卵石地層PBA法施工地鐵車(chē)站地下水處理方法

劉厚樸

摘要：介紹北京地鐵8號(hào)線(xiàn)木揖固橋北站地下水處理施工方法及采取的措施，成功地解決了卵石地層PBA法施工地鐵車(chē)站地下水處理難題，所采用洞內(nèi)排水位土、注漿加固為輔的地下水處理措施，克服了富水卵石地層施工技術(shù)難題。

關(guān)鍵詞：卵石地層PBA法地下水處理技術(shù)

1工程概況及工程水文地質(zhì)情況

北京地鐵8號(hào)線(xiàn)木樨園橋北站，車(chē)站總長(zhǎng)199m，采用八導(dǎo)洞PBA暗挖法施王。車(chē)站底板及第五次橫通道均坐落于卵石⑤層，站址處地層由上至下分別為：雜填土①層、粉土填土①2層、粉質(zhì)粘土③層、粉土③2層、粉細(xì)砂③3層、粉質(zhì)粘土④層、粉細(xì)砂⑤3層、卵石⑤層。卵石⑤層滲透系數(shù)為200m/d，地下水位標(biāo)高為17.5m左右，橫通道底標(biāo)高16.0m，小導(dǎo)洞底標(biāo)高16.5m，橫通道及下層小導(dǎo)洞底板全部位于地下水位以下，由于受場(chǎng)地限制，無(wú)地面降水條件，施工中采取了以洞內(nèi)排水位主、注漿加固為輔的地下水處理方案。

2總體施工安排

2.1施工方案

經(jīng)過(guò)對(duì)地面降水方案、全注漿止水方案、洞內(nèi)排水為主+注漿加固為輔方案的綜合對(duì)比.決定選用洞內(nèi)排水輔助注漿加固方案進(jìn)行第五層橫通道的施工。洞內(nèi)排水輔助部分注漿加固方案的抽水量較小，排水時(shí)間短，排水路由相對(duì)容易解決；橫通道及小導(dǎo)洞處馬頭門(mén)注漿，可以對(duì)土體進(jìn)行預(yù)加固，保證開(kāi)挖面穩(wěn)定，防止流沙，同時(shí)對(duì)控制管線(xiàn)沉降有利，對(duì)施工進(jìn)度影響小。

2.2第五層橫通道施工

由于地下水位較高（通道底面以上1.2米），考慮到開(kāi)挖土體（卵石層含砂）滲透系數(shù)大，為降低士體的滲透性，減少排水量；同時(shí)為保證開(kāi)挖安全，減少沉降（橫通道上方管線(xiàn)多），采取從第四層橫通道，對(duì)第五層橫通道進(jìn)行超前深孔注漿的措施。馬頭門(mén)施工，利用豎井內(nèi)的集水井抽水形成降水漏斗，使第五層橫通道馬頭門(mén)處水位降至底板下，然后進(jìn)行馬頭門(mén)破除施工。第五層橫通道進(jìn)洞15-20米后開(kāi)始施工集水井，集水井內(nèi)設(shè)置潛水泵排水，隨開(kāi)挖進(jìn)尺每間隔10-15m米設(shè)置一處集水井，保證掌子面能夠步步推進(jìn)至封端；施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際出水員大小靈活調(diào)整集水井間距及集水井距離橫通道的距離。見(jiàn)圖1注漿及排水系統(tǒng)圖。

2.3下層小導(dǎo)洞施工

為保證馬頭門(mén)段施工安全、控制沉降，開(kāi)馬頭門(mén)前，對(duì)下層小導(dǎo)洞馬頭門(mén)處施做一循環(huán)10米長(zhǎng)深孔注漿加固。邊導(dǎo)洞進(jìn)尺15米后，開(kāi)始在小導(dǎo)洞內(nèi)施做集水井，每間隔10-15米設(shè)一處，步步推進(jìn)小導(dǎo)洞開(kāi)挖至貫通；施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際出水量大小靈活調(diào)整集水井間距及集水井距離小導(dǎo)洞的距離。中導(dǎo)洞水位較低，通過(guò)橫通道及邊導(dǎo)洞集水井抽排降低地下水位進(jìn)行施工，開(kāi)挖過(guò)程中如出現(xiàn)有水的情況可設(shè)置集水井抽排；小導(dǎo)洞貫通后，隨條基施工逐步封井，底縱梁、橫通道底回填施工完成后，洞內(nèi)排水可以基本停止。

3主要施工方法

3.1深孔注漿施工

（1）注漿范圍及孔位布置。從第四層橫通道對(duì)第五層橫通道進(jìn)行半斷面注漿，注漿吋馬頭門(mén)2m范圍為實(shí)測(cè)水位線(xiàn)以上0.52-0.54m左右，進(jìn)洞以后為開(kāi)挖面以上0.5m；側(cè)墻外均為1，5m，開(kāi)挖輪廓線(xiàn)下1m，開(kāi)挖輪廓線(xiàn)內(nèi)0.5m.

（2）注漿參數(shù)確定。對(duì)深扎注漿的初壓為0.3～0.75MPa，終壓為0.5～1.0MPa，在終壓狀態(tài)下當(dāng)每分鐘進(jìn)漿量小于3L或注漿壓力在終壓狀態(tài)逐步升高可停止注漿。由于注漿是從第四層橫通道向第五層橫通道注，第五層橫通道位于卵石⑤層，卵石中含有地下水，局部位置注漿壓力變化小時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)注漿量來(lái)控制注漿結(jié)束時(shí)間。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，漿液配比如下表所示，地層注漿加固后單軸無(wú)側(cè)跟抗壓強(qiáng)度不小于0，7Mpa，滲透系數(shù)不小于1×10-5cm/s。

3.2集水井設(shè)計(jì)

（1）第五層橫通道進(jìn)洞15-20米后開(kāi)始施工集水井，集水井內(nèi)設(shè)置潛水泵排水，隨開(kāi)挖進(jìn)尺每間隔10-15m米設(shè)置一處集水井；下層小導(dǎo)洞施工邊導(dǎo)洞進(jìn)尺15米后，開(kāi)始在小導(dǎo)洞內(nèi)施做集水井，每間隔10-15米設(shè)一處.

（3）井身構(gòu)造

井深2m，護(hù)筒采用直徑1m鋼護(hù)筒，井管采用Φ400無(wú)砂水泥管，管外包一層120目尼龍網(wǎng)，礫料：含水層段礫料應(yīng)具有一定的磨圓度，礫料含泥員（含石粉）≤3%，粒徑采用2-4mm。

（4）排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

水泵：采用20m³/h潛水泵作為集水井內(nèi)抽水泵，抽水設(shè)備每井一套，另外預(yù)留4套備用。抽水泵配備減壓?jiǎn)?dòng)箱和水位調(diào)節(jié)自動(dòng)開(kāi)關(guān)。當(dāng)抽水泵由于某種原因發(fā)生缺相、過(guò)載、欠壓、堵轉(zhuǎn)時(shí)，減壓?jiǎn)?dòng)箱能及時(shí)切斷電源，有效避免電動(dòng)機(jī)的銷(xiāo)毀，可有效確保和延長(zhǎng)水泵的使用壽命。水位調(diào)節(jié)自動(dòng)開(kāi)關(guān)能根據(jù)井內(nèi)水位變化及時(shí)開(kāi)啟或閉合水泵電路，保證降水效果。

排水管線(xiàn)：采用直徑50mmPPR管，由于第五層橫通道為主要的運(yùn)輸通道，排水管沿第四層橫通道底部布置到橫通道口，沿豎井井壁排至地面排水溝，由于地下水量較大及豎井距離井口高，不具備設(shè)置主排水管的條件，所以每個(gè)集水井單獨(dú)設(shè)置一根排水管。

沉淀池：在排水管線(xiàn)轉(zhuǎn)角連接處、排水管網(wǎng)進(jìn)入市政管線(xiàn)接口處設(shè)置容積不小于4m³沉淀池。

（5）集水井管井結(jié)構(gòu)

井口設(shè)置鋼板進(jìn)行覆蓋，以防止地表污水、雜物混入井內(nèi)。成井護(hù)壁人工挖井過(guò)程中采用壁厚10mm的直徑1000mm的鋼管作為護(hù)壁。井壁管均采用無(wú)砂混凝土管，撲壁管的內(nèi)徑為Φ400mm。無(wú)砂混凝土管管壁透水性良好，沿井深通長(zhǎng)埋設(shè)，可用作過(guò)濾器。沉淀管長(zhǎng)度為0.2m，采用回填礫石封死。下部井管外側(cè)用潔凈石英砂填充作為過(guò)濾層。井濾料從井口四周均勻回填，防止將井管擠偏。

（6）集水井開(kāi)挖

橫通道及小導(dǎo)洞內(nèi)集水井均為10-15m布置一個(gè)，井深2m，鋼護(hù)筒直徑1m，井徑0.4m，隨開(kāi)挖隨施工集水井。集水井統(tǒng)一布置在靠近側(cè)壁一側(cè)，保證通道內(nèi)運(yùn)輸車(chē)輛正常通行，破除仰拱格柵時(shí)只破除鋼護(hù)筒直徑（1m）范圍內(nèi)的格柵，井口破除格柵采用6根（上下共兩層，每層3根）直徑25的鋼筋進(jìn)行加固。格柵加固完成后，先人工開(kāi)挖集水井約0.5m時(shí)，埋深護(hù)筒，護(hù)筒共分兩節(jié)，每節(jié)長(zhǎng)1m，兩節(jié)之間采用焊接連接，人工掏除護(hù)筒內(nèi)濱土，使護(hù)筒下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

（7）封井施工

在下層小導(dǎo)洞貫通后施王邊導(dǎo)洞條基防水時(shí)對(duì)集水井進(jìn)行封堵，封井時(shí)井內(nèi)澆筑C30微膨脹混凝土，撓筑過(guò)程應(yīng)振搗密實(shí)，澆筑完成后再施做防水，施做條基結(jié)構(gòu)，橫通道內(nèi)集水井在車(chē)站主體結(jié)構(gòu)全部施工完成后進(jìn)行回填。

4地下水處理效果

通過(guò)豎井內(nèi)集水箱的抽排及馬頭門(mén)深孔注漿加固，第五層橫通道馬頭門(mén)安全破除.注漿效果明顯，開(kāi)挖面無(wú)滲流水現(xiàn)象。第五層橫通道通過(guò)橫通道內(nèi)集水井抽排及探孔注漿加固，通道掌子面及側(cè)壁注漿效果明顯，整體開(kāi)挖面穩(wěn)定，局部位置有少量滲水，但通道內(nèi)無(wú)明顯流水。小導(dǎo)洞內(nèi)通過(guò)設(shè)置的集水井抽排，掌子面無(wú)明顯滲流水，廾挖面穩(wěn)定。從橫通道馬頭門(mén)破除到封端，通道頂部管線(xiàn)累計(jì)沉降3ram，變化趨勢(shì)穩(wěn)定。

5總結(jié)

采用洞內(nèi)排水輔助從第四層橫通道對(duì)第五層橫通道進(jìn)行超前深孔注漿加固，一定程度的降低了土體的滲透性，減少了排水量，同時(shí)加固了土體，防止流砂，確保了開(kāi)挖掌子面的穩(wěn)定，有效的控制了橫通道拱頂管線(xiàn)沉降，降低了地下水抽排費(fèi)用，同時(shí)確保了運(yùn)輸通道的順暢，滿(mǎn)足了文明施工要求，對(duì)橫通道及小導(dǎo)洞的開(kāi)挖進(jìn)度未造成影響，每天進(jìn)尺均能滿(mǎn)足1.5-2.0m。