明挖基坑坑内承压降水井封堵施工技术

李钟

摘要：当明挖基坑坑内的降水井内存在承压地下水时，在停止降水后地下水在很短时间内涌出，所以必须在持续降水的工作状态下，对降水井进行封堵。本文基于成都地铁5号线一二期工程杜家碾站，对封堵基坑坑内承压降水井封堵的一些做法，较好地克服了承压降水井在停止降水后地下水快速涌出的问题，并且封堵的防水质量可靠。

Abstract： When confined groundwater exists in dewatering wells in open excavation pits， groundwater gushes out in a very short time after stopping dewatering， so the dewatering wells must be blocked under the condition of continuous dewatering. Based on Dujianian Station， the first and second phases of Chengdu Metro Line 5， some methods of sealing pressure-bearing dewatering wells in pits of foundation pits have better overcome the problem of rapid outflow of groundwater after stopping dewatering， and the quality of sealing water is reliable.

关键词：明挖基坑;承压降水井;封堵

Key words： open cut foundation pit;pressure-bearing dewatering well;plug

中图分类号：U231+.3                                     文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）16-0084-03

0  引言

在地铁车站明挖基坑施工过程中，管井降水有着施工工艺简单、成本低、降水效果可靠的优点，是目前被广泛采用一种深基坑降水方法。在工程实践中，受外部条件影响，有时会采用基坑坑内管井降水。受地质条件影响，当基坑底部无隔水层时，降水井内地下水就会处于承压状态，在停止降水后地下水在很短时间内就会涌出，所以对承压降水井封堵施工会十分困难，直接影响到整个结构的防水质量。本文通过成都地铁5号线一二期工程杜家碾站对坑内承压降水井的封堵的研究实践，介绍对明挖基坑坑内承压降水井封堵施工技术。

1  工程概况

成都地铁5号线一、二期工程杜家碾站，车站为地下二层单柱双跨11.5m岛式站台车站，标准段宽度20.6m，顶板覆土2.8～3.8m，底板埋深16.7～17.88m。车站设计起讫里程Y（Z）DK7+638.768和Y（Z）DK7+888.768，总长250m。围护结构采用钻孔灌注桩加内支撑型式。

车站基坑范围内人工填土层、粉质黏土埋深约5m，其余均为砂卵石地层。工程范围内地下水位埋深2～2.8m，对工程影响较大的为第四系孔隙潜水。场地卵石土层较厚，且成层状分布，局部夹薄层砂，其间赋存有大量的孔隙潜水，其水量较大、水位较高，大气降水和区域地表水为其主要补给源。卵石土层中孔隙水形成贯通的自由水面。

车站采用明挖法施工，车站基坑降水采用管井降水，主要采用坑外降水，局部下沉段采用坑内降水。由于基坑坑底位于砂卵石地层中，砂卵石为强透水层，对于局部下沉段的降水井为承压降水井，在结构施工完成后，需要对其进行封堵。

2  封堵方案

2.1 工艺原理

通过借鉴运用泥浆护壁的原理，采用不停止降水的方法，在降水井正常工作时，将井内地下水水面上采取隔离措施，浇筑隔离以上部分结构混凝土对井管进行封堵，并预留水泵出水管（带闸阀）及注浆管。封堵完成，关闭水泵及闸阀，以混凝土以下部分进行压力注浆，根据地下水水压的大小适当选择注浆压力，让水泥浆将管井内地下水挤出，当管井内充满水泥浆后，保持注浆压力与地下水压力达到静力平衡状态，使水泥浆在井壁地层有充分时间形成泥皮，以减小井壁透水性。保持压力的同时，每间隔一段时间，打开闸阀，检测井管内水泥浆浓度，检查水泥浆浓度是否稳定，如浓度减小则再补充部分水泥浆并加大压力，直到水泥浆浓度能够保持稳定后，再注入水玻璃，加快浆液凝固，完成封堵。

2.2 施工技术要点

2.2.1 工艺流程

工艺流程见图1。

2.2.2 施工操作要点

2.2.2.1 安装水泵闸阀

基坑开挖到底后，破除基底以上部分的降水井井管，在原降水井抽排管路上安装1个闸阀并保持开启状态，做为后期注浆时封闭管路及检测注浆情况使用，如图2所示。各管道组件连接必须紧密，各连接丝口必须缠绕生胶带，保证防水密闭性。

2.2.2.2 预埋防水鋼套管

在底板砼范围内预埋?300防水钢套管，钢管壁厚3mm，套管中部设宽150mm、厚3mm的止水环。止水环与镀锌钢管之间采用电焊双面满焊，焊缝必须密实，高度不小于3mm。钢套管长度应根据混凝土结构厚度确定，上口与混凝土面齐平，下口伸入混凝土底面200mm。如图3所示。

2.2.2.3 施作防水及浇筑砼

在预埋钢套管与基底接缝处涂抹水膨性止水胶，其厚度不小于50mm。预埋钢套管止水环以下采用自粘性预铺防水卷材包裹密实并用电热吹风使卷材与卷材、卷材与预埋钢套管之间充分粘接在一起。自粘卷材包裹好钢套管后，外侧用土工布包裹并用细铁丝捆扎牢固，捆扎间距不大于10cm。

浇筑混凝土前，保持水泵正常抽水并提高水泵使水泵进水口尽量接近钢套管底，并在预埋钢套管底部采用土工布塞紧水管与钢套管之间的空隙，并预埋注浆管，管底伸至井底。浇筑时保证混凝土振捣密实，尤其是止水环下方，确保钢套管与混凝土之间不留空隙。如图4所示。

2.2.2.4 注浆封堵

①实测地下水水压。

混凝土强度达到75%以上时，安装注浆压力表，接通注浆管路。为达到“静压平衡”的目的，注浆前利用“连通器原理”实测地下水水压。测量方法为：先根据水头差计算理论水压，再在理论水压的基础上提高0.2MPa，在关闭水泵管道闸阀后用注浆泵将清水压入井内，然后关闭注浆管路闸阀，观察压力表，当压力值回落到稳定时，此时读数即为实测地下水表水水压。如图5所示。

②注浆材料和配合比。

水泥选用P.O 42.5普通硅酸盐水泥;水玻璃浓度为30°Be。

其中单液浆水灰比0.5：1～1：1，双液浆配合比1：1：1.5。

注浆材料进场时，对材料进行检查，按不同规格、型号分类堆放，以免混用、错用。

注浆材料按照相关标准和规范送往有相应资质的单位进行检验，出具合格报告后，方可使用。对于不合格产品一概退场，严格控制原材质量。

现场配置浆液应严格计量、准确配比、充分搅拌，配合比误差不得超过1%。

③注浆控制指标。

采用注浆压力控制为主，注浆量控制为辅的方法。注浆压力为实测地下水水压提高0.1～0.2MPa;注浆量应根据不同地层的孔隙率及浆液扩散范围、速度综合考虑，以能够保持注浆压力为目的，但注浆量仍不应小于井管填充体积的1.2倍。

④首次注浆。

关闭水泵管道闸阀，并打开注浆管路闸阀，开始首次注浆。

采用单液浆水灰比0.5：1，注浆压力为实测水压提高0.1～0.2MPa。

当注浆量达到井管填充体积的1.2倍时，停止注浆，开始保压30min，期间如压力降低应随时补浆以保持压力，以保证注入的水泥浆将井管内的地下水挤入到地层中，并充分地进行扩散。如图6所示。

⑥后续间隔多次注浆。保压30min后，打开水泵管道闸阀，放出部分浆液，通过检测比重，来判断井壁透水性的大小及泥皮的形成效果。

如果比重小于1.5kg/L（即水灰比1：1），则需要继续以高于实测水压0.1～0.2MPa的压力注入水泥浆，其水灰比根据实际情况进行调整，其目的是要保持井内浆液水灰比不小于1：1。并以实测水压保持注浆压力，保持井内外“静压平衡”状态15min后，再进行检测。

如此反复几次后，当井内水灰内能够保持不小于1：1时，表示井壁泥皮效果已形成，井内水泥浆在一定时间内可以保持稳定。此时停止注浆，保持水泵管道闸阀关闭。并按1：1.5的双浆液配合比，注入水玻璃使浆液凝固，完成封堵，如图7。

等待24h使井内浆液充分凝固后，即可拆除注浆和水泵管道，并采用水泥浆对剩余管道进行填充。

3  材料與设备

3.1 材料

采用的主要材料见表1。

3.2 设备

采用的主要设备见表2。

4  安全措施

①妥善保管各种注浆材料，尤其是水泥材料、化学灌浆材料等必须存放于通风、干燥的地方，注意防火、防潮。②施工人员必须佩戴手套（橡胶）、口罩等劳动防护用品，加强劳动保护。③严格按照技术交底施工，确保施工安全。④作业过程中，相关人员须做好安全保障措施，如安全带、安全帽、反光衣等，须装备齐全。⑤施工必须保证有足够照明，施工处无照明死角，作业人员注意行走安全，施工时严禁上下抛掷工具、材料等，不得嬉戏打闹。⑥施工过程中，必须有安全员、现场管理人员进行巡查，保证安全施工。⑦如遇交叉作业，需随时注意安全，如发现危及人身安全的安全隐患，应立即停止作业，撤离至安全位置，并及时向上级领导汇报。⑧在作业过程中，应站于上风处，避免吸入挥发的化学材料和粉尘。⑨现场临时用电线路的安装、维修、拆除应由取得特殊工种上岗证的专职电工进行操作。⑩所有电线路采用“三相五线制”，机电设备必须按“一机一箱一闸一漏”设保护装置。场内禁止使用裸体导线，架设的电力线路应符合有关规定要求。

5  环保措施

①为了实现环境保护的目标，设置专人负责现场环保措施的落实，确保施工现场符合要求。②注浆材料分类堆码整齐，上盖下垫，避免扬尘。③注浆完成后的废弃浆液及材料，严禁随意抛弃，指放至指定的废水池及废料池。④施工完成后，剩余的材料应交至现场物资管理员纺一保管，严禁随意丢弃。

6  结束语

本文对承压降水井采用的不停止降水的封堵方法，借鉴使用了钻孔桩泥浆护壁的原理，利用水泥浆加压的方式使降水井井壁上与地下水产生静压力平衡并形成泥皮减少井壁的透水性。很好的解决了承压降水井封堵过程中，如何在流动的地下水中保证注浆固结效果的技术难题，并且操作简单、质量可靠，针对成都地质条件情况取了良好的效果。本文采用的封堵技术可在类似的情况中推广使用。

参考文献：

[1]刘勇，顾冠忠.大孔降水井封井工法[J].建筑技术，2012（12）.

[2]于向吉，戴斌.双液注浆法对超深降水井封井的新工艺探讨[J].山西建筑，2012（11）.

[3]林友臣.海带在降水井封井施工中的应用[J].福建建设科技，2015（06）.