研究地鐵工程中的降水技術(shù)

章安忠

摘 要：一般情況下，地鐵工程施工位置多位于淺埋的地下，因此降排水施工的質(zhì)量對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量有直接的影響，對(duì)水資源的利用率也有較大的影響。在地鐵施工的過(guò)程中，為了保證降水效果，需要對(duì)城市的排水系統(tǒng)以及工程周邊環(huán)境等情況進(jìn)行調(diào)查，選擇合理的施工技術(shù)進(jìn)行施工，本文重點(diǎn)對(duì)地鐵工程中的降水技術(shù)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：地鐵工程；降水技術(shù)；研究

在現(xiàn)代化城市的建設(shè)過(guò)程中，軌道交通已經(jīng)是一個(gè)城市現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。但是由于大多數(shù)的地鐵工程位于地下水位以下，具有施工時(shí)間長(zhǎng)、施工線路長(zhǎng)、施工點(diǎn)多等方面的特點(diǎn)，在施工的過(guò)程中如果對(duì)地下降水進(jìn)行處理、如何遏制地下降水引起的地面沉降成為了施工中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，由于城市地下水結(jié)構(gòu)復(fù)雜，降水的效果對(duì)開挖支護(hù)的安全以及工程周圍的建筑物、道路安全、地下管線安全都會(huì)造成比較大的影響，因此對(duì)地鐵工程中降水技術(shù)進(jìn)行研究是非常有必要的。

1 工程簡(jiǎn)介

某地鐵車站長(zhǎng)度200米，標(biāo)準(zhǔn)段寬19，7米，基坑開挖深度18米，屬于地下兩層島式站臺(tái)，車站為東西走向，屬于地下兩層島式站臺(tái)，共設(shè)五個(gè)出入口及兩組風(fēng)亭，主體結(jié)構(gòu)及附屬結(jié)構(gòu)均采用明挖法施工，局部采用半蓋挖法施工。

2 地質(zhì)情況的介紹

在施工場(chǎng)地47m左右深度范圍中的內(nèi)地層分布從上到下分別為人工堆積層、第四系沖洪積層、粉質(zhì)粘土層、粉質(zhì)粘土層、卵石層、粉質(zhì)粘土層、卵石層、粉質(zhì)粘土層、卵石層。一共在勘察的范圍中揭露了上層滯水、層間潛水、潛水、承壓水四層地下水，其中承壓水所處地層滲透系數(shù)大，屬于強(qiáng)透水層，水頭高度在一米左右，潛水層、上層滯水和層間潛水位于透水性良好的的地層。

3 確定合理的施工參數(shù)和施工方案

3.1 設(shè)計(jì)降水參數(shù)

在設(shè)計(jì)管井井徑時(shí)，設(shè)計(jì)的管徑直徑為400mm，管井的深度為37m以此來(lái)滿足滲水的基本要求，鄰近的水井之間的間隔距離在六米以內(nèi)，槽內(nèi)疏干井之間的距離為11～15m之間，都使用引滲管井和抽水管井的方法對(duì)降水井進(jìn)行布置。根據(jù)單井的出水量和基坑的涌水量確定具體的降水井?dāng)?shù)量。管井的模型圖如圖1所示。

圖1 管井的模型圖

3.2 確定具體的降水方案

在此車站施工的過(guò)程中，潛水、上層滯水、層間潛水都會(huì)對(duì)土建施工造成較大的影響，是控制地下水的主要方向。承壓水的含水層在結(jié)構(gòu)底板3～13m以下，不會(huì)影響土建工程的施工，在這個(gè)含水地層中，卵石是主要的組成部分，滲透系數(shù)很大，屬于強(qiáng)透水層，而且由于該市區(qū)地下水開采量過(guò)大，在周圍城市建筑物基坑施工降水的影響下，水頭的高度在一米左右，可以將此層作為管井的滲水層進(jìn)行使用。經(jīng)分析，此站使用引水滲管井和抽水管井相互結(jié)合，并將滲水管井作為主要降水管井的方法進(jìn)行降水施工。抽水管井主要是在水位超出車站基地標(biāo)高時(shí)才將其啟動(dòng)，從而避免出現(xiàn)承壓水位上升對(duì)基地突涌造成破壞以及混合水位超出車站基地標(biāo)高的情況出現(xiàn)。

4 降水工程的施工

4.1 施工步驟和方法

4.1.1 泥漿池的施工

為了對(duì)鉆進(jìn)過(guò)程中的鉆孔出渣進(jìn)行保存，保證水流循環(huán)的正常性，要在不對(duì)現(xiàn)狀路面造成破壞的基礎(chǔ)上，進(jìn)行圍擋內(nèi)泥漿池的臨時(shí)施工，分別在路面修建體積為單井1.5倍的泥漿池，使用塑料布鋪在泥漿池的底部來(lái)防止?jié)B水情況出現(xiàn)，使用結(jié)束后，利用渣土車把泥漿拉走，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的原貌進(jìn)行恢復(fù)，盡可能在土方開挖的范圍中設(shè)置結(jié)構(gòu)施工圍擋內(nèi)的泥漿池，經(jīng)過(guò)干燥沉淀后，隨土方開挖拉走，為了保證施工場(chǎng)地的干凈，使用完成后，對(duì)路面泥漿池進(jìn)行清理。

4.1.2 深挖孔

在進(jìn)行挖孔施工的過(guò)程中，挖掘孔的深度為4m，以挖到原狀土為準(zhǔn)?？紤]到上部分回填土的顆粒直徑比較大，需要使用人工挖孔的方法對(duì)孔壁進(jìn)行保護(hù)。為了保證鉆進(jìn)施工的正常開展，避免鉆孔中的漿液出現(xiàn)流失的情況，要杜絕出現(xiàn)循環(huán)水流沖塌孔口回填土的情況出現(xiàn)，要盡可能的避開各類障礙物，局部調(diào)整降水井的位置，通常情況下，在距離支護(hù)邊坡結(jié)構(gòu)外皮三米以上的距離設(shè)置降水井中心線，基坑周圍鄰近的管井距離要在六米以下，槽內(nèi)引滲井井位的最遠(yuǎn)距離要在15米以內(nèi)，且不可以減少降水井的數(shù)量。

4.1.3 鉆孔施工

一般情況下，使用泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)的工藝進(jìn)行鉆孔施工，在鉆機(jī)就位時(shí)，要對(duì)鉆塔的垂直度和鉆機(jī)的平整度進(jìn)行調(diào)整，為了保證安放鉆機(jī)的穩(wěn)定性，要使用臺(tái)木墊實(shí)后用機(jī)臺(tái)。在進(jìn)行鉆孔施工的過(guò)程中，為了防止塌孔的情況出現(xiàn)，要保證孔口和孔中泥漿液面的高度相平，在地質(zhì)條件符合要求的情況下，盡可能使用地層自造泥漿進(jìn)行成孔，在鉆孔的過(guò)程中，在從泥漿流失嚴(yán)重或者有流砂層的地層時(shí)，要使用人工造漿護(hù)壁鉆進(jìn)的方法進(jìn)行施工，鉆孔深度要鉆到設(shè)計(jì)深度的0.5m以下，然后使用清水替換泥漿進(jìn)行施工，當(dāng)泥漿粘稠度為21s時(shí)停止施工。

4.1.4 填濾料、下管施工

在進(jìn)行下管施工前，要先對(duì)井管的完整性進(jìn)行檢查，為了避免地層中的泥沙層流失，出現(xiàn)地面下沉的情況，要查看是否按照設(shè)計(jì)的要求使用尼龍紗網(wǎng)進(jìn)行包纏，是否使用塑料布對(duì)無(wú)砂水泥管接口進(jìn)行包纏。要保證井孔處于中間的位置，沒(méi)有外斜的情況出現(xiàn)，在進(jìn)行填料時(shí)，要從井的四周填入，為了防止孔內(nèi)出現(xiàn)架橋的情況，要保證填入的均勻性，填入速度不宜過(guò)快，濾料要具有良好的磨圓度，濾料的含泥量要在3%以上，在洗井后，如果有濾料下沉的情況出現(xiàn)，要對(duì)濾料及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充，具體的填料量要在理論計(jì)算重量的95%以上。

4.2 選擇合理的施工工藝

4.2.1 施工工藝的確定

通常情況下，旋挖掘、泵吸反循環(huán)法、沖擊鉆進(jìn)的方法是比較常用的管井施工方法，其中使用最多的方法是泵吸反循環(huán)法。這三種施工方法的工藝流程是一樣的，但是成井工藝是不同的，為了保證施工的質(zhì)量，最好使用泵吸反循環(huán)的方法進(jìn)行施工。在泵作業(yè)的過(guò)程中，就會(huì)有負(fù)壓在泵的進(jìn)水口產(chǎn)生，井口的液體在受到大氣壓的影響時(shí)，會(huì)利用膠管和水龍頭講泥漿排到泥漿池中。沉淀后的漿體，會(huì)自動(dòng)流向井底進(jìn)行循環(huán)。在使用泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)施工的過(guò)程中，漿液主要是通過(guò)真空來(lái)對(duì)循環(huán)進(jìn)行維持的，宜在粉土、粘土、砂石層等顆粒直徑在70mm以下的卵石層進(jìn)行鉆進(jìn)施工。為了避免施工的過(guò)程中，出現(xiàn)地表局部塌孔的情況，要根據(jù)土質(zhì)情況，埋設(shè)長(zhǎng)度不同的護(hù)筒，使用泥漿進(jìn)行護(hù)壁。在鉆進(jìn)的過(guò)程中，要注意泥漿的處理。由于本工程的地質(zhì)屬于砂卵層、砂層、粘土層相互交互的地層，砂卵石層也比較淺，因此適合使用抽滲相結(jié)合的方法進(jìn)行基坑降水施工。

4.2.2 施工工藝的優(yōu)點(diǎn)

（1）可以減少施工資金的投入。通常情況下，降水方法抽水量大，要在基坑的周圍布置排水設(shè)置，投入較大，而使用抽滲相結(jié)合的方法可以有效的降低投資。（2）可以防止長(zhǎng)期抽水將地層中的顆粒直徑帶出，導(dǎo)致基坑四周地表有沉降的情況出現(xiàn)。（3）不需要對(duì)抽水進(jìn)行人工控制，可以有效的保證基坑邊坡的穩(wěn)定性。（4）抽水量小，抽水時(shí)間段，有效的避免了地下水資源的浪費(fèi)。

4.2.3 施工過(guò)程中需要注意的地方

（1）為了提高施工質(zhì)量，要使用泵吸反循環(huán)的方法進(jìn)行降水井的施工。（2）要通過(guò)查看滲水層，來(lái)決定是否選擇抽滲結(jié)合的方法進(jìn)行降水施工。（3）為了保證滲水效果，要注意將井壁四周的泥皮清洗干凈。（4）對(duì)水位進(jìn)行定期的檢測(cè)，及時(shí)對(duì)地下水的水位情況進(jìn)行了解，必要時(shí)采取補(bǔ)救措施。（5）施工結(jié)束后，要對(duì)施工場(chǎng)地的設(shè)施進(jìn)行回填和拆除，避免以后地面污水流入地下引發(fā)安全事故。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，管井降水施工作為地鐵施工中一項(xiàng)主要的施工內(nèi)容，要給予足夠的重視。在施工的過(guò)程中，要根據(jù)不同的地質(zhì)情況，對(duì)降水施工的方法進(jìn)行優(yōu)化，要盡可能的節(jié)省資源、保護(hù)環(huán)境、降低投資，要不斷的進(jìn)行分析和摸索。在本工程中，以抽滲結(jié)合的方法進(jìn)行施工，取得了不錯(cuò)的施工效果，節(jié)省了資源、保護(hù)了環(huán)境，值得在類似的工程中被推廣運(yùn)用。

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