基于地鐵真空管井復合降水技術的研究

韓朝興

【摘要】真空管井降水對整個地鐵的工程質量的影響是很大的。近幾年來看，真空井降水技術在鐵路工程建設上得到了廣泛的應用。本文通過分析武漢地鐵工程進行實例的分析，研究真空管井復合降水技術工作原理，解決地鐵施工中存在的降水難題。[1]總結以往的實踐經(jīng)驗，提出有效的管井降水方法以及保護降水工程的環(huán)境的策略 ，防止地下水對鐵路工程的影響。

【關鍵詞】地鐵建設；真空管井；降水技術

【 abstract 】 the vacuum to the whole of the precipitation casing well subway engineering quality of influence is very big. In recent years to see, vacuum well technology in railway construction precipitation on a wide range of applications. Through analysis of wuhan subway engineering example analysis, research vacuum composite precipitation technology work principle, propose, solve the existing in the subway construction of precipitation problems. [1] the summary of experience, put forward effective method and protection of the casing well rainfall precipitation of the strategy of engineering environment, prevent the influence of ground water on railway engineering.

【 key words 】 the subway construction; Vacuum casing well; Precipitation technology

中圖分類號：U231+.4 文獻標識碼：A文章編號：

1.前言

在地鐵工程建設中，怎樣才能解決好地下水成為了鐵路建設中的一個大難題。本文結合了武漢的地質情況，把真空技術和管井降水技術進行有效的結合，最終形成真空管井復合降水技術，對地鐵施工中存在的弱透水層、含水界面殘留水、上層滯水等問題，提出有效的處理方法。我們研究真空管井降水技術的應用原理，防止地下水對鐵路工程產(chǎn)生不良的影響，保障地鐵工程施工的安全。[2]真空管井復合降水技術可以依據(jù)地質情況，在任何一個管井添加負壓力，這樣就能達到降水的作用，也可以防治地下水污染，還可以節(jié)約用水，具有很好的環(huán)保作用。本研究將提出有效的真空管井降水方法，希望對日后地下工程建設研究起到一定的借鑒作用。

2.實驗工程概況

我們對武漢地鐵一號線的各個標段的水地質條件、施工環(huán)境等進行了深入的研究后，決定選擇在古田一路折返線的地段進行實驗性的研究。實驗地段總長為六十米，沿路周圍有多的建筑物，交通密集，地下有很多的管線。它的地質狀況比較復雜，地下的水層也有很多。

3.實驗地段的地質狀況與水文狀況

本實驗工程選擇的地段是位于沖洪積扇上，它屬于第四系沖洪積層。它的地層很厚，地下水位比較淺，地下的水層也很多，是降水工程最多的地方。我們通過勘測了解到該地段有四個地下水層，它的水層主要包括中粗砂層、粉土層、細中砂層等，它的水系很復雜，地下水量很豐富。而它的地層主要為砂層與勃土的交互地層，粉土與貓土交互地層。這個地段的地層含水量大，使得土體很容易就會被液化，這樣嚴重影響地鐵工程的建設安全。

4.檢測真空管井降水法的可行性。

檢測真空管井降水實驗的可行性。為了確保此次降水實驗能夠順利的進行，我們對真空管井降水法在這個地段的可行性進行了檢測。我們在所選擇的地段設置一個管井進行檢測。依據(jù)公式計算出真空管井降水影響半徑要在8米以上，設置的一個管井在隧道側距中線5米處，真空管井的深度與隧道開挖底相距5米。[3]當真空管井進行抽水的時候，我們要觀察真空管井抽出的水量和時間，測量真空管井降水影響半徑和地下水層下降的速度。在相同的真空泵功率,抽水壓力在0.8至1.2MPa之間，真空管井井深為12米的條件下，檢測真空管井的數(shù)據(jù)：當抽水3小時后，抽出的水量為43.26m3。當抽水6小時后，抽出的水量為75.34m3。當停止抽水后，我們觀察水位補水情況，得出這個地段的土層的滲透性較弱。依據(jù)公式計算出真空管井降水影響半徑在8米以上，經(jīng)過檢測，在這個地段進行真空管井降水是可行的。

5.真空管井降水技術的施工步驟及降水流程

真空管井降水技術的施工原理，主要是利用管井、地層及填料之間所形成的真空高度，引起管井和含水層產(chǎn)生巨大的壓力差，就可以抽取地下水層的水，起到了降水的作用。真空管井復合降水技術內容主要包括抽水管路、潛水泵、井口密封等。真空管井復合降水技術的施工步驟如下：（1）真空管井成孔，我們可以使用旋轉的鉆機進行鉆孔，密封成孔的直徑為600厘米，孔深為15米。（2）)清理管孔。管孔成型后，要清理管孔內的泥漿，使管孔保持在一個干凈的狀態(tài)。（3）)安放濾布。為了防止一些泥沙進入孔內，以保障真空管井的出水量，我們要在管井的外壁安防兩層濾布，這樣可以起到過濾泥沙的作用。（4）安設實壁混凝土管。在地下水和地面之間安設實壁混凝土管，以保障管井內的真空高度。（5）鞏固混凝土管。使用不透氣的密封材料來密封實壁混凝土管之間的縫隙，再有鐵絲等金屬物來鞏固實壁混凝土管。（6）采用泥砂漿和鐵蓋對管井口進行密封，鐵蓋上會有抽水和抽氣的管口。（7）在管井的周圍填充濾料，防止管口漏氣。（8）開始連接抽水、抽氣和真空泵。（9）檢查真空的高度是否足夠。（10）對地下水層進行抽水和抽氣。真空管井降水流程：鉆孔的施工準備—鉆井—洗井—下無砂濾水管—下實壁混凝土管—回填濾料—回填粘土—管口邊夯實—密封管口—安裝真空管—試抽水—進行降水。

6.實驗中操作要點

在進行真空管井降水技術的時候，其中的操作要點也是很重要的。我們只有準確把握其中的操作要點，才能確保真空管井降水工程能夠有效的進行。（1）管井成孔直徑應為600厘米。（2）真空管井降水中的真空高度要控制在0.01MPa至0.06MPa之間。（3）真空管井的影響半徑要在6米以上。（4）過濾層的總長度不能少于管井深度的百分之二十五，但是也不能超過管井深度的百分之五十。（5），每個真空管井應安設一臺真空泵，運用真空泵進行抽氣時，速度應該保持在每秒3 m3。抽氣時的壓力要保持0.8至1.2MPa。再依據(jù)管井出水量，就可以進行抽水了。（6）為了防止降水對一些建筑造成影響，我們要實行緩慢的降水方法，降低地層下降的速度，減少降水對建筑物的影響。（7）真空管井降水的時間安排很重要，要在隧道開始前五天就要進行降水，以確保地鐵建設工程的順利進行。

7.真空管井復合降水技術的優(yōu)點

真空管井降水法與原來的管井降水法相比具有以下優(yōu)點：（1） 真空管井最大的優(yōu)點就是，可以節(jié)約降水成本，而且也很環(huán)保。（2）真空管井降水法可以進行分段密封，形成分段降水。分層降水可以避免地下水污染。（3）真空管井降水法可以依據(jù)不同的水文地質狀況及地鐵工程的需要，可以在任何的地方添加負壓力，就可以吸取地下水層的水。（4）保留了原始管井降水技術的優(yōu)點。

8.真空管井降水實驗的結果

我們采用真空管井復合降水技術在武漢地鐵一號線中古田一路折返線的地段進行實驗性的研究，整個研究效果很好。我們發(fā)現(xiàn)只要在地鐵開挖前進行有效的降水，就可以保證地鐵工程能在無水的狀態(tài)下進行建設。[4]真空管井復合降水技術對地鐵工程降水起到了很大的作用，它不僅改善了原本復雜多變的水文地質條件，促進工程建設的速度，而且它還具有很好的節(jié)能環(huán)保作用，它可以減少百分之五十以上的降水成本,節(jié)省百分之三十八以上的電能，縮短了百分之五十的降水時間?？梢哉f是一種快速有效又環(huán)保的理想降水方法。

9.結語

本文針對武漢地鐵一號線中古田一路折返線的地段的水文地質特點，采取真空管井復合降水的方法進行降水，達到了快速的降水作用。武漢地區(qū)的水文地質狀況多為粉土和砂土交互性質的地層，這樣的水文地質條件，采用真空管井降水法是最好的。[5]真空管井復合降水法，可以快速有效的處理好弱透水層中的飽和水和界面殘留水，還可以解決上水層的滯水，確保隧道工程能在無水的狀態(tài)下進行施工，大大的減少了施工的時間，降低了施工的成本，提高了施工的安全度。希望通過這次的實驗研究，使得真空管井復合降水的技術在建設工程中能得到推廣，真空管井降水技術能被越來越多的施工人員廣泛用于建設中，以促進我國的建設技術的發(fā)展，提高我國的建設水平。

【參考文獻】

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