关于地铁车站深基坑降水施工探讨
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关于地铁车站深基坑降水施工探讨
摘要：本文主要介绍了地铁车站深基坑降水施工的技术要点及降水运行时应注意的事项。
关键词：地铁车站深基坑降水施工工艺
中图分类号：u231+.3 文献标识码：a 文章编号：
一、前言
近年来随着经济和城市建设的迅速发展，我国地下工程施工技术有了飞速发展。由于深基坑工程具有技术难度高、不可预见的因素多等特点，其安全可靠性不仅影响基坑工程本身，而且会影响周边环境。深基坑降水则是深基坑土方工程施工中的一项重要技术措施，能起到挥发土壤中的水分，促使土体固结，从而提高土体的强度，改善施工条件，缩短工程工期。以下就地铁车站深基坑降水施工技术问题展开探讨。
二、降水方案
在基坑内布设真空管井，滤水管间隔分布，降水时将井管封闭起来抽真空，再用潜水泵将井水抽出，达到土层疏干的目的。在基坑外侧布设深井，其技术参数按承压非完整井理论设计，滤水管设置在承压含水层内，利用深井进行重力集水，在井内用长轴深井泵或潜水泵排水以降低承压水头。
三、井点施工工艺
（一）施工工艺流程
施工工艺流程为：施工准备→测放井位→埋设护口管→安装钻机→钻进成孔→一次清孔换浆→下井管→二次清孔→动水填料→黏土封孔→洗井→安泵试抽→降水运行。
（二）施工技术要点
1、测放井位。当布设的井点受地面障碍物或施工条件的影响时，现场可作适当调整，但调整范围一般不大于2m。
2、埋设护口管。护口管底部应插入原状土层中，上部应高出地面0.20m～0.30m。管外应用黏性土和草辫子填实封严，防止施工时管外返浆。
3、安装钻机。成孔施工设备选用gps-15 型工程钻机及其配套设备。机台应安装稳固、水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘与孔的中心三点成一垂线。
4、钻进成孔。钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳，轻压慢转，钻进过程中要确保钻机水平，以保证钻孔的垂直度。成孔施工采用孔内自然造浆，钻进过程中应严格泥浆密度，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌。钻探施工达到设计深度时，宜多钻0.3m～0.5m，并做好钻探施工描述记录。基坑外深井施工过程中，当实际进入承压含水层顶板的深度与设计进入深度不一致时，应及时通知有关设计人员，调整成孔的深度，以保证滤水管的安放位置始终在承压含水层中。
5、清孔换浆。为保证基坑外深井在进入承压含水层部位不形成过厚的泥皮，当钻孔钻至承压含水层顶板位置时即开始加清水调浆，将孔内的泥浆密度逐步调至1.10 左右。第一次清孔换浆是成井质量得以保证的关键，它将直接影响成井质量，因此施工时清孔换浆工作没有达到规定的要求绝不允许进入下一道工序的施工。钻进至设计标高后，将钻杆提至离孔底0.50m 处，进行冲孔，清除孔内杂物，直至孔底沉淤小于30cm，返出的泥浆内不含泥块为止。
6、下井管。井壁管采用焊接钢管，井管焊接要牢固、垂直、不透水。滤水管采用桥式滤水管，滤水管外包两层30目～40目的尼龙网。井管进场后，应检查过滤器的滤孔是否符合设计要求。沉淀管焊接在滤水管底部，直径与滤水管相同，长度一般为1.00m，沉淀管底口用铁板封死。孔深符合设计要求后，开始下井管，下井管时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，以保证滤水管居中。下到设计深度后，在井口位置居中后固定，井口应高于地面以上0.50m，以防止地表污水渗入井内。下井管过程应连续进行，不得中途停止，如因机械故障等原因造成孔内坍塌或沉淀过厚，应将井管重新拔出，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处，井口加闷头密封后，从钻杆内泵送泥浆至井管内，边冲孔边逐步稀释泥浆，使孔内的泥浆通过滤水管沿井管与孔壁的环状间隙返浆，并逐步调浆使孔内的泥浆密度稀释到1.06～1.08。填入砾料，并随填随测填砾料的高度。填砾料前应用测绳测量井管内外的深度，两者的差值不应超过沉淀管的长度。滤料颗粒直径选用实际含水层地层颗粒d50mm～d60mm 的8～10倍。施工中一定要确保动水填料且填砾料工序连续进行，不得中途终止，直至砾料下入预定位置为止。最终投入滤料量不应少于计算量的95%。
8、黏土封孔。对于基坑内真空管井，滤料填至地面以下3.5m 后改用黏土球及优质黏性土回填封孔，黏土球围填长度不宜少于2m，黏土球围填面上以优质黏性土围填至地表并夯实，并做好井口管外的封闭工作。对于基坑外深井，滤料填至承压含水层顶板以上3m～5m 时改用黏土球及优质黏性土回填封孔，黏土球围填长度也不宜少于2m。为防止围填时产生“架桥”现象，围填前需将黏土捣碎（粒径宜小于3cm）后填入。围填时以“少放慢下”为原则，严格控制下入速度及数量。
9、洗井。采用“联合洗井”法洗井，其工序如下:
第一，围填工作结束后，先利用空压机进行“空气吸泥”，将井内沉淀物清洗干净。当井管内泥砂多时，可采用“憋气沸腾”的办法，即采取反复关闭、开启出水管上的气水土混合物的阀门，使井中水沸腾来破碎滤料中的泥皮和泥块，直至井管内排出的水由浑变清，达到正常出水量为止。第二，在井内下活塞，用活塞洗井。活塞必须从滤水管下部向上拉，将水拉出孔口，对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动，冲击孔壁泥皮，此时应向井内边注水边拉活塞。拉活塞时以听到活塞拉出后有清脆的爆破声并伴有大量气水混合物喷出方为有效，否则需更换活塞橡皮圈。第三，当活塞拉出的水基本不含泥砂后，再用空压机洗井。洗井应在下完井管、填好滤料后立即进行，一气呵成，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化，难以破碎，影响渗水效果。绝不允许搁置时间过长或完成钻孔后集中洗井。
10、安泵试抽。洗井结束后，在井管内及时下入潜水泵，铺设排水管道、电缆等设备，对于真空管井还应进行连接真空管、安装真空泵等工作，抽水与排水系统安装完毕，即可开始试抽水。在深井井内可直接下入深井潜水泵进行试抽水：真空管井内潜水泵与真空泵交替工作，真空抽水时管路系统内的真空度不宜小于60kpa，以确保真空抽水的效果。电缆与管道系统在设置时应注意避免在抽水过程中不被挖土机、吊车等碾压、碰撞损坏。试运行时，要观测井的出水量和水位下降值，以验证能否满足降水设计的要求。
11、降水运行。基坑内真空管井抽水运行过程中，应加强观测，根据观测结果合理控制集水和排水间隔，即控制真空泵与潜水泵工作时间。为保证开挖时地下水降至开挖面以下，真空管井应尽早投入运行。在基坑外深井降水运行过程中，当承压水头降至设计要求时，可根据开挖进度适当调控井点的开启数量，以控制承压水头的下降幅度，减少因降水而引起的地面沉降。对各停抽的井点做好水位观测工作，以及时掌握承压水头的变化。
12、排水。洗井及降水运行时应用管道将水排至场地四周的明沟内，通过排水沟将水排入场外预设的排水沟渠中。场地四周的排水管道应定时清理，确保排水系统的畅通。
四、降水运行时的注意事项
1、降水的设备(主要是潜水泵)在施工前及时做好调试工作，确保降水设备在降水运行阶段运转正常。
2、工地现场要备足抽水泵，使用的潜水泵要做好日常保养工作，应经常检查泵的工作状态，一旦发现不正常应及时换泵，坏泵应及时修复，无法修复的应及时更换。
3、降水工作应与开挖施工密切配合。
4、降水井在降水运行阶段，电源必需保证，如遇电网停电，应及时启动备用发电机。
5、做好井口的保护工作，严禁将井口碰坏以及杂物掉入井内。经常检查排水管、沟是否畅通。
6、降水排水系统的施工应与挖土施工密切配合，根据现场实际情况不断调整，以免挖土时损坏抽水设备，影响降水效果。
五、结束语
在承压水埋深较浅的地段内进行地下工程施工，选择合理的降水方案是保证工程安全顺利进行的关键。采用合理的降水方案，才能避免因降水问题而造成的事故，确保工程的施工进度，提高工程的整体质量。
参考文献：
[1] 余志成.深基坑支护设计与施工[m].北京：中国建筑工业出版社，1997.
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