地鐵工程不同井點降水方法的應用分析

陳永亮

【摘要】地鐵工程在施工期間，水文地質條件對其施工成效影響最為明顯，某些工程區域地下水資源豐富，需要采用降水的方法，減少受到地下水的干擾。文章將以某地鐵工程為例，在了解該工程井點降水方法應用背景概況的基礎上，深入研討該工程不同井點降水方法的應用建議。

【關鍵詞】地鐵工程，井點施工，降水技術

1地鐵工程井點降水方法應用案例背景

某地鐵工程全長13.5km，沿線水文地質條件復雜，淺部施工時，發現含水層的賦水性比較好，而深部施工時，經常受到偏高地下水的干擾。部分區間基底開挖至20m時，需要在潛水面2m、承壓水面3m以下施工，施工效果大打折扣。為減少受到地下水的干擾，工程需要采用合理的降水措施，將承壓水位降到最低狀態，為工程提供無水施工環境。而合適井點降水方法的應用，要求施工前對工程的水文地質情況展開全方位了解。經勘查，確定工程從東往西，地下水埋深越來越淺，大約在100m深度位置的含水層，含有大量的砂礫石、礫石、中砂、卵石、細砂和砂卵礫石，厚度在60-90m之間，平均滲透系數為50m/d。不同區域的承壓水和潛水情況各不相同，某些區域只需要抽降承壓水或者潛水，但某些區域需要同時抽降潛水和承壓水，需要在施工時因地制宜地根據含水層埋深、厚度和土類情況而定，譬如含水層埋深0～7.8m，土類為填土和粘性土類，且厚度達到7.8m時，僅需抽降承壓水；含水層埋深0-9.53m，土類為填土及粘土類，且厚度達到7.53m，需要同時抽降承壓水和潛水；含水層埋深0-8.5m，土類為填土及輕亞粘土，且厚度達到8.5m，僅需抽降潛水。由此可見，不同井點降水方法的應用，需要緊密結合所在施工區域的水文地質情況，方可保證井點降水施工的成效。

2案例地鐵工程不同井點降水方法的應用

基于案例地鐵工程井點降水方法應用的背景概況，本工程分別應用管井井點降水、輕型井點降水、水平井點降水等方法，具體施工方法如下：

2.1管井井點降水

本工程用于井點降水的管井，平均管徑為300mm，設置于明挖基坑和暗挖結構的外側，每個管井之間距離至少為2m，以封閉方式布置，并配備抽水泵，抽水時將形成水位降落的漏斗，使得區間隧道兩側2m范圍內的地下水位得以有效控制。在施工之前，工程現場布置了施工臨時圍擋及各種警示標志，同時接通施工臨時電路和水管，以及查明地下管線及地下構筑物的情況，在此基礎上測量放線、校核和挖深坑，布置好定位井，然后埋設鋼護筒和疊砌泥漿池，再將調整好的鉆機，對準井位鉆孔，適時要求調整鉆機的水平度、垂直度和檢查鉆頭的直徑，直至鉆到設計孔深，方可換漿、驗孔、下井管、填濾料、洗井、補濾料、上部封井，最后在確保不會影響地面交通后，安裝水泵開始抽水，否則需要做好地下工作井和地下排水支管。至于具體的施工技術要求，可概括為：

（1）定位井。根據井位圖、地下管線分布圖和坐標控制點等，布置降水井的井位，期間考慮到地下管線和地面障礙物等的影響，而需要進行井位置調整，適時應將井位偏差，控制在50mm范圍內，同時探明地下管線和地面障礙物情況，進而控制好探坑平面尺寸和鉆孔鋼護筒深度。

（2）護筒埋設。本工程選用外徑1m的鋼護筒，埋設的深度，根據不同類型地層而定，鋼護筒埋設后在其上設置進水口，同時利用粘土填充護筒與鉆孔之間的縫隙，保持鋼護筒的平整，方可起到鉆進時避免回填土沖塌的預期作用。

（3）泥漿池壘砌。由于降水施工的泥漿容易擾動周圍的路面，需在路面壘砌泥漿池，以滿足鉆進期間水循環和鉆孔出渣的需求，其中泥漿池的大小，約為單井體積的1.5倍，壘砌后將塑料布覆蓋池底，避免泥漿池出現滲水問題。

（4）其他施工技術，包括鉆機調整、鉆孔、換漿、下管、填濾料等工序。鉆進時，保持鉆進的平穩，將對位偏差和鉆孔垂直偏差，分別控制在20mm和1%范圍內，同時保持孔內泥漿液面的穩定，一旦出現泥漿漏失，可通過泥漿比重的調整，防治塌孔事故發生。至于換漿，需要在鉆至設計深度以下0.5m后，在提升鉆頭的同時，以清水替換泥漿，將泥漿濃度稀釋到規定標準，再緩慢往井壁四周添加填料。

以上的管井井點降水，要求適用于不同的含水地層，而從本工程現場情況來看，地層中所含的粉土和卵礫石，均能夠滿足管井降水的方法，但施工時，仍然需要考慮地層井的密度、單井出水能力和井身結構等情況。

2.2輕型井點降水

工程區域內包括粘性土、粉土和粉細砂等含水地層，需要利用輕型井點進行降水，降水深度在6.5m左右。相比于管井降水，輕型井點降水效果更好，經水文地質勘察資料分析結果，決定在本地鐵車站出入口斜通道位置，以及隧道與地面交接過渡區域，利用輕型井點降水方法進行降水。在應用這種降水方法時，將封閉模式的井點，線形布置于降水施工范圍，共布置兩排，同時要求嚴格控制井點之間的距離，以及井點軸線和開挖面的距離等，前者保持1.75m左右的間距，而后者間距應控制在2m左右，至于井點的開挖深度，原則上不小于6m，在場地面積比較大的位置，可利用二級降水模式，適時開挖深度應適當加大。關于輕型井點施工，是在成孔、下管和填料的基礎上，做好施工準備工作，包括設置臨時圍擋和警示標志、接通臨時電路和水路、查明地下管線和地面建筑物情況等，然后依次布置定位井、成井、洗井、安裝調試和抽水。在此將重點探討以下幾方面施工技術的應用方法：①定井位，降水井井位施放的依據，為井位圖、坐標控制點、地鐵區間控制點、地下管線分布圖，原則上的井位偏差，控制在50mm范圍內，但如果遇到地下障礙物等特殊情況，需由技術人員現場觀察后，進行靈活調整。②成孔和下管：本工程成孔方式為長螺旋成孔，孔深為10m，成孔期間遇到流砂層，頻繁出現塌孔跡象，經現場商榷，決定改為正循環泥漿護壁成孔的方式，將鉆孔垂直偏差，控制在1%內容。成孔后將規格φ50mm的鋼管置入孔內，置入前，需要檢查鋼管的密封情況，包括檢查焊口是否漏氣和管底部是否堵死。③填濾料：沿著鋼管壁，均勻填入濾料，杜絕出現孔內架橋問題，并嚴格控制填料高度；④洗井：以壓力注水的方法，將清水通過管口注入到孔底，直至返回的水不會渾濁。

2.3水平井點降水

本工程降水施工，在受到地面條件、地下條件、空中條件限制時，可采用水平井點降水的方法，即我們常說的輻射井降水。輻射水平井既可以安裝抽水設備，還可以改變含水層內地下水徑流方向，將地下水引流至豎井內，將進行抽除，這種降水方法，能夠提供足夠的井水空間和保證降水時的安全。本工程現場所布置的輻射井，在考慮基坑引用半徑和水利坡度的基礎上，可有效控制范圍在80m以內，水平井與隧道外皮、車站結構外皮呈夾角連接，控制外側地下水補給通道，以及基坑中心點位置的承壓含水層降深。

3結束語

綜上所述，地鐵井點降水方法的選用，根據不同的地層情況，可因地制宜選用，其中常見的管井井點降水、輕型井點降水、水平井點降水，在實踐施工中，均被證明具有相當的施工成效。文章通過研究，基本明確了案例地鐵工程不同井點降水的方法，但考慮到不同地鐵工程降水要求和條件的差異性，以上降水方法在其他工程中應用時，還需要結合具體工程現場的降水情況，予以靈活地參考借鑒，并積極引入更為先進的井點降水技術，作為本文研究的補充和完善內容。

參考文獻

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