地鐵降水常見問題及解決方法

■周榮貴 ■中鐵大橋局集團第七工程有限公司，湖北 武漢 430056

近幾年隨著城市化的日益推進，發(fā)展城市公共交通、緩解交通擁擠，是當(dāng)前各大城市急需解決的問題;地鐵以其運量大、可充分利用地下空間以及戰(zhàn)時可充當(dāng)人防結(jié)構(gòu)等優(yōu)點很快得到人們認(rèn)可，然而一般車站都屬于深基坑工程要解決基坑開挖問題首要就是基坑支護及降水工程，降水工程一般以在基坑內(nèi)外布置適量降水井降低地下水到基坑開挖面以下0.5－1.0米為要求進行設(shè)計。

1 管井降水質(zhì)量通病防治措施

1.1 施工過程產(chǎn)生的問題

降水井施工質(zhì)量的好壞直接影響以后降水效果，施工過程經(jīng)常出現(xiàn)的問題有:

(1)斜孔:斜孔一方面造成井管傾斜影響單井出水量;另一方面經(jīng)常由于水泵晃動碰擊井壁管造成線路破損而不能正常抽水。

(2)抽水井管安裝:抽水井管的管徑應(yīng)符合單井出水量要求、其安裝深度應(yīng)不小于根據(jù)影響半徑計算的尺寸。

處理措施:鉆頭采用腰箍型，保證鉆頭方向豎直向下。檢查所有鉆桿是否垂直，成孔過程中要檢查鉆機水平情況，不少于3次，注意減少晃動;發(fā)現(xiàn)偏斜及時調(diào)整。在鉆頭上部加配重鉆桿，鉆進中使鉆桿重心在底部，以確保垂直度。對于井管加強作業(yè)管理人員的教育，嚴(yán)格檢查抽水井管安裝尺寸，保證泵底標(biāo)高符合設(shè)計要求。

1.2 設(shè)計中容易忽略的問題

正常降水設(shè)計是考慮了維護結(jié)構(gòu)100%有效的情況下根據(jù)勘察報告提出的單井出水量、滲透系數(shù)、影響半徑等對基坑進行降水設(shè)計，理論上是沒有太大問題的，但是往往忽略了如下問題:

(1)大部分情況基坑維護結(jié)構(gòu)以及外圍止水帷幕還是會因為施工中各種各樣的原因?qū)е庐a(chǎn)生缺陷的。

(2)往往不對勘察報告中水文地質(zhì)條件進行驗證，導(dǎo)致設(shè)計參數(shù)取值不準(zhǔn)確進而影響降水效果。

(3)基坑內(nèi)井位布置很隨意，沒有針對性。

處理措施:針對維護結(jié)構(gòu)缺陷人為在基坑外圍布置一定數(shù)量降水井，局部如果維護結(jié)構(gòu)漏水，就近開啟減壓再進行人工封堵;降水井施工前應(yīng)先打幾口試驗井以驗證設(shè)計參數(shù)，井位布置應(yīng)梅花形布置。

1.3 降水井濾料及洗井質(zhì)量的影響

填筑濾料是形成人工反濾層，洗井的目的是清除井內(nèi)泥漿，破壞井壁附著的泥皮，鉆探滲入含水層中的泥漿和細(xì)小顆粒，使過濾器周圍形成一個良好的透水人工過濾層，以增加井的出水量和透水性。濾料級配、質(zhì)量不好以及洗井不到位會影響單井出水量。

處理措施:濾料級配要合理、均勻表面應(yīng)干凈不能加泥，填筑前應(yīng)向井管內(nèi)送入清水，使孔內(nèi)泥漿稀釋;礫料粒徑規(guī)格符合設(shè)計要求，礫料需純凈，不含泥土雜物;備足礫料和粘土，使之能一次填筑完成;備好填料運輸工具，盡可能縮短填筑時間。洗井可視孔內(nèi)泥漿稠度，含水層特性與成井時間，先可采用機械方法(如活塞、空壓機等)洗井，最后可采用水泵抽水洗井，洗井至水清砂凈，出水量滿足設(shè)計要求為止，洗井時應(yīng)同步進行降水井與水位觀測井的水位觀測。

1.4 降水引起周邊環(huán)境發(fā)生變化

理論上基坑開挖及降水后，承壓水位降低將使周邊土層產(chǎn)生附加荷載而導(dǎo)致相應(yīng)的沉降，對周圍建筑物及市政設(shè)施會構(gòu)成不同程度的

ΔSw—為承壓水水位下降引起的地面沉降量(mm);

Ms—經(jīng)驗數(shù)值(與水壓力的減壓回彈和壓縮模量取值有關(guān))，取0.2～0.5;

δwi—水位下降引起的各計算分層有效應(yīng)力增量(kPa);

Δhi—受降水影響地層的分層厚度(cm);

Esi—為第i層的壓縮模量(MPa)。

該公式?jīng)]有考慮上部土層垂直向水頭分布的差異，也不考慮沉降量隨時間的變化，它僅為按彈性理論得到的最終固結(jié)沉降，這跟實際情況往往有較大出入;如何避免較大的抽水沉降是降水設(shè)計應(yīng)考慮的重要問題之一。

處理措施:在合理的降水設(shè)計和良好的施工質(zhì)量的前提下，降水引起的地面沉降量一般小于預(yù)測計算值，且沉降比較均勻。即使如此，亦應(yīng)充分重視對進行深井降水對周圍環(huán)境可能造成的不利影響。在深基坑開挖過程中，應(yīng)根據(jù)挖土程序的需要及基坑的施工進度，合理調(diào)整抽水井開啟數(shù)量，減小基坑周邊水位降幅;并定期檢查降水井含砂率;控制含砂率異常降水井的抽水時間。

1.5 降水井運行過程的管理

降水井運行期間的管理和維護至關(guān)重要，運行期間常常因為維護人員粗心、水泵電機、線路故障、、排水管道安裝缺陷、臨時停電以及土方開挖等原因造成各種影響降水正常進行的問題。

處理措施:(1)降水隨著每層土方的開挖，其坑內(nèi)水位應(yīng)控制在開挖面以下1.5m，具體水位的控制深度，根據(jù)每層土方的開挖情況確定。降水井的開啟應(yīng)根據(jù)開挖范圍合理使用，開挖范圍內(nèi)提前降水，未開挖部分根據(jù)觀測井水位，選擇性降水。(2)對于施工現(xiàn)場的排水設(shè)施，應(yīng)根據(jù)工程實際情況進行設(shè)計，但一般應(yīng)滿足以下要求:對排水設(shè)施應(yīng)滿足工程降水最大出水量的需求，并保障排水的順暢;排應(yīng)盡量縮短降水井與排水設(shè)施之間的距離，減少降水井排水的沿程水頭損失，降低抽水設(shè)備的揚程消耗;(3)降水運行常規(guī)管理::降水運行前，降水井應(yīng)合理布設(shè)排水管道并便于接入施工現(xiàn)場排水設(shè)施;排所有抽水井應(yīng)在供電電箱插座、抽水泵電纜插頭及排水管上做好對應(yīng)的標(biāo)示，并在每次發(fā)生變動時進行相應(yīng)的標(biāo)示變更，便于抽水運行管理;供電電箱應(yīng)定期進行檢查并備有檢查記錄。降水運行前應(yīng)做好降水供電系統(tǒng)，配備獨立的電源線;(4)降水正式運行前降水工人應(yīng)熟悉水泵開啟、電路切換，以確保降水連續(xù)進行，避免因供電原因造成井底突水。降水前各降水井均應(yīng)測量其井口標(biāo)高、靜止水位并進行相關(guān)記錄;(5)正式降水前必須進行試運行，進一步檢驗供電系統(tǒng)、抽水設(shè)備、排水系統(tǒng)及應(yīng)急預(yù)案能否滿足降水要求;試運行結(jié)果進行記錄并備案，根據(jù)試運行結(jié)果，對于無法滿足降水要求的部分進行相應(yīng)整改;(6)現(xiàn)場應(yīng)備用應(yīng)急材料，發(fā)生突涌及時反壓。

1.6 降水期間的測量及監(jiān)測

在降水過程中需要對基坑支護的整個體系及其周邊環(huán)境進行監(jiān)測，這樣可以掌握基坑周邊支護的穩(wěn)定狀態(tài)及周邊土體的變化，了解降水對周圍地面的房屋建筑道路和地下管線等的影響狀況;及時調(diào)整降水順序必要時進行地下水回灌措施或者對變形較大建構(gòu)筑物進行加固保護措施，確保基坑施工和環(huán)境安全。

2 結(jié)語

深基坑降水工程具有綜合性復(fù)雜性不確定性和風(fēng)險性是一項綜合性很強的系統(tǒng)工程，降水工程成敗涉及設(shè)計階段、施危害。鑒于此，對可能發(fā)生的危害程度做出正確的評估是非常必要的。所以降水前必須根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)定，估算因降水而引起的地面最大沉降量;一般可用下式計算:工階段、以及運行維護階段，合理有效地設(shè)計方案是降水成功的關(guān)鍵，科學(xué)有效地運行過程管理可以避免降水中出現(xiàn)的各種風(fēng)險。

［1］國家標(biāo)準(zhǔn)《供水管井技術(shù)規(guī)范》(GB50296－99).

［2］葉國占.建筑工程深基坑支護.

［3］行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ/T111－98).

［4］袁均康.高層建筑深基坑支護施工技術(shù)分析J.科技與生活2010，9.