叙述城市地铁车站施工中降水施工技术和降水效果控制措施

摘要：深基坑降水是深基坑土方工程施工中的一项重要技术措施,能起到挥发土壤中的水分,促使土体固结,从而提高土体的强度,改善施工条件,缩短工程工期的作用。本文介绍了城市地铁车站施工中的降水施工技术，并提出了降水效果控制措施。

关键词：地铁车站；降水；降水效果

Abstract: the deep foundation pit precipitation is an important technology in the earthwork construction of deep foundation pit, can evaporate water from the soil, the soil consolidation, thus improve the strength of the soil, improve the construction conditions, shorten the construction period. This paper introduces the construction of urban subway station precipitation construction technology, and the precipitation effect of control measures are put forward.

Key words: subway station; Precipitation; Effect of precipitation

中图分类号：U415.6文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

一、地铁车站施工中降水施工的重要性

在地下水位较高的地区开挖深基坑，由于含水层被切断，在压差作用下，地下水必然会不断地渗流入基坑，如不进行基坑降排水工作，将会造成基坑浸水，使现场施工条件变差，地基承载力下降，在动水压力作用下还可能引起流砂、管涌和边坡失稳等现象，因此，为确保基坑施工安全，必须采取有效的降水和排水措施, 亦称降水工程。

地铁车站降水施工需要达到以下目标：

1、降低坑内土体含水量，提高坑内土体强度，减少坑底隆起和围护结构的变形量，防止坑外地表过量沉降；

2、疏干开挖范围内土体中的地下水，方便挖掘机和工人在坑内施工作业；

3、提高边坡稳定性，防止土层纵向滑坡；

4、及时降低下部承压含水层的承压水水头高度，防止基坑底部突涌的发生，确保施工时基坑底板的稳定性；

5、严格控制承压水降压，减少不均匀沉降，防止围护墙水平位移过大，造成变形；

6、防止承压水降压导致较大地面沉降，危及周边建筑物安全。

二、地铁车站降水施工技术要点

1、定井位

根据设计方案提供的井位图、地下管线分布图的位置，施放降水井位，并做明显标记确认。若遇特殊情况(比如地下障碍、地面或空中障碍)需调整井位时，应及时通知监理人员在现场调整。在保证降水效果的情况下，对井位和井间距可做适当的调整。

2、人工挖探孔并回填素土

为保证施工安全，定井位后应挖探坑查明井位处有无地下管线、地下障碍物，挖探坑的平面尺寸能保证人工作业条件即可，深度以挖到地层原状土为准。探孔完毕确认无地下管线后，用素土回填探孔至自然地面。

3、钻孔、排渣

开孔要一径到底，钻杆应轻压慢转，以保证成孔的垂直度。成孔施工采用孔内泥浆护壁，钻进过程中泥浆密度控制在1.10～1.15，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌。为防止偏孔，开孔时要采取慢速冲击。冲钻过程中采用匀速慢进，遇阻力大时潜孔锤向上提升。边钻进边排渣，直至达到设计孔深。钻孔达到设计孔深后，提钻杆，加大风量清孔。

4、填充砾料

填充砾料（绿豆砂或瓜子石）前，在井管内下入钻杆至离孔底0.30m～0.50m，井管上口应加闷头密封后，从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步稀释泥浆，使孔内的泥浆从滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆，使孔内的泥浆密度逐步稀释到1.05，然后开小泵量按前述井的构造设计要求填入砾料，并随填随测填砾料的高度，滤料应大于滤网的孔径，一般为3～8mm的细砾石，砾石滤料必须符合级配要求，其含杂质量不得大于3%，回填至地面以下2.0m处。

6、填粘性土

围填粘性土时应控制填筑速度及数量，沿着井管周围少放慢回填，围填粘土厚度为地面下2.0m。

7、井口封闭

封井应将井口封闭增加压板，注浆封闭，并可支模浇筑素混凝土。封井采取在井管内先填瓜子片，然后注浆再灌注混凝土的封堵方法，基本操作顺序及有关技术要求如下：

封井前，先预搅拌2m3左右的水泥浆，水灰比为0.4～0.5。井管内填入瓜子片，瓜子片回填高度在滤水管顶端以上2.0m左右。井管内下入注浆管，注浆管的底端下入深度离井底板面以上1.0m左右。井管内设置一个压板，与注浆管连接并由注浆管送入井内，压板的放置深度为瓜子片的回填高度面，详见“降水井封井结构图”

降水井封井结构图

8、洗井、试抽

采用真空泵抽水洗井，抽出管底沉淤,直到抽出清水为止。降水井施工结束后，在井内及时下入深潜水泵、铺设排水管道、电缆等，抽水与排水系统安装完毕，即可开始试抽水。

9、降水运行

⑴试运行：

试运行之前，准确测定各井口和地面标高、静止水位，然后开始试运行，以检查抽水设备、抽水与排水系统能否满足降水要求。

⑵降水运行：

降水井抽水时，潜水泵的抽水间隔时间自短至长，降水井内每次抽水后，立即停泵，对于出水量较大的井每天开泵抽水的次数相应增多。

降水运行过程中对降水运行的记录，及时分析整理，绘制各种必要图表，以合理指导降水工作，提高降水运行的效果。降水运行记录每天提交一份，对停抽的井及时测量水位，每天1～2次。

9、排水

洗井及降水运行时应用管道将水排至场地四周的明沟内，通过排水沟将水排入场外预设的排水明沟中，场地四周的排水管道应定时清理，确保排水系统的畅通。

10、井管保护措施

基坑开挖时注意保护降水井管，在坑内在现场所有降水井均做有醒目标识 (井壁刷有双色油漆、井口搭设操作保护平台)，坑外井采取井口外侧搭设防护架，坑内的疏干深井随基坑开挖深度逐步割除多余的井管。

三、不同地质降水施工技术

目前国内常用的井点降水法有轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、自渗井点等，可依据土层的岩性、渗透性、要求降低水位的深度及工程特点而选用。

各类井点降水适用范围

（一）淤泥质

基坑开挖面以上主要为淤泥质粉质粘土和淤泥质粘土，中局部夹砂较多的地质，一般开挖３～５米的基坑，按上海地区的施工经验，采用坑内降水。在基坑开挖前２０天左右进行基坑降水，加强降水施工管理，确保水位在坑底１ｍ以下。基坑降水安排根据地质勘察资料分析和设计要求，对于基坑开挖深度在２－５米的部位采用轻型井点进行施工降水，对挖深大于５米基坑段，采用大孔径深井真空降水的方式。

（二）砂卵石质

砂卵石质主要为石英岩、石英砂岩、花岗岩等硬质岩石，粒径较大，所占比例中，埋深比较深，地下水多属属阶地潜水类型，主要由大气降水补给，根据区域降水、施工经验、场地水文地质条件及基础开挖深度要求，降水井一般可沿地下水流方向上游稍密下游稍疏原则沿基础井桩空隙布设。

四、降水效果控制措施

（一）材料的选用

为控制降水井运行效果，我们首先从材料进场入手，保证管材第一要符合强度要求，第二要具有规范要求的渗透性，要求管材必须有强度报告和透水性试验报告；滤网选用60目优质滤网，并经过有关部门的检验达到要求方可进场使用，滤料选用要进行筛分实验，保证含泥量、级配等指标符合要求。

（二）加强降水效果监测

1、在降水工作启动之前，统一测量井内的水位。降水工作启动后，动水位和出水量的测量时间在抽水开始后每10min各测量一次水位和水量。当水位和水量趋于稳定时可每隔２～３ｈ观测一次，当水位趋于设计水位后可每天测量一次。

2、当降水井中的水位趋于稳定尚不能达到水位下降值，加大水泵出水量，以达到设计降深值。

3、对水位、水量观测记录进行整理，绘制流量与时间和水位降深与时间过程曲线图，分析水位下降趋势，预测达到设计降水深度的时间。

4、降水监测为确保降水不影响周边环境安全，降水作业应均衡进行，抽水连续，不得采用突击降水；并对周边建筑物做好监测，对地面一定范围内实施监测保证安全。由于降水期较长，降水使场区地下水均衡关系发生较大变化，必然对周边环境产生影响。

（三）质量问题的处理

1、当基坑开挖遇到突然出现的不明外来水时,应立即停止开挖,做引流回填,控制因出水带出地层颗粒形成地层扰动坍塌,然后查明外来水补给源,采取寻源断流措施；对出水范围的基坑壁,必须采用特殊加固措施,比如小导管注浆、局部土钉补强等方法,稳定后再继续下步开挖。

2、车站降水基本都要将开挖范围内的潜水含水层疏干,由于受潜水含水层底板凹凸不平的影响,以及含水层中存在不透水或弱透水粘性土夹层的影响,要完全疏干潜水实际上是不可能的,在局部粘性土夹层或潜水含水层底板处会出现潜水残留渗水面,这部分水若处理不好将带出地层中大量细颗粒物质,使车站或隧道开挖面地层土扰动并可能发生坍塌。出现这种情况时,应放慢挖土速度,及时在坑壁做盲管导流,并在槽边挖盲沟集水,再将集水排走。导流盲管一般采用长0.5ｍ的Φ25ｍｍ塑料管,做成花管并缠80目尼龙纱网。盲沟一般贴坑壁挖,宽300ｍｍ,深300ｍｍ。为了防止土块掉落将导流盲沟堵塞,防止水流将基坑底细颗粒物质带走造成基底土扰动,应在盲沟中填Φ4ｍｍ～Φ6ｍｍ砾石,并在沟底做防水处理。

3、减压降水引起的地面沉降控制措施

（1）临近建筑物和地下管线的减压井抽水时间应尽量缩短，按需降水。

（2）采用信息化施工，对坑内外观测井进行实时跟踪监测，发现问题及时调整抽水井数量及抽水流量，进行按需降水。

（3）环境监测资料应及时报送项目部，以绘制相关的图表、曲线，调控降水运行程序，确保基坑开挖安全和环境安全。

（4）在降水运行过程中随开挖深度逐步降低承压水头，根据试运行得到的结果，按开挖深度确定井群的运行。在控制承压水头足以满足基坑稳定性要求的前提下，尽量减小承压水位降深，以减小和控制降水对环境的影响。

（5）基坑施工过程中，如地下连续墙发生渗漏或严重渗漏，应及时采取封堵措施，以避免导致基坑外侧浅层潜水位发生较大幅度下降以及由此加剧坑外的地面沉降。

结束语

降水施工使其基坑边坡土体得以压缩固结，以提高土体的水平抵抗力，对坑内潜水进行疏干，便于场施工。在基坑开挖时及时同步降低坑外水位，减轻坑外土体对基坑围护的压力，减少基坑围护位移，保证基坑的稳定性。在地铁车站降水施工中应当及时分析、优化方案，并采取及时有效的改进措施和效果监测措施，早日实现降水效果，保证地铁施工安全顺利推进。

参考文献

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