地鐵車站工程深基坑管井降水施工技術(shù)

摘要：在介紹成都地鐵6號線犀浦站的工程概況、水文地質(zhì)情況以及對周圍建筑物保護(hù)措施的基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述了深基坑降水管井施工技術(shù)措施、深基坑降水管井施工工序以及降水和監(jiān)測要求，可供從事深基坑管井降水工程施工技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞：地鐵車站;深基坑;管井降水;施工技術(shù)

1" "工程概況

犀浦站為成都地鐵6號線一、二期工程的第9個車站，與2號線的犀浦站可換乘。犀浦站位于紅光大道、成灌高速鐵路的西南側(cè)，沿著浦發(fā)街的西南-東北方向，其基坑的挖掘深度為11.7～19.7m。浦發(fā)街現(xiàn)狀為斷頭路，道路紅線寬度為20m。犀浦站的外緣平行于成灌鐵路線K20+108的郫顯高架特大橋，犀浦站的結(jié)構(gòu)邊緣與該鐵路橋墩承臺邊的最小距離為11.99m，該鐵路橋的樁基端到其橋墩頂端之間的最小距離為10.79mm。

2" "水文地質(zhì)

擬建犀浦站場地東北方向有一條配套溝渠馮家堰，起于沱江河，止于金牛支渠，其矩形斷面寬4.5m、深3.5m，河水寬4.5m、深2.5m，已基本上按人工重建，河床水深、流量和洪水水位都由人為控制，河內(nèi)水的梯度很小，地表水和地下水之間的水壓連接較弱。

根據(jù)成都市水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，犀浦站的施工區(qū)域地下水主要有2種類型：一是存儲在土壤層以上的填充層中的具有粘性的上層滯水，二是砂及卵石層的第四系孔隙潛水。

上層滯水以晶狀體的形式分布在地表，并賦存在黏土的上填土中，水的量變化很大且不穩(wěn)定。上層滯水的主要來源是大氣降水和附近居民的排水，而水排放的主要途徑是沿含水層邊緣的蒸發(fā)和滲漏。

第四系孔隙潛水存在的卵石層較厚且分層，局部有薄薄的沙層。第四系孔隙潛水在卵石層形成，主要來源是大氣降水、區(qū)域表層水和地下水，其水位高、水量大，對車站基坑的開挖有很大影響。

調(diào)查結(jié)果表明，地下水深度為3.5～3.6m，海拔為529.88～530.29m。基坑流入的水，主要是犀浦站基坑周圍卵石和砂中流入的。計算結(jié)果表明，現(xiàn)場基坑水流入約為22823m³/d。

3" "周圍建筑物保護(hù)措施

犀浦站的基坑盡頭位于成灌高鐵附近。基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)與成灌高鐵橋樁的最小凈距離為13.8m。根據(jù)水文地質(zhì)情況，在犀浦站的基坑周圍設(shè)置了露天排水溝。犀浦站28～33軸基坑因臨近成灌高鐵犀浦高架橋，采用咬合樁止水措施對該高架橋進(jìn)行保護(hù)。在基坑與成灌高鐵犀浦高架橋之間凈距離13.48m之處安裝了3個補(bǔ)給井，補(bǔ)給井之間的間隔約為32.66m。在高架橋周圍設(shè)置了4口觀察井，用于觀察地下水位變化。

4" "深基坑降水管井施工技術(shù)措施

4.1" "管井布置

在深基坑降水管井施工前，仔細(xì)研究和驗(yàn)證施工現(xiàn)場地下管線的分布情況，若遇到不能確定的情況，可以采用人工探挖方法予以確定，以保證降水位置無管線，只有在確認(rèn)地下沒有各種管道后才能進(jìn)行施工[1]。

基坑開挖前，降水管井應(yīng)沿著基坑周圍邊坡上緣2m左右環(huán)形布置，可局部調(diào)整管井間距，以避免各種故障。基坑范圍內(nèi)設(shè)置8口降水管井，在施工期間應(yīng)采取保護(hù)措施，其周圍的土方應(yīng)在以后降水期間手動清理。如果管井內(nèi)的潛水泵在降雨期發(fā)生故障，應(yīng)及時修復(fù)或更換。要根據(jù)基坑范圍內(nèi)的土方開挖進(jìn)度情況，逐漸降低管井口的高度，直至基坑底部。

4.2nbsp; "成井

選擇沖擊鉆井方法完成井孔。對成孔后濾水材料的要求如下：井孔底部含水土層中的碎石濾料應(yīng)具有一定的圓度，顆粒直徑為3～8mm;含水土層的碎石濾料可以適當(dāng)降低圓度和顆粒尺寸，禁止使用片狀或針狀石片。避免井孔底部的過濾器管產(chǎn)生偏差，以及過濾材料出現(xiàn)漏孔、包裹不均勻現(xiàn)象。管井清洗后，應(yīng)及時添加過濾材料，有效填充量應(yīng)不小于理論計算值的95%。

4.3" "洗井

洗井時，要求水和沙子清潔。在井管安裝到井孔內(nèi)、濾料完成填充后，立即進(jìn)行管井清洗，從完成井管安裝到清洗管井之間的間隔時間不得超過8h。泥漿中含有大量泥沙，可先撈出泥沙再進(jìn)行清洗。

4.4" "管井抽水

基坑開挖到地下水位標(biāo)高之前，應(yīng)當(dāng)已經(jīng)抽水不少于14天，即地下水位的高度在基坑開挖之前的超前抽水時間不少于14天。抽水的沙含量不得大于十萬分之一，以防因降水帶來細(xì)微顆粒損失而造成地層下陷。對每口管井每天抽水的沙含量，使用含沙量計進(jìn)行2次監(jiān)測，后續(xù)可適當(dāng)降低監(jiān)測頻率。

5" "深基坑降水管井施工工序

5.1" "施工準(zhǔn)備

5.1.1" "確定井位

根據(jù)降水專項(xiàng)方案進(jìn)行井位測量放線。放線完成后，標(biāo)記井位，便于后續(xù)管井施工。如果井位處有地面障礙物，先消除清障礙物，以方便鉆井。如果難以清除地面障礙物或受到其他施工條件的影響，無法在井位鉆井，則應(yīng)采取調(diào)整措施。例如及時與監(jiān)理工程師和業(yè)主聯(lián)系，經(jīng)同意后適當(dāng)挪移井位。

5.1.2" "埋設(shè)護(hù)口管

埋設(shè)井位護(hù)口管時，將護(hù)口管的底部插入原狀土壤層中，并用粘性土密封該管，以防止在施工過程中該管返回泥漿。護(hù)口管的上部位于地面上方0.1～0.3m。

5.1.3" "安裝鉆機(jī)

要確保鉆機(jī)安裝的垂直度和穩(wěn)定性。在安裝鉆機(jī)時應(yīng)將鉆機(jī)移動到井口位置，并使用枕木穩(wěn)定底座，用倒鏈滑車交叉對稱擰緊，以避免鉆機(jī)在工作過程中發(fā)生位移或下沉。鉆頭的中心和直徑置于井位的中垂線上。為確保正確的鉆井位置和垂直度，最大偏差不得超過50mm。

5.1.4" "檢查鉆具

在鉆孔之前，檢查、復(fù)核鉆頭直徑、鉆桿長度和垂直度，計算鉆桿在鉆機(jī)上的剩余尺寸，并逐個記錄，以確保鉆孔的直徑、垂直度和深度。

5.2" "成孔

降水管井選用SR200C型沖擊鉆機(jī)及其配套設(shè)備，進(jìn)行鉆孔和成孔。管井的上部鉆進(jìn)采用小幅慢擊方法，成孔采用孔內(nèi)自然造漿方法。鉆孔時，泥漿密度應(yīng)控制在1.10～1.15g/cm³;在鉆頭提起或停止過程中，應(yīng)在孔中充滿泥漿，以防止孔壁塌陷。

5.3" "清洗孔壁

在鉆到預(yù)定井深之后，將鉆頭從井孔中提出，用泵管泵送沙子以清除孔壁上的碎屑。同時，將孔壁上的泥漿密度逐漸調(diào)節(jié)到1.1g/cm3，將井孔底部的淤積厚度減少到30cm以下，并觀察從井孔中提取的水中不含泥漿。

5.4" "安裝井管

在混凝土井管預(yù)制完成后，逐個測量并記錄井孔深度，逐個測量和記錄用于井孔底部的過濾器及其過濾孔隙是否滿足設(shè)計要求。根據(jù)地層富水情況，分別下入纏繞絲網(wǎng)的過濾管和井管。為了確保過濾管在管孔中心，在過濾管兩端設(shè)置直徑小于5cm的扶正器，用于扶正過濾管。

5.5" "填充濾料

用3～8mm的碎石填充井管和井壁之間的環(huán)形間隙，填充碎石的厚度必須大于120mm。填充碎石時要在井管和井壁周圍充滿，以防止碎石架空。在填充礫石時測量礫石填充的高度，直到礫石材料落到預(yù)定位置。

5.6" "洗井

洗井采用壓縮空氣清洗和活塞清洗的聯(lián)合清洗方法。先采用壓縮空氣清洗，再采用活塞清洗。每個井管的清洗，壓縮空氣清洗不應(yīng)少于2個位置，活塞清洗不應(yīng)少于2次，每次活塞抽水不應(yīng)少于2小時。通過上述清洗，確保井管光滑、清洗用水變得清澈，水中沉淀物的體積比小于十萬分之一。完成上述步驟后，回灌井進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，回灌量根據(jù)實(shí)際降水情況確定。

5.7" "安裝潛水泵和排水管路

安裝前，檢查潛水泵電動機(jī)和相關(guān)零部件，確保電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常、安全可靠，電纜、電纜接頭的絕緣性能良好，保護(hù)開關(guān)靈敏可靠;檢查潛水泵泵體，確保其抽水性能良好;檢查所有排水管接頭，確保其密封可靠無泄漏。

每個降水管井的排水管與其他降水管井的排水管連接成排水管路，從降水管井里抽出的水可用作建筑用水，剩余的水可用于回灌井，或排入市政排水系統(tǒng)。排水管路上安裝水表、閘門、單向閥，便于控制和管理。

6" "降水和監(jiān)測要求

清洗井孔、潛水泵和排水管路安裝完畢之后，即可進(jìn)行試抽水。每個降水管井在試抽水成功后，代表該管井完成施工，可以正式投入使用。

在降水開始之前，應(yīng)先測量自然水位。抽水開始后，應(yīng)每天測量3次水位，直到地下水降至基坑地基以下0.6m的預(yù)期深度。當(dāng)水位下降到預(yù)期深度并趨于穩(wěn)定后，可每天測量1次水位，水位控制的精度為±1cm。

指定專人負(fù)責(zé)降水監(jiān)測，及時監(jiān)測降水?dāng)?shù)據(jù)，繪制水位降深值-時間曲線，分析和預(yù)測達(dá)到預(yù)期降水深度所需的時間，根據(jù)水位監(jiān)測記錄和所繪曲線，分析降水過程中出現(xiàn)異常情況的原因，及時采取措施，確保降水正常進(jìn)行。

7" "結(jié)語

綜上所述，在犀浦站的深基坑中設(shè)立降水管井系統(tǒng)后，可及時抽取地下水，監(jiān)測地下水位狀況、掌握降水參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了地下水位的施工全過程控制，可根據(jù)降水參數(shù)指導(dǎo)工程施工。深基坑降水系統(tǒng)的設(shè)置，為確保地鐵車站深基坑開挖期間成功控制地下水位、順利進(jìn)行土方開挖和主體建筑工程施工發(fā)揮了重要作用，取得了良好效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭立志，范東振，謝申舉.泉域地區(qū)地鐵車站超深基坑管井降水設(shè)計及施工[J].建筑技術(shù)，2018（11）：1143-1145.