1、1概述地铁车站明挖基坑降水施工工艺摘要：本文结合某地铁站的水文地质情况，简要阐述了地铁站进行降水的原因，并由此提出了降水方案及降水施工所需注意的技术要点，以期能为所需者提供借鉴。 关键词：地铁车站；地基降水；施工工艺 中图分类号：U231+.4 文献标识码：A 文章编号： 一、工程概况 某地铁站为浅埋式地下侧式站台，侧台宽 4m。车站使用的是框架式结构，两端是两层四跨，高 12.36 m，宽 27.2 m，中间是单层两跨，高7.51m，宽 17.0m。车站的总长度为 201m，使用明挖顺作法施工，基坑开挖深在 11.580m-13.452m 之间。 车站所修范围内为典型的二元结构水文地质概化模
2、型（浅层潜水和深抽真空层承压水） ，上下两层无水力联系。其中，浅层潜水的水位在地表下 0.3 m-0.7m，孔隙含水层是由软弱黏性土层及人工填土层构成，地下水含量超 30%，但透水性差，是相对不透水层，层厚 10.5m-14.9m。深层承压水由砂土层和粉土层构成，孔隙含水层的含水量高，还有较好透水性，是中强透水层，有明显的承压特性。地表下 2.5m 处为承压水头，厚 30m-39.5m。 二、采取降水原因 地下水对土粒有浮力作用，会让土中有效应力降低，动水力还会导2致管涌、流沙。如果上边界是土层承压水，水头压力大于上覆土层重，承压水冲破上覆土，喷涌并带出大量土粒，让地基失稳，整个地层流动悬浮。
3、 站台的基坑围护结构一直插入到基坑底板下 9m，虽然不会出现管涌流沙，但因下部的承压含水层过厚，围护结构还无法切断整个承压含水层，基坑底板下土层只作抽条加固。承压水头在地表下 2.5m，开挖基坑后，基坑底板与承压含水层顶板之间土层薄弱地方有可能 “突涌” ，为保证开挖安全，须降低承压水头。 三、降水方案 基坑内设真空管井，滤水管间隔分布，在进行降水时把井管封闭，用潜水泵抽出井水。基坑外侧设深井，技术参数设计按承压非完整井理论，在承压含水层内设滤水组管，用深井重力集水，井内用潜水泵或长轴深井泵排水。 四、井点施工工艺 1、施工工艺流程 准备施工测放井位护口管埋设钻机安装钻进成孔一次清孔换浆下井管
4、二次清孔动水填料黏土封孔洗井试抽安泵降水运行。 2、施工技术要点 （1）测放井位 如果布设井点受施工条件或地面障碍物影响，可适当现场调整，但范围不超过 2m。 3（2）埋设护口管 护口管底插入原状土层中，上部高出地面 0.20m-0.30m。管外用草辫子和黏性土填实密封，避免施工中的管外返浆。 （3）安装钻机 成孔施工选用的设备为 GPS15 型工程钻机及配套设备。机台安装水平稳固，大钩对准孔中心，转盘、大钩及孔中心三点一线。 （4）钻进成孔 吊紧大钩钢丝绳，轻压慢转，确保钻机水平，保证钻孔垂直度。成孔施工用孔内自然造浆，严格泥浆密度。钻具提升或停工时，孔内须压满泥浆，防止孔壁坍塌。达到设计深
5、度，宜多钻 0.3m-0.5m，并做好钻探记录。基坑外深井施工中，如果实际进入承压含水层顶板深度与设计进入深度不一致，需及时通知有关人员，调整成孔深度，保证滤水管安放位置始终在承压含水层中。 （5）清孔换浆 钻孔钻至承压含水层顶板位置即开始加清水调浆，孔内泥浆密度逐步调至 1.10 左右。第一次清孔换浆是成井质量保证的关键，直接影响成井质量。如果施工时清孔换浆没有达到规定要求，则绝不能进入下一工序。 钻至设计高，钻杆提到离孔底 0.50m 处冲孔，清除孔内杂物，一直到孔底沉淤在 30cm 以下，返出泥浆不含泥为止。 （6）下井管 井壁管用焊接钢管，井管焊接垂直、牢固、不透水。滤水管用桥式4滤水
6、管，外包两层 30 目40 目尼龙网。进场后，检查过滤器滤孔是否合设计。沉淀管焊接在滤水管底，直径与滤水管相同，长 1.00m，沉淀管底口用铁板封死。孔深符合设计后，开始下井管，在滤水管上下两端各设一套直径小于开孔孔径 5cm 的扶正器。下到设计深后，井口位置居中后固定，井口高于地面 0.50m。下井管应连续，不得中途停止，因机械故障等原因造成孔内坍塌或沉淀过厚，则要把井管重新拔出，扫孔、清孔后重新下入，严禁将井管强行插入坍塌孔底。 （7）二次清孔及动水填料 在井管内下入钻杆至孔底 0.30m-0.50m，井口加闷头密封，从钻杆内泵送泥浆到井管，边冲孔边逐步稀释泥浆，使孔内的泥浆通过滤水管沿井
7、管与孔壁的环状间隙返浆，并逐步调浆使孔内泥浆密度稀释到 1.06-1.08。填入砾料，随填随测填砾料高。填砾料前应用测绳测量井管内外深，两者差值不超沉淀管长度。滤料颗粒直径用实际含水层地层颗粒 d50mm-d60mm 8-10 倍。确保动水填料且填砾料工序连续，不得中途终止，直至砾料下入预定位置。最终投入滤料量占总量的 95%。 （8）黏土封孔 滤料填至地面下 3.5m 后改用黏土球及优质黏性土回填封孔，黏土球围填长度不少于 2m，黏土球围填面上以优质黏性土围填至地表并夯实，封闭好井口管外。基坑外深井，滤料填至承压含水层顶板上 3m-5m 后改为黏土球及优质黏性土回填封孔，黏土球围填长度也不宜
8、少于 2m。为防止围填出现“架桥” ，围填前需将黏土捣碎。围填时以“少放慢下”为原则，严控下入数量及速度。 5（9）洗井 “联合洗井”法洗井：1、围填结束后，先用空压机 “空气吸泥” ，清洗干净井内沉淀物。如果井管内泥砂多，可用反复关闭、开启出水管气水土混合物阀门，让井中水沸腾破碎滤料泥皮和泥块，直到井管排出水变清，达到正常出水量；2、井内下活塞，用活塞洗井。活塞须从滤水管下向上拉，把水拉出孔口，如果井出水量较少可将活塞在过滤器部位上下窜动，冲击孔壁泥皮，向井内边注水边拉活塞。直到听到活塞拉出后有清脆爆破声并伴有大量气水混合物喷出，否则需换活塞橡皮圈；3、活塞拉出水基本不含泥砂后，再利用空压机
9、洗井。在下完井管、填好滤料后立即洗井，以免护壁泥皮老化。 （10）安泵试抽 洗井后，潜水泵及时下入井管内，铺设电缆、排水管道，如果是真空管井还要连接、安装真空管，排水和抽水系统安装完后可进行试抽水。深井内可直接下入深井潜水泵试抽水；真空管井真空泵与潜水泵交替，真空抽水时管路系统内真空度需在 60kPa 及其以上。管道系统与电缆在设置时要避免抽水中被吊车、挖土机等碰撞、碾压。 （11）降水运行 基坑内真空管井抽水运行要做好观测，以此来合理控制拍、集水间隔。真空管井需提前投入运行来保证开挖时地下水降到开挖面以下。基坑外深井降水时，如果承压水头降至设计要求，可适当调控井点开启数来控制承压水头下降幅度
10、，减少因降水造成的地面沉降。观测好对各停抽井点水位变化。 6（12）排水 洗井及降水时，将水排到场地四周明沟内，通过排水沟排入场外预设排水沟渠中。场地四周排水管应做好定时清理工作。 五、实施效果 在基坑开挖前 20 天，该地铁站真空管井开始运行。基坑开挖 3m 后深井开始运行，负一层侧墙施工完停降水。整个过程极大的提高了施工效率，结构及土方施工顺利，没有发生任何管涌、突涌、基坑倾斜等事故。 六、结论 地下工程如果在承压水埋深较浅的地段施工，降水方案的合理与否极为重要。此站正是降水方案合理，才保证了施工中无事故因降水而造成。而与之临近的标段由于不合格的降水造成了多次突涌、底鼓等灾害，既影响进度，又带来了经济上的损失。 参考文献： 1 李艳,邹宝平,陈学军,兰玉.富水软弱地层地铁车站深基坑监测分析J.黑龙江科技信息.2011(02). 2 陶春艳.武汉地铁循礼门车站基坑施工稳定性分析J.科技资讯.2011(11).
