1、探析地铁深基坑降排水施工摘要：城市建设必须重视对现有水资源的利用和保护，提高水资源的利用效率，尤其在地铁工程建设中，由于其会产生大量施工降水，必须利用先进的降排水施工技术，做好水资源的保护和利用工作。 关键词：地铁；深基坑；排降水 中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号： 在地铁工程施工中，会产生大量的施工降水，若不进行妥善处理势必会对城市地下水资源的平衡造成严重影响。同时，由于施工降水属于宝贵的水资源，如果对其进行简单的排放，又会极大地浪费水资源，甚至会增加市政排水以及处理污水的成本费用。所以，必须在地铁工程施工的过程中采取有效的降排水措施，以在确保地铁工程质量的前提下，提高水
2、资源的利用效率。 1.工程概况 以郑州市轨道交通 2 号线广播台站深基坑降排水施工为例，对深基坑降排水施工进行了介绍。本站工程所处范围内地下水类型为第四系潜水，主要由大气降雨补给。工程详勘所揭露的地下水水位埋藏变化较小，初见水位埋深为 3755m(本次勘察野外作业期间为弱降水期)，标高为 82998455m;稳定水位埋深为 4358m，标高为82578395m。车站主体为地下二层双跨闭合箱形框架结构，采用明挖顺筑法施工。 2.地铁工程降排水施工原则 要想提高地铁工程降排水施工质量，提高降排水工程的经济效益和社会效益，必须遵循以下原则：其一，对地铁的施工方案进行认真审核，避免存在抽升地下水的情况
3、，从而在根源上遏制地下水的流失；其二，若地铁工程的区段降水与城市水系或雨水系统距离较近，则可以通过利用已有的排水系统对施工降水进行就近排放，既能够降低新修排水工程的成本费用支出，又能够提高已有排水系统的利用效率；其三，对于具备回灌条件的施工地段而言，可采取地下水回灌措施，以达到降低外排水量的目的；其四，对于不具备回灌条件的施工地段，应当选取最短的施工距离建设排水管渠，将其纳入到城市排水系统中；其五，地铁工程新建的降排水管渠要与区域排水改造、站点排水迁移、排水长期规划、城市排水规划相结合，避免城市排水系统的重复性投资和建设，力求提高降排水系统的使用效益；其六，合理利用地铁工程现有的雨水灌渠，如地
4、铁各号线可利用已修建完成的降排水管道，降低降排水施工的成本支出。 3.施工中出现的问题及解决措施 3.1 降水施工中出现的问题 3.1.1 降水施工 本站基坑于 7 月 17 日开始降水作业;8 月 27 日，开挖至地面下 11m时，见明水，立即停止开挖，外侧地下水位下降约 2m，由于施工止水帷幕过程中南端西侧墙处出现施工冷缝，该处基坑侧壁存在渗漏水情况，同时降水井存在出水量偏小、水跃值偏大等问题;9 月 20 日，决定在基坑南端试挖 10m 长，以判断基坑涌水涌砂及强降水安全开挖的可能性。9月 26 日，南端基坑内开挖至地表下 13m 位置时出现涌水、涌砂现象，立即停挖，并对突涌点反压回填。
5、随后，组织了当地水文专家为主的专家咨询会，鉴于砂层含粘粒较多，制定了改变管井降水的井壁材料为绕丝管措施。10 月 16 日，针对水位仍未有效下降，但因基坑全面降水，南侧外侧地下水位仍相对下降 2m，而北端外侧水位已下降约 52m。施工现场采取继续增加了降水井的密度，至此基坑内降水井总量达 80 口(其中无砂管降水井 63 口，绕丝管降水井 17 口);同时在基坑盾构井处局部14m16m 采用真空井点降水，与管井降水相结合，并进行试验性抽水，水位变化不明显，遂考虑加大真空井点降水的规模，增加真空井点降水的区域达到 25m18m(井点数量达到 86 个)，水头缓慢下降。 3.1.2 施工监测 南端
6、基坑基本开挖至基坑底部，基坑周边水位呈北端水位下降(905m)明显大于南端水位下降(385m);地表沉降累计最大为924mm，位于基坑南端西侧;建筑物沉降最大为 601mm，位于基坑南端头的建筑物上;桩体变形累计最大为 1531mm，位于基坑南端盾构井的西侧;支撑轴力最大为 75305kN，位于基坑南端盾构井西侧的斜撑;桩顶水平位移最大为 7mm，沉降最大为 7mm，位于南端盾构井段。从监测结果上看:桩体变形和地下水位变化相对较大，桩体变形为警戒值的 60%，其它监测项目为警戒值的 20%50%。 3.2 原因及措施分析 根据降水过程中现象分析，判定基坑有较大水源补给，具体原因可能有以下几个方
7、面。 3.2.1 基坑降水困难的原因分析 3.2.1.1 降水井渗透性差。具体原因包括降水井井壁材料选择不当、滤料的材料选择不当、洗井不规范等;同时也存在降水井运行过程中，地层中的细颗粒被水流带到井壁附近，导致降水井渗透困难、水跃值大;因此对于粘粒含量较多的砂层，建议井管降水优先选用绕丝管降水井。 3.2.1.2 三轴搅拌桩止水帷幕施工质量较差，未能达到密闭效果。具体原因包括由于施工机械故障、管线等影响形成的施工冷缝，在采用高喷桩封闭止水帷幕过程中封闭不彻底;三轴搅拌桩水泥参量偏小，不能达到止水要求的渗透系数、强度等的要求。同时由于砂层较厚，围护桩塌孔较为严重，一定程度上影响了后期止水帷幕的施
8、工质量，建议今后应提高围护桩的施工质量。 3.2.1.3 止水帷幕出现较大变形，导致失效。主要是基坑开挖后，由于基坑变形，止水帷幕随之变形，可能出现裂缝，从而导致止水帷幕失效。尤其是当施工冷缝未能有效处理时，在基坑开挖过程中，侧壁的渗漏水也会带走土体中的细颗粒，导致该处的围护结构变形增大，从而导致较长范围内的止水帷幕出现裂缝。基坑南端西侧墙处的堵漏过程就说明了这一点。 3.2.1.4 本站地质复杂，相对隔水层起伏大，可能存在相对隔水层在基坑中部某处局部缺失或薄弱，地下水从基坑底部补给。 3.2.1.5 因地质勘探孔深度均在 35m 左右，若地质勘探钻孔在封孔时不密实，可能造成相对隔水层下方的水
9、通过勘探孔流入基坑内。 3.2.1.6 不透水层内局部钙质结核较多，导致渗透系数过大，可能达不到相对隔水层的渗透系数要求。 3.2.2 可采取的措施分析 鉴于造成基坑降水困难的地质等因素较为复杂，采用单一的措施无法处理，因此本着确保安全、降低费用的原则，采取如下几种措施。 3.2.2.1 在基坑外侧施工减压降水井。鉴于本站基坑距离周边建筑物相对较远，可在坑外布置降水减压井，同时在降水困难地段，可采用轻型井点配合管井的降水，以确保尽快将地下水位降至预定目标，同时减小降水时间，从而避免长期降水造成产生较大的降水漏斗，对周边环境产生较大影响。 3.2.2.2 局部施作导流明沟。当基坑底局部存在难以疏
10、干的问题时，选取适当位置做明沟导流，待基坑底疏干至满足施工要求时，尽快施工垫层及底板结构。 3.2.2.3 局部加深处采用真空井点降水配合管井降水。针对本基坑端头盾构井下沉处和集水坑等下沉处，采用真空井点降水和管井降水的混合降水方法，快速将地下水位降到设计要求，并尽快封底，减少基坑暴露时间和基坑的抽水量。 3.2.2.4 加强对止水帷幕施工冷缝的处理。因本站砂层较厚、局部地段标贯值较大，对于施工中出现的断桩冷缝，应确保二次下沉深度至少达到断桩冷缝处以下 1 m 以上，同时在冷缝以下部位，应加大喷浆数量和喷浆时间进行补强。对于因咬合冷缝导致止水帷幕不能封闭的地段，应在止水帷幕外侧施工高压旋喷桩，
11、旋喷桩的深度应与搅拌桩深度一致，同时厚度应大于搅拌桩的咬合厚度。 3.2.2.5 加强对侧壁渗漏水处的处理。本站基坑范围内砂层较厚，当基坑开挖过程中，基坑侧壁出现渗漏水时，需及时封堵。若封堵不及时，渗漏水会带走砂层中的细颗粒，使得基坑变形增大，从而引起较大范围内的止水帷幕产生较大的变形或裂缝，使得封堵难度增加。首先可选择采用压浆的措施进行封堵处理，同时可采用基坑内壁挂钢筋网、喷速凝抗渗水泥;当采用压浆方法不能有效解决时，应进行及时回填，同时在基坑外侧采用高压旋喷桩进行低压补强，补强过程中应加强对围护桩的变形的监测，待高喷桩达到强度后，再进行该段的开挖。 4.结束语 由于地铁排降水施工现场场地小，地下构建物结构复杂，因此要不断加强对深基坑降排水施工工艺的探索，保证地铁工程拥有良好的降水效果，为地铁工程的安全运行打下良好基础。 参考文献： 1阳玲.地铁车站降排水施工技术J.市政技术，2005（2）. 2关晶晶，董旭.浅论沈阳市地铁工程施工降水回用的意义J.城市建设理论研究（电子版） ，2012（8）.
