隧洞深井開挖的施工技術研究

【摘要】本文結合某灌區(qū)引水工程隧洞工程項目實例，針對大基坑開挖過程中有關深井降水系統(tǒng)的設計問題以及施工技術實施要點進行分析與探討，望能夠在客觀條件限制下確保基坑作業(yè)的順利完成。

【關鍵詞】大基坑；深井降水；施工技術

隧洞開挖是工程建設領域非常重要的一項內容。在隧洞開挖施工的過程中，進口段基坑一直是施工作業(yè)的重點與難點所在。由于這一區(qū)域地形條件相對復雜，且開挖作業(yè)面積大，因此如何確保基坑開挖的質量與性能，已成為施工人員高度重視的一項課題。結合既往經驗來看，在大基坑開挖施工過程中，必須正確處理降水問題，以免基坑作業(yè)面出現(xiàn)管涌、流沙以及坍塌等一系列問題，確保基坑作業(yè)的順利進行。以下即結合某隧洞工程項目實例，就大基坑開挖過程中深井降水系統(tǒng)關鍵施工技術進行研究與分析。

1、工程概況

某灌區(qū)引水工程隧洞工程項目進口段施工起點河8+600地面高程13.0m，河底開挖高程為﹣8.8m。現(xiàn)場開挖基坑為大深基坑，呈矩形布置，南北走向長度實測為87.05m，東西走向長度實測為73.58m，進口段形成深度為21.8m的深基坑，采取順作法施工方式。根據施工現(xiàn)場地質勘查資料可見，深基坑開挖區(qū)域土體相對透水，地下水位較高，因此在深基坑開挖期間必須配合做好降排水工作。

2、深井降水系統(tǒng)設計

對于本工程項目而言，大基坑開挖施工期間構建深井降水系統(tǒng)的主要目的在于：第一，提高大基坑開挖邊坡結構穩(wěn)定性，預防基坑開挖與后續(xù)施工中出現(xiàn)滑坡等質量問題；第二，對基坑內地下水進行及時疏干，為挖掘機以及工作人員在基坑內的作業(yè)創(chuàng)造有利條件；第三，提高大基坑坑底土體結構穩(wěn)定性，增強強度，以合理控制圍護結構變形量，預防過量沉降對基坑穩(wěn)定性產生的不良影響。

由于本工程項目基坑開挖面積大且深度深，工程施工期間基坑開挖周期長，加之所處區(qū)域地質條件比較復雜，因此給基坑開挖帶來了一定的風險。為克服大基坑深井降水施工中存在的一系列問題，在設計方案中采取如下措施加以應對：第一，為滿足不同土層對降水的要求，采取差異化的降水方法進行處理，結合大基坑開挖現(xiàn)場的土層滲透性差異，于現(xiàn)場合理布置疏干井濾水管，以實現(xiàn)對淺層土層水位的合理控制；第二，針對大基坑承壓水問題，通過布置降壓井以及觀測備用井的方式加以控制，以保證基坑安全；第三，利用大基坑外觀測井以及基坑內部未抽水井作為臨時觀測井，重視對基坑開挖現(xiàn)場水位變化的觀測，并視觀測結果進行回灌或抽水處理。

深井降水施工現(xiàn)場降水井井管選用鋼筋混凝土預制管，預制管直徑為360.0mm，井徑為600.0mm。砂礫層選用管徑為360.0mm濾水管，外包80目不銹鋼濾網。沉淀管選用360.0mm管徑預制管，以2.0mm～4.0mm石英砂為濾料。

3、深井降水系統(tǒng)施工技術

第一步，施工準備。基坑深井降水系統(tǒng)施工前，施工現(xiàn)場三通一平等相關準備工作完工后，面向施工單位提供地下區(qū)域平面布置方案示意圖，清除既有障礙物，為現(xiàn)場施工創(chuàng)造有利條件。同時，對井位與鉆機安裝偏差進行嚴格控制，不得超過20.0cm，核對井中心、磨盤中心以及天輪中心的一致性，并將鉆機妥善安裝固定于施工現(xiàn)場，預防傾斜位移等問題。

第二步，鉆機鉆孔。現(xiàn)場確定機臺安裝穩(wěn)定后將大鉤與孔中心對準，使孔中心、轉盤中心與打鉤中心成一線，根據地層情況在現(xiàn)場施工中選用相應鉆頭。針對本工程而言，大基坑內疏干微承壓井孔徑以及降壓井孔徑均按照650.0mm標準控制，若遭遇障礙物無法繼續(xù)鉆井，需視情況對井位進行調整并重新鉆進。

第三步，井管安裝。采用托盤法下管，工作人員提前將第一節(jié)井管與井底盤連接，用尼龍網妥善包裝后經鐵絲逐步下方，逐節(jié)將井管下放至基坑底部。管道進場后需要由專人負責檢查過濾器縫隙是否與設計要求相符合。在下管前，還需對孔深是否符合設計要求進行測量，檢查無誤后方可進行井管下放作業(yè)。下管時在濾水管上下兩端各設一套直徑小于孔徑5.0cm的扶正器（找中器），以保證濾水管能居中，下到設計深度后，井口固定居中。

第四步，礫料回填。填料前需要對井管進行妥善固定，然后自四周同步填礫。工作人員需要提前將鉆桿下入井管內，距離孔底保持0.3m～0.5m高度，上方應妥善密封，從鉆桿內泵送泥漿進行邊沖孔邊逐步調漿使孔內的泥漿從濾水管內向外由井管與孔壁的環(huán)狀間隙內返漿，本工程中需將泥漿濃度控制在1.05左右。

第五步，洗井。洗井需要在回填作業(yè)結束后立即開展，將井內沉淀物控制在30.0cmn范圍內，以井管內排出水完全變清且出水量正常為標準。

第六步，排水管網鋪設。排水管網采用鋼管、硬塑料管做為排水主管路，排水管直徑150mm，必要時可采用多向排水。排水管線布置在降水井外側，按照5.0m～8.0m的間隔標準磚砌托臺，排水管居中放置。井口設置保護砌襯并加蓋。排水管網向水流方向的傾斜度以 1.0‰為控制標準。

第七步，抽降聯(lián)網。抽降后需要連續(xù)抽水，盡可能避免中斷。開始抽水時由于水量較大，可通過間隔逐一啟動水泵的方式彌補排水管網在排水能力上的局限性。并通過抽水試驗評估單井出水量、出砂量以及含水層滲透系數，根據試驗結果適當上提水泵或通過重新洗井、停泵補井的方式確保基坑深井降水效果。

4、結束語

在基坑開挖施工過程中，對深井降水系統(tǒng)施工質量的控制備受工作人員的關注與重視。本文結合某隧洞工程項目實例，針對大基坑開挖過程中有關深井降水系統(tǒng)的設計問題以及施工技術實施要點進行分析與探討，望能夠在客觀條件限制下確保基坑作業(yè)的順利完成。

參考文獻：

[1] 董哲.深基坑深井降水的施工實踐[J].房地產導刊，2013，（10）：156-156，346.

[2] 陳松華.淺談船閘基坑深井降水施工技術[J].建筑工程技術與設計，2015，（21）：50-50.