考虑到倒虹段的开挖深度与其他结构段的不同，将降水井位置全都放在同一排，在倒虹段开挖过程中，降水井位置影响边坡开挖，将其废掉，并重新进行了打井降水，造成资源浪费，重复施工的情况;

2）由于降排水工艺的不成熟，属于辅助施工，对于降排水的考虑并不全面，在打井期间没有考虑到井的底部2m存在淤泥无法清理干净，打井时按照计算的理论数值来施工，最后实际有效抽水深度比理论值少了2m，索性本次施工过程中除了倒虹段等较深的结构段外其他井均满足现场施工要求，没有对后期施工造成影响，但在今后的施工过程中应该特别注意此类事件，以免影响后期施工和造成不必要的经济损失。

4 井点降水设计与验算

4.1 井点管埋深H的确定

4.2 标准段基坑

（1）基坑取长100m，进行计算。

深井系统总涌水量计算

井底未达到不透水层，故采用非完整井。

深井井点总涌水量为下式：

通过加权平均求得：K≈6.2（m/d）

4.2.1 当水位线位于最浅层-2.8，需要降水水深5.8m

H0根据《建筑施工计算手册》

（4）井点管的间距

4.2.2 当水位线位于-6.6，需要降水水深2，此时基坑长度取20米

H0根据《建筑施工计算手册》

（2）单根井点管的极限涌水量;

（4）井点管的间距

根据计算，现场井点间距根據现场实际水位情况，在井间间距在4.5m～14.5m取值。

4.3 倒虹段深基坑

倒虹段基坑深12.5m，基坑长27m。故需要重新计算基坑的假想半径和深井井点总涌水量。

（1）深井系统总涌水量计算

深井井点总涌水量为下式：

（2）单根井点管的极限涌水量;

（3）井点管数确定;

（4）井点管的间距

在倒虹段处相应的加密深井距离。

参考文献

[1]JGJ 120-2012.建筑基坑支护技术规程[S].2012.

[2]胡浩，李兴高.管井井点结合排水沟在复杂城市环境地铁车站基坑工程降水中的应用[J].土木工程学报，2015（S1）.

作者简介

冀子龙（1991-），男，辽宁，本科，助理工程师，土木工程专业。

李磊（1988-），男，内蒙古，本科，工程师，土木工程专业。