工程中的超深基坑降水与降水井封堵施工技术

刘 鹏

（中铁十六局集团地铁工程有限公司，北京 100018）

地铁超深基坑坑内降水及降水井封堵，一定要保持其良好的工作条件。应该结合当地实际情况，对地铁超深基坑施工前做出科学合理的安排，对坑内降水及降水井封堵施工制定更加详尽的计划，确保地铁施工过程中基础结构的稳定性、安全性，满足地铁项目一系列的优化要求。

1 工程概况

王府井北站起讫里程K23+295.007～K23+506.007，全长209 m，宽24.3 m。此标段采用导洞洞内和坑外管井降水方案，地面降水井排水采用地排方式，每个井点做1 个工作井，本站共需设置人井55 个。洞内降水井排水采用明排方式，降水汇集到竖井内，对其进行集中引排，可在施工竖井内汇集后集中引排至地表，或在导洞内汇集后开窗井引排至地表。

2 降水井施工

2.1 施放井位

井位经过地面物探核实后，确认下方无任何管线后作出明确标示，必要时采用钢钎钉入地下40 cm并加入石灰粉。施工前要经过多次确认方可施工[1]。洞内降水可直接在降水导洞内作出井位标识，机械成井。

2.2 管井施工

1）钻井工艺及钻井设备的确定。本工程全部管井施工采用反循环钻进工艺，工艺原理如图1 所示，打井钻机为泵吸反循环钻机，洞内管井施工采用改装的钻机。

2）降水井结构：降水井构造样式为：①无砂水泥管：井径Φ600 mm，滤料采用3 mm～7 mm；②桥式滤水管：井径Φ600 mm，滤料采用3 mm～7 mm。井管安装于井孔正中。具体施工流程见图2。

3）施工方法

①挖探井：在标注好的位置上人工开挖探井2.5 m～4 m，确定无其他建筑方可下入护筒，护筒外侧填充黏土，表面填充杂土。为防止钻井施工过程出现其他意外情况，要及时做好护臂，保障人员安全，遇到地下管线需及时调整井位并重挖探井[2]。洞内降水无需此步骤；

②挖（围）泥浆池：泥浆池需要在挖探井3 m 左右处挖掘；

③凿井：凿井井孔应保持圆正竖直，利于及时洗井，管井采用泵吸反循环钻机成孔，井径、孔深要＞设计值；

④替浆：井管使用前必须清理所有井孔内的泥浆，并测量孔深。做好替浆施工，安排好泥浆及渣土的清运工作；

⑤下管：井管采用无砂混凝土滤水管，在制式混凝土管斜上方放置井管，水位下缠绕1 层80 目尼龙网（见图3），并缓慢下放，当管口与井口相距200 mm 时接上井管，对接处要用尼龙网包裹，以免泥砂阻塞井管。

⑥填滤料：井管连接后立即填入滤料，沿井管外四周均匀添加，将孔内流体排出井孔。施工过程中应随时记录数据，避免程序错乱，造成滤管倾斜及滤料在孔内架桥现象，洗井后滤料下降应立即补充；

㉙爱新觉罗·弘历:《西湖晴泛五首》(二)，齐耀珊重修、吴庆坻重纂:《民国杭州府志》(一)，《中国地方志集成·浙江府县志辑》第1册，第95页。

⑦洗井：以上工序完成后立即进行抽洗井，使用设备多次抽洗，抽洗过程中或许泥沙含量过多，可以先清淤再洗井。洗井过程中应随时观测水位和出水量的情况变化；

⑧水泵安装：泵体安装位置应该位于井底2 m以上。安装完毕后接通电源，做到一井一路电源，并且检测水位继电制动抽水装置和漏电保护装置是否可以正常使用；

⑨抽降：施工前要提前标识地下水位线，并要提前30 d 开始抽水，注意水泵维修更换的工序。为防止出水量过大，排水管网排水能力不足，期间可以间断开关水泵。

2.3 维护降水期地下水观测

降水期要随时对地下水位进行观察记录，根据数据详细分析判断，并密切关注水位异常情况，做好早发现早预防。当地下水位骤然变化时要及时分析成因，是否因水泵损坏造成水量增大、地下含水建筑物是否出现突然损坏产生漏水、是否在施工区出现局部地下水位上升等情况。如遇上述特殊情况，施工人员应立即采取对应的处理措施[3]。

3 沉降监测

3.1 监测点布置

此次降水含水层为卵石层，属于低压缩性土层，压缩模量大，由降水造成的沉降量很小且为均衡沉降，所以不会对周围建筑物及市政设施产生危害性影响。为杜绝降水施工事故（塌孔、抽水出砂等）造成建筑物过大沉降，针对降水区段周围建筑物及地面布置沉降监测点，王府井北站共布置18个构筑物沉降监测点、6 个地表沉降监测点，降水沉降监测合计约为1 348 次；王府井北站至王府井站区间施工竖井降水区共放置13 个建筑物沉降监测点、3 个地表沉降监测点，降水沉降监测合计约为398 次。如果建筑物沉降观察点或地面沉降监测点与第三方监测点相同或接近，可借用第三方沉降监测点开展监测。

3.2 监测要求

1）变形观测周期应根据实际情况而定，必须做到严密谨慎，不能有疏漏和任何变化，根据长时间观察、记录，确定对应周期。

2）水准基点与工作基点的联测采用一等水准观测，以3 个月为周期检测，判断工作基点的准确性、稳定性，并把工作基点的全部记录保存归档，所有下降数据要单独归档整理。

3）在降水施工开展前检查所有仪器工作是否正常。统一工作基点对所有沉降检测点进行多次观察，沉降对应建筑物应形成封闭循环。每7 d 观测1次，连续观测数次，如每日沉降量＜0.04 mm 则加长为15 d/次，若日沉降量≥±0.04 mm 则保持7 d/次的观测频次。表1 为降水监测记录的部分数据，从表1 中可知此次降水效果符合要求。

表1 降水监测记录部分数据

4 降水井封堵

流程完成后做好善后工作。断水断电，拆除水泵、电缆、泵管。粘土回填距井口2 m，距井口2.0 m以上使用C15 素混凝土回填，并人工夯实。地表部分恢复原状。其施工要点如下。

1）在抽水施工中，将坑底下500 mm 的井壁（孔和井管之间）淤泥清除干净，之后再用C15 混凝土填埋。

2）把降水井中的水泵提出，下放浆管（Φ50 mm钢管），下入深度离井底大约300 mm 时，将球阀安装在坑底周边注浆管上。

3）井管内填充Φ10 mm～20 mm 砾石，砾石高度 h＜H-L-0.5（H 为坑底至井底距离，m；L 为挡水器长度，m）。

4）将安全气囊安装坑底下方≥300 mm 的地方，然后充气，气囊会使整个排水井充满。并在48 h后将气囊上部剩余的水处理掉，使其达到设计高度。

5）井口用Φ210 mm 的钢板焊丝，完成后方可开展注浆作业，调制泥浆水与灰的最优比例为0.5：1。注浆结束后立即关掉球阀，随后将注浆管截断，让井口成为一个平面，最后将井口到垫层顶端标识位置用混凝土填充。

5 降水及降水井封堵施工重要性分析

地铁施工过程的安全性尤为重要，而科学合理地设计地铁超深基坑坑内降水及降水井封堵工程更是地铁安全的重中之重[4]。施工前要充分考虑施工的难点及弱点。所以在施工前对准备工作要做得更加充分、完善，对于可能发生的情况要有充足预案，地铁项目重点难点就是深坑降水封堵工程，做好封堵工程可以有效降低安全隐患，减少不必要的损失。同时也要保持降水井良好的工作性能，减少深井施工。

6 结语

在上述措施下，本工程中地铁超深基坑施工的安全系数得到了有效提升，符合地铁施工方案的要求，在满足地铁结构安全要求的同时还满足了地铁施工多方面的需求。在工程中要对深坑基坑高度重视，随时观察施工进度，专人管理深基坑坑内及降水井封堵工程，避免对地铁施工效益、结构安全施工等造成不利的影响，令地铁结构安全施工工作的开展更加高效，尽可能地避免超深基坑方面的施工风险。