临地铁深基坑超低出水含砂率管井降水施工

【摘要】本文以成都人南国际广场项目实例，介绍了深基坑管井降水施工中，如何控制出水含砂率，确保基坑周边地铁、市政道路、或其他已建建筑物等正常使用，为同类工程提供借鉴。

【关键词】临地铁 深基坑 超低出水含砂率 管井降水

中图分类号：U231文献标识码： A

引言

随着中国城市现代化建设高速发展，在各大城市的中心城区出现了越来越多的高层与超高层建筑，其中很多建筑周边施工现场非常狭窄，紧临已建成的地铁、城市主干道、或其他已建成建筑物、构筑物，在深基坑降水过程中，降水会抽出带有砂粒的地下水，若砂粒流失过大将会引起周边沉降，对地铁运行、及周边城市道路、或建筑物、构筑物的正常使用造成很大影响，甚至更大的安全事故及严重的社会影响，故需要对这类基坑降水的出水含砂率进行严格的控制。

本文以成都人南国际广场项目为例分析了如何进行深基坑降水的出水含砂率控制，并探讨了今后应着重解决的问题。

1.工程概况

成都人南国际广场项目地下基坑深29.2m，位于成都人民南路三段30号与一环路南三段交汇路口西北侧，紧临成都地铁1号（已投入运营）、3号线(在建)，见图1。设计要求管井降水的出水含砂率要求控制在1/40000才能保证地铁的安全运行。

图1 成都人南国际广场位置图

2.方案选择

为保证出水含砂率控制在1/40000内，项目通过多次试验研究最后确定在滤水管由外向里采用50目、100目、150目滤网缠绕，在缠绕滤网之前要先将降水管中的缠丝管缠绕上一层尼龙过滤网，保证粒径较大的砂粒与滤网分离开。在井点降水管外侧设置砾石阻止一部分泥沙进入管井沉砂管，防止了砂粒流失过大将会引起周边沉降，对地铁运行、及周边城市道路、或建筑物、构筑物的正常使用造成很大影响，甚至更大的安全事故及严重的社会影响。

3.施工工艺流程和操作要点

3.1工艺流程

工艺流程如图3.1。

图3.1 工艺流程图

3.2操作要点

3.2.1放线、定井位

复核建设单位提供的定位控制点，合格后根据《降水井平面布置图》测出各井位，并打入木桩，涂上红油漆作标记。

3.2.2泥浆制备

泥浆池位置的选定宜根据现场条件确定，可多井一池，其大小根据井深、井数排浆量综合确定。泥浆池的选定与开挖应注意地下管网，同时防止泥浆排入市政管网，并防止发生跑浆、漏浆，必要时采用砖砌泥浆池。

3.2.3钻机就位、凿井

为清除井位下障碍物，应在井位处挖探坑，一般直径800mm，深1.0～1.5m。当地下有废弃障碍物时，用挖土机挖出障碍物并用粘土回填；当井口土质松散时，须设置护筒，避免泥浆浸泡、冲刷导致孔口坍塌。

根据地层情况采用冲击钻、正反循环钻等方法成孔，一般采用地层自造浆护壁。当遇到砂卵石地层时，可采用粘土护壁成孔。当地层土质松散时，孔内泥浆应高于地面。井径宜大于井管外径200mm以上，且井管外径不宜小于200mm，井管内径宜大于水泵外径50mm。井孔应保持圆正垂直，孔深不小于设计深度，但也不可超深，以避免受到下部含水层的影响。

3.2.4换浆

成井过程中应不断注入清水进行置换，用水泵或捞砂管抽出沉渣，使井内泥浆密度保持在1.05-1.10g/cm3。

3.2.5管井备料

按设计深度要求准备管井材料：井壁管、滤水管、及沉砂管（管井上、中、下三种管道），为达到抽出地下水含砂量控制在1/40000以内，在滤水管由外向里采用50目、100目、150目滤网缠绕，在缠绕滤网之前要先将降水管中的缠丝管缠绕上一层尼龙过滤网，保证粒径较大的砂粒与滤网分离开。

图3.2-1滤水管上缠绕尼龙滤网图3.2-2 缠绕密目滤网

3.2.6吊放井管

将直径为300mm井管下入孔内，井管接头采用焊接，吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，为防止雨水泥砂或异物流入井中，井管要高出地面200mm，井口加盖。

3.2.7填砾

井管下入后立即填入滤料，滤料为5～10mm砾石滤料。滤料沿井孔四周用手推车均匀填入，以防不均匀或冲击井壁。以每一手推车为一个计量单位，填滤料时，宜保持连续，将泥浆挤出井孔，应随填随测滤料填入高度，当填入量与理论计算量不一致时，及时查找原因。洗井后，如滤料下沉量过大，应补填至井口下1.5m处。

滤料必须符合级配要求，合格率要大于90%，杂质含量不大于3%。

3.2.8粘土封井

当滤料填至设计高度后，其上用粘土封填。

3.2.9洗井

成井后，借助空压机清除孔内泥浆，至井内完全出清水为止。洗井后可进行试验性抽水，确定单井出水量、出水含砂率及水位降低能否满足设计要求。

3.2.10水泵安装

潜水泵检查完毕后用钢丝绳吊放，置放到设计指定处。然后铺设电缆和电闸箱，安装并接通电源，做到单井单控电源。

3.2.11铺设排水管网

排水管网采用钢管、硬塑料管做为排水主管路，排水管直径应满足总出水量的要求，在排水管出水口位置设置沉淀池，沉淀池采用砌砖池、或采用钢板焊制。

3.2.12抽降

结合井位地质情况，井位附近无细砂层的井先降水，井位处有细砂时，待井内水位下降至砂层下面后，再开始降水。控制出砂量，以保证降水不改变基坑的持力层原状土结构。

3.2.13水位观测

抽水前应进行静止水位的观测，抽水初期每天观测2次以上，水位稳定后应每天观测1次，水位观测精度±2cm，并绘制地下水水位降深曲线。

3.2.14封井

降水井在降水施工结束后做回填处理。

4.质量控制

4.1降水管井施工质量控制及要求

4.1.1.由工程技术人员、技工、普工组成质量管理小组，从施工各个环节进行质量控制。

4.1.2.加强技术管理，认真贯彻各项管理制度。开工前落实各级人员岗位责任制，作好技术交底。施工中检查执行情况，开展全面质量管理活动。成孔钻进时，由工程技术人员及当班技工随时检查孔斜、钻头尺寸，以保证控制孔斜在0.5％以内。降水井施工安装井管时，由工程技术人员用吊线法检测井管安装的垂直度；洗井时，每班技工应作洗井记录，工程技术人员随时抽查监督，保证洗井时间，更要保证绑扎级配密目网和尼龙网的牢靠性，才能满足正常抽水时含砂率不大于1／40000。

4.1.3.严格执行各当班作业人员自检、互检、技术人员专检，工程负责人抽查的质量控制制度。上一道工序未经检验合格不得转入下一道工序。

4.1.4.施工现场遇特殊情况不得自作主张，应及时报告现场技术人员研究处理。

4.1.5.工程技术人员负责原始资料的收集整理工作，对出现的问题会同有关人员组织攻关处理。

4.2抽水期间质量控制

4.2.1 抽排水管线安装完毕，试抽水时有漏水、气现象要及时检修。

4.2.2 如有泵不上水的现象，要及时检修、更换。

4.2.3 及时了解抽水情况，以防止无水干转烧坏，根据施工要求确定启动和暂不抽水井点数量。

4.3降水后质量控制

4.3.1 降水完毕后，应根据工程结构特点和土方回填进度，陆续关闭及拨出井点泵组，土中所留的孔洞应立即砂土填实，如果地基有坑渗等要求时，孔口应按有关要求填塞。

4.3.2 拆除井点应自底层开始，在下部井点拆除期间，上部井点应继续抽水。

5.安全措施

5.1施工现场临电严格按《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46－2005要求进行布置，采用TN－S接地、接零系统，严格做到三级配电、两级保护，防止触电等事故；

5.2选用质量合格的水泵，安全性可靠，扬程和功率等性能满足要求；

5.3抽水设备应定期进行保养，降水期间不得随意停抽，当发生停电时，应及时更新电源，保持正常降水；

5.4为保证基坑的安全，沉砂池及排水管道应严格防渗防漏；

5.5发现基坑出水、涌砂时，应立即查明原因，组织处理；

5.6降水过程中，特别是基坑开挖时，应随时观察基坑的稳定性，防止连起产生流砂、流土、潜蚀、塌方等现象；

5.7建设单位需按要求委托有资质的第三方监测机构对基坑及周边基坑施工影响范围内的地铁、市政道路、管线、建筑物、构筑物等进行监测，监测单位须按照GB50497-2009规范要求确定监测项目、测点位置、监测频率和监测报警值等，并编制监测方案，经建设、设计、监理单位同意后严格按照方案进行监测，并认真分析数据，发现险情立即上报，并启动应急预案。

6.环境保护

6.1在施工过程中必须遵守国家、省市关于环保的相关文件。

6.2 对于钻井形成的泥浆，要及时清运，严禁直接排入市政雨污水管网，清运时杜绝泥浆遗洒。降水井抽出的水，含砂量不得超过设计要求，且必须经沉淀后才能排入市政管网。

6.3钻井成孔或空压机洗井时应避免在夜间进行，施工期间对噪声进行监测，不允许形成噪声污染。

6.4做好对周边建筑物、构筑物、市班道路、地下管道等的调查工作，且采取相应的保护、监测措施，发现问题及时上报或处理。

结束语

随着中国城镇化进程，在各大城市的中心城区出现了越来越多的高层与超高层建筑，深基坑降水施工时，采用在管井滤水管上缠绕多层密目滤网的方式，能有效将降水的出水含砂率控制在1/40000内，从而防止降水引起基坑周边地铁、市政道路、管线、及建筑物、构筑物等沉降、位移等变形超报警值，从而确保了基坑施工安全，及社会稳定，对节能、环保、优化配置，落实科学发展观，实现可持续性发展具有积极的现实意义，推广应用的市场前景广阔。

参考文献：

[1] 建筑施工手册（第五版）[M]. 北京：中国建筑工业出版社.2012.