城市轨道交通地下车站深基坑降排水关键技术分析

闫雄伟

（太原轨道交通集团有限公司，山西 太原 030000）

在建筑工程的建设中，最重要的也是最基本的就是基础工程，因为基础工程的施工质量能够直接影响建筑工程整体的施工质量，如果建筑工程整体建设质量良好，而基础工程的施工建设出现的了一些问题，那么就会严重影响建筑工程整体质量，严重时甚至会因为基础工程的质量问题，使建筑工程整体失去本该具有的作用，所以城市轨道交通地下车站深基坑间排水问题值得我们关注与重视。

1 深基坑存水的危害

1.1 承压水对深基坑的危害

承压水是深基坑中因为降排水技术质量出现问题，造成存水不能够充分地排出去，这样就会使一部分水存在深基坑中，经过积累就会形成承压水。承压水的形成对深基坑的整体质量会造成最大的危害就是深基坑中顶托和开挖面的危害，承压水与一般的水源相比，对深基坑的危害更大，影响更剧烈，因为承压水的主要来源是地下水，自身具有一定的压力，所以相比于压力较小的一些水源来讲，承压水的危害就会更大，更难以解决。另外深基坑中承压水如果不能够及时有效的处理，就会对深基坑顶托造成严重的损害，因为深基坑长期受到承压水的影响，使得深基坑中的抗突涌系数下降，造成深基坑出现渗漏的现象，而经过长时间的渗漏，深基坑周围就会形成流沙，出现深基坑顶托支撑减少，顶托的破坏非常严重。

1.2 潜水对深基坑的危害

潜水对深基坑的影响是非常大的，潜水层主要的材料就是细砂填料为主，所以潜水层具有较强的透水性，而且潜水层中包含着大量的透水性较差的淤泥，这样就会造成潜水层的透水能力和储存能力下降，但是仍不会对潜水层造成较大影响。在深基坑的施工过程中，如果没有在施工周围施加防渗措施或降排水措施，就会造成潜水层中大量水流入深基坑中，严重影响施工建设。如果不加以处理仍然强制施工，就会造成深基坑坑壁周围出现水土流失的现象，影响深基坑的安全建设，引发安全事故，所以在深基坑施工前，就必须要充分考虑潜水对深基坑建设的影响，避免出现事故，影响深基坑的建设工作。

1.3 雨水对深基坑的危害

在深基坑施工中，除了承压水对深基坑自身的造成严重影响外，雨水对深基坑的影响也是非常大的，因为大气环境受到严重破坏，导致我国空气中存在着大量的废弃污染物，严重影响着人们的生活，当空气中出现降雨时，空气的污染物会随着雨水降落到地面中，因为污染物的存在，使降落的雨水具有腐蚀性，对于深基坑形成严重腐蚀，降低深基坑的整体质量和使用年限。

而且经过雨水长年累月地腐蚀，会使深基坑出现顶部渗漏，加剧深基坑顶托的损害，所以在深基坑施工建设时，要在深基坑上方铺砌防腐蚀材料，减缓雨水对于深基坑的腐蚀。另外，还要将降雨或者其他地表水及时排放出去，避免有水长期存在于深基坑上方，给深基坑的防腐材料造成破坏，降低防腐性能。

2 城市轨道交通深基坑施工问题

轨道交通是城市公共交通体系中的重要组成部分。在城市轨道交通的建设环节，深基坑施工具有极为重要的意义。不过，我国城市轨道交通建设环节还存在部分深基坑施工问题。

一方面，深基坑施工受到的制约越来越多。该工程的开展，不仅会受到城市用地开发政策的影响，还会受到管线搬迁和道路翻交的制约。而且，城市轨道交通深基坑施工还会受工程耐久性制约，目前，我国轨道交通工程的耐久性基准为100年，若无法创新技术实现性能优化，则难以突破此限制约。深基坑施工还会受到环境保护要求和换乘车站的制约，这些制约因素都在一定程度上对深基坑施工的有效性造成了阻碍。另一方面，城市轨道交通深基坑施工时需注意的工程要点较多。比如，施工时应提升深基坑的排水能力，做好地表监测和支撑维护工作，并选择合理方式高质量完成土方开挖工作。

3 深基坑工程建设中降排水的特点

深基坑工程的承压水能力受到其特点的影响，降排水的施工情况会影响到地铁的实际建设。目前，地铁施工中主要存在着以下几个降水施工特点。

1）施工难度大，地铁车站往往建设在城市地底，具有较长的长度和宽度，且部分地铁的深度较大，占据地底的面积大。在施工中不同的联络通道主要采用两端明挖和中间暗挖相结合的方式，从而形成地铁隧道的贯通。这样的施工方式难度较大且交叉的位置较多，在实际施工过程中困难较多；2）建设风险多，地铁工程建设主要是在城市地下，城市地面往往要承载楼房和道路行车等重物的重量，所承受的压力较大。再加上地底开挖建设，地质条件复杂，不同的施工场地在不同的季节时，地下水位也会发生变化。地铁工程建设极容易受到地下水或者是地形条件等周边因素的影响，所存在的风险因素较多；3）技术难度大，地铁施工所要面对的建设环境较为复杂，所以相应的在技术要求上也会比较严格。在城市地底建设中，会遇到不同的地质条件或者是水文条件，地下水位的不同也要求有着不同的建设技术；4）建设工期长，地铁建设虽然主要的建设工程是在地底下进行，但是对周边环境也会产生影响。有的地铁建设会影响周边居民的出行和居住，甚至影响周边建筑物的建设。因此，地铁建设往往要求在较短的工期内高效地完成地铁建设工作。

4 地铁深基坑降排水施工技术要点

4.1 施工之前的准备工作

在对地铁深基坑进行施工之前要先对于施工现场进行勘测，根据深基坑的地质和水文的实际情况，结合电渗、喷射、轻型和管井等几种方式来进行对比分析，从而选择相应的降排水施工方案。在具体勘察过后，要依据施工设计的目的对整个施工方案进行调整，从而满足施工建设的要求。

4.2 钻孔与清孔技术

在确定好施工方案后，要结合施工现场的实际状况来进行钻孔和清孔工作。就成孔来讲，需要选用适合当地地质条件的钻孔机进行钻孔，从而有效避免因为地下土层石粒较大而出现的卡孔问题，保证好工程的质量。在当前的实践中，旋挖钻机的钻孔能力最为出色。这样有利于井管的设置和对井管深度的检测。如果发现孔深不符合要求时，要重新进行成孔工作。

4.3 下井管

通过对孔的深度进行检测后，要按照预先设计的方案将井管进行排列组合。下井管往往采用无砂混凝土过滤管，如果井管要设置在水位以下，还要用尼龙滤网进行包缠，阻绝泥沙进入管道中。在放置下井管的时候，要保证好入孔过程平稳且顺滑，应缓慢进行，注意井管之间的连接要保持好无空隙。要利用好过滤设施对缝隙进行清洗，阻隔泥沙。同时，要进行防水工作，保护好下井管。

4.4 填料、洗井与水泵安装

在下井管安放好后，要及时地进行填料和洗井工作。滤料填充作业中必须注意施工的连续性，在井孔的四周均匀填入滤料，并根据该地的实际情况考虑滤料填充的厚度。完成滤料填充之后要迅速地进行洗井工作，防止管孔堵死或井底沉渣过厚的情况出现。洗井工作可重复多次进行，直至水清为止。清洗结束后，要对下井管进行相应的抽水试验，将实际抽水量与预计水量进行对比，确保管道的效率。

5 深基坑综合的降排水技术

5.1 设置降水井位

在深基坑中，设计降水井位排水是一种十分常见的排水方式，他主要是利用现代钻井技术钻取降水井，在施工前按根据所需井位的大小选购合适的井管，在钻井过程中，时刻注意要加固井壁，避免出现一些意外事故，当达到所需深度时，安装混凝土管道，遵循由浅至深的原则。另外，在井位钻取过程中，必须要正确使用钻井设备，避免因为设备的操作不当导致井位坍塌，造成严重后果。

5.2 设置明沟排水

在深基坑常用的排水措施除了设置降水井外，还有一个便是建造明沟进行深基坑排水工作，通常在深基坑建造完成后，积水水位会明显下降，这时采用明沟排水，不仅仅施工难度低额，而且投资费用也比较低，修建明沟后，将积水自动引流排出，对于基坑中一些残留积水可以采用水泵进行抽水，如果基坑中存在的残留积水较多，则可以在明沟周围重新挖取渠道，通过借助外力的方式将残留积水排出。

5.3 其他控制措施

在深基坑的施工建设过程中进行降排水工作，会出现堵塞的现象，所以在抽水前，提前将管道进行彻查，观察管道中是否出现渗漏或者堵塞的现象，如果发生堵塞现象，确定好堵塞的位置，然后进行现场维修，维修合格后方可使用。优化深基坑施工方案，在深基坑施工前，对深基坑周围的土质环境、水文环境和地形等大量因素进行充分结合考虑，设计出满足需求且符合地质要求的深基坑，在建设过程中，设置观测点，能够实时观察周围的环境变化，提前做好准备，避免造成严重损失，所以优化设计方案，实地勘察结合能够提升工程质量，增强深基坑降排水的效果。

6 其他控制要点

在深基坑降排水的施工建设中，提升降排水能力，首先就是要避免出现深基坑堵塞的现象，给降排水工程增加难度，施工人员在进行降排水的抽水过程中，可以听过声音辨别深基坑内部是否有堵塞或者深基坑表面腐蚀的现象，这样能够帮助施工人员根据具体的情况施工建设，采取一些解决方法，提升施工质量。另外，在深基坑施工建设前，必须要对施工建设的位置进行实际勘测然后制定降排水方案，这样既能够提升深基坑工程的整体质量，还能够减少施工时长，保证深基坑能够更早的投入使用。在深基坑的施工建设过程中，必须要加强施工建设的监管力度，提升抗突涌系数，然后根据实地考察结果，制定合理方案，增加深基坑降排水质量，这样才能够从根本上解决深基坑的降排水问题。

7 城市轨道交通深基坑工程施工技术

目前，城市轨道交通深基坑施工中应用的最为广泛的技术就是逆作施工技术。所以，笔者在下文中对该技术的工艺原理、种类以及应用方法进行了简要论述。

7.1 工艺原理

逆作施工技术是实现工地施工支撑的有效方法，在我国的深基坑支护工作中应用得十分广泛。这种方法拥有受力合理性，而且其围护结构的变形量绩极小，在使用中并不会对周边的建筑物产生影响。应用这种方法时，施工人员需要将支撑桩柱防止在建筑物的地下室轴线、施工地下墙、支护结构和建筑内部的隔墙相交部分；在底板封板之前，放置好的支撑桩或柱体将发挥支撑上部结构自重和施工荷载的承重功能。同时，施工人员应该在开挖土方达到地下室一层的底面标高时，完成该层的梁板楼面结构施工，而后逐层完成土方开挖和地下结构浇筑工作；按照这种施工方式，可以同时开展地上和地下施工，极具高效性。

7.2 施工技术类别

目前，逆作施工方法可依据其施工内容以及方式的不同，被分为以下四类。

1）全逆作法。应用此方法可同时实现逆作地下和地上结构施工。实践中，施工人员应利用地下每一层的钢筋混凝土肋形楼板，为四周维护结构提供水平支撑；2）半逆作法。基于半逆作法，施工人员只能完成地下结构施工。实践中，施工人员同样会利用地下各层的钢筋混凝土肋形楼板，但是会选择用其浇筑完成的交叉格形肋梁来给予维护结构水平支撑。在土方开挖以后，会实现肋形楼板的二次浇筑；3）部分逆作法。应用此方法将在部分结构中采用逆作法，部分结构中采用顺作法。实践中，施工人员应在基坑内部保留局部土方，为四周维护结构提供水平抵挡，避免出现位移；4）分层逆作法。在开展四周围护结构施工时，施工人员应优先选择分层逆作法。这种方法并非一次性成型，而需要以分层逆作的方法逐步完成。在实践中，可使用土钉墙，这样不仅可以降低施工成本，更能提高施工速度，实现高质量施工。

7.3 各类型施工技术的应用方法

作业时，相关工作人员应逐层施工，在每一层都做好水平内支撑建设工作，并在完成最下层施工后先浇筑混凝土底板，然后做好侧墙和叠合柱的混凝土浇筑工作，完成地下结构施工。其次，应用半逆作法施工时，也需要先做好支撑施工，为施工开展提供基础围护。需要注意的是，如果施工人员在群桩基础之上建立了地下室地板，那么施工人员必须先完成桩基施工。然后，施工人员应在桩柱的截面中心位置，设置临时立柱支撑结构。在浇筑混凝土时，应先将地下一层T形楼盖的肋梁部分混凝土浇筑完，施工时应保证肋梁的交叉点位于临时支撑桩柱之上。施工人员应确保边梁与围护结构相连后组成第一道框格式水平内支撑。而后，沿着这样的施工顺序开展地下二层施工，做好第二道框格式水平内支撑的建设工作。当上述工序完成后，施工人员才可以在完成底板混凝土浇筑后收工。再次，应用部分逆作法施工时，应先做好地下室四周的围护工作。在开展土方工程时，施工人员需要对土方开挖面积进行合理计算，在作业时不开挖边跨土方，以实现围护桩支撑。然后建设地下室的支撑柱以及其基础，在完成地下室柱子建设后，浇筑其顶盖混凝土。施工人员需要浇筑顶盖混凝土后，其可与四周的围护墙相结合，为后续施工提供水平支撑。随后将保留的土方挖除，并开展混凝土浇筑工作，实现底板和侧墙混凝土的浇筑，完成城市轨道交通深基坑的地下结构施工。最后，应用分层逆作法施工时，相关工作人员还是应该先做好基础支撑工作，合理地设置中间支撑柱。施工人员可沿基坑四周5m左右开挖土方；土方工程结束后，应建设地下一层的土钉墙，并完成喷锚网使用。在做好土钉墙防水工作以后，工作人员可以开展地下室一层的楼板混凝土浇筑和侧墙混凝土浇筑工作。在浇筑地下室顶层楼板时，施工人员必须在其四周顶紧土钉墙，而且应做好楼板取土洞的预留工作；施工人员还需要保证楼板和侧墙的相连处拥有预留浇灌孔，以便于在其后开展侧墙混凝土浇筑工作。应在完成地下室一层施工后，再开展地下室二层施工，而且地下各层的施工工序与方法都应相同。但施工时必须保证楼板与侧墙的紧密相连，直至浇筑底板后完工。

8 结语

综上所述，在工程建设阶段，深基坑是一种常见的基础工程，所以在深基坑施工建设过程中，必须要控制好深基坑的降排水问题，这样才能够使深基坑工程质量过关，所以在深基坑工程的施工建设中，必须要对降排水技术的每一个细节在施工中都要严加控制，避免因为一些细节原因造成降排水技术出现问题，严重影响深基坑工程的整体质量，这对城市的发展也非常的不利，希望在施工中真正做好深基坑的降排水工作，促进城市的稳定发展。