卵石地層PBA法施工地鐵車站地下水處理方法

劉厚樸

摘要：介紹北京地鐵8號線木揖固橋北站地下水處理施工方法及采取的措施，成功地解決了卵石地層PBA法施工地鐵車站地下水處理難題，所采用洞內排水位土、注漿加固為輔的地下水處理措施，克服了富水卵石地層施工技術難題。

關鍵詞：卵石地層PBA法地下水處理技術

1工程概況及工程水文地質情況

北京地鐵8號線木樨園橋北站，車站總長199m，采用八導洞PBA暗挖法施王。車站底板及第五次橫通道均坐落于卵石⑤層，站址處地層由上至下分別為：雜填土①層、粉土填土①2層、粉質粘土③層、粉土③2層、粉細砂③3層、粉質粘土④層、粉細砂⑤3層、卵石⑤層。卵石⑤層滲透系數為200m/d，地下水位標高為17.5m左右，橫通道底標高16.0m，小導洞底標高16.5m，橫通道及下層小導洞底板全部位于地下水位以下，由于受場地限制，無地面降水條件，施工中采取了以洞內排水位主、注漿加固為輔的地下水處理方案。

2總體施工安排

2.1施工方案

經過對地面降水方案、全注漿止水方案、洞內排水為主+注漿加固為輔方案的綜合對比.決定選用洞內排水輔助注漿加固方案進行第五層橫通道的施工。洞內排水輔助部分注漿加固方案的抽水量較小，排水時間短，排水路由相對容易解決；橫通道及小導洞處馬頭門注漿，可以對土體進行預加固，保證開挖面穩定，防止流沙，同時對控制管線沉降有利，對施工進度影響小。

2.2第五層橫通道施工

由于地下水位較高（通道底面以上1.2米），考慮到開挖土體（卵石層含砂）滲透系數大，為降低士體的滲透性，減少排水量；同時為保證開挖安全，減少沉降（橫通道上方管線多），采取從第四層橫通道，對第五層橫通道進行超前深孔注漿的措施。馬頭門施工，利用豎井內的集水井抽水形成降水漏斗，使第五層橫通道馬頭門處水位降至底板下，然后進行馬頭門破除施工。第五層橫通道進洞15-20米后開始施工集水井，集水井內設置潛水泵排水，隨開挖進尺每間隔10-15m米設置一處集水井，保證掌子面能夠步步推進至封端；施工過程中應根據實際出水員大小靈活調整集水井間距及集水井距離橫通道的距離。見圖1注漿及排水系統圖。

2.3下層小導洞施工

為保證馬頭門段施工安全、控制沉降，開馬頭門前，對下層小導洞馬頭門處施做一循環10米長深孔注漿加固。邊導洞進尺15米后，開始在小導洞內施做集水井，每間隔10-15米設一處，步步推進小導洞開挖至貫通；施工過程中應根據實際出水量大小靈活調整集水井間距及集水井距離小導洞的距離。中導洞水位較低，通過橫通道及邊導洞集水井抽排降低地下水位進行施工，開挖過程中如出現有水的情況可設置集水井抽排；小導洞貫通后，隨條基施工逐步封井，底縱梁、橫通道底回填施工完成后，洞內排水可以基本停止。

3主要施工方法

3.1深孔注漿施工

（1）注漿范圍及孔位布置。從第四層橫通道對第五層橫通道進行半斷面注漿，注漿吋馬頭門2m范圍為實測水位線以上0.52-0.54m左右，進洞以后為開挖面以上0.5m；側墻外均為1，5m，開挖輪廓線下1m，開挖輪廓線內0.5m.

（2）注漿參數確定。對深扎注漿的初壓為0.3～0.75MPa，終壓為0.5～1.0MPa，在終壓狀態下當每分鐘進漿量小于3L或注漿壓力在終壓狀態逐步升高可停止注漿。由于注漿是從第四層橫通道向第五層橫通道注，第五層橫通道位于卵石⑤層，卵石中含有地下水，局部位置注漿壓力變化小時，現場根據注漿量來控制注漿結束時間。通過現場試驗，漿液配比如下表所示，地層注漿加固后單軸無側跟抗壓強度不小于0，7Mpa，滲透系數不小于1×10-5cm/s。

3.2集水井設計

（1）第五層橫通道進洞15-20米后開始施工集水井，集水井內設置潛水泵排水，隨開挖進尺每間隔10-15m米設置一處集水井；下層小導洞施工邊導洞進尺15米后，開始在小導洞內施做集水井，每間隔10-15米設一處.

（3）井身構造

井深2m，護筒采用直徑1m鋼護筒，井管采用Φ400無砂水泥管，管外包一層120目尼龍網，礫料：含水層段礫料應具有一定的磨圓度，礫料含泥員（含石粉）≤3%，粒徑采用2-4mm。

（4）排水系統設計

水泵：采用20m³/h潛水泵作為集水井內抽水泵，抽水設備每井一套，另外預留4套備用。抽水泵配備減壓啟動箱和水位調節自動開關。當抽水泵由于某種原因發生缺相、過載、欠壓、堵轉時，減壓啟動箱能及時切斷電源，有效避免電動機的銷毀，可有效確保和延長水泵的使用壽命。水位調節自動開關能根據井內水位變化及時開啟或閉合水泵電路，保證降水效果。

排水管線：采用直徑50mmPPR管，由于第五層橫通道為主要的運輸通道，排水管沿第四層橫通道底部布置到橫通道口，沿豎井井壁排至地面排水溝，由于地下水量較大及豎井距離井口高，不具備設置主排水管的條件，所以每個集水井單獨設置一根排水管。

沉淀池：在排水管線轉角連接處、排水管網進入市政管線接口處設置容積不小于4m³沉淀池。

（5）集水井管井結構

井口設置鋼板進行覆蓋，以防止地表污水、雜物混入井內。成井護壁人工挖井過程中采用壁厚10mm的直徑1000mm的鋼管作為護壁。井壁管均采用無砂混凝土管，撲壁管的內徑為Φ400mm。無砂混凝土管管壁透水性良好，沿井深通長埋設，可用作過濾器。沉淀管長度為0.2m，采用回填礫石封死。下部井管外側用潔凈石英砂填充作為過濾層。井濾料從井口四周均勻回填，防止將井管擠偏。

（6）集水井開挖

橫通道及小導洞內集水井均為10-15m布置一個，井深2m，鋼護筒直徑1m，井徑0.4m，隨開挖隨施工集水井。集水井統一布置在靠近側壁一側，保證通道內運輸車輛正常通行，破除仰拱格柵時只破除鋼護筒直徑（1m）范圍內的格柵，井口破除格柵采用6根（上下共兩層，每層3根）直徑25的鋼筋進行加固。格柵加固完成后，先人工開挖集水井約0.5m時，埋深護筒，護筒共分兩節，每節長1m，兩節之間采用焊接連接，人工掏除護筒內濱土，使護筒下沉至設計標高。

（7）封井施工

在下層小導洞貫通后施王邊導洞條基防水時對集水井進行封堵，封井時井內澆筑C30微膨脹混凝土，撓筑過程應振搗密實，澆筑完成后再施做防水，施做條基結構，橫通道內集水井在車站主體結構全部施工完成后進行回填。

4地下水處理效果

通過豎井內集水箱的抽排及馬頭門深孔注漿加固，第五層橫通道馬頭門安全破除.注漿效果明顯，開挖面無滲流水現象。第五層橫通道通過橫通道內集水井抽排及探孔注漿加固，通道掌子面及側壁注漿效果明顯，整體開挖面穩定，局部位置有少量滲水，但通道內無明顯流水。小導洞內通過設置的集水井抽排，掌子面無明顯滲流水，廾挖面穩定。從橫通道馬頭門破除到封端，通道頂部管線累計沉降3ram，變化趨勢穩定。

5總結

采用洞內排水輔助從第四層橫通道對第五層橫通道進行超前深孔注漿加固，一定程度的降低了土體的滲透性，減少了排水量，同時加固了土體，防止流砂，確保了開挖掌子面的穩定，有效的控制了橫通道拱頂管線沉降，降低了地下水抽排費用，同時確保了運輸通道的順暢，滿足了文明施工要求，對橫通道及小導洞的開挖進度未造成影響，每天進尺均能滿足1.5-2.0m。