淺談綜合管廊降排水的施工方法

冀子龍 李磊

摘 要：伴隨著城市建設(shè)以及經(jīng)濟社會發(fā)展步伐的逐漸加快，綜合管廊日益興起，且成為了當代城市建設(shè)中具有建筑業(yè)代表性的標示之一。由于綜合管廊深埋于地下，部分結(jié)構(gòu)段埋設(shè)較深，在具備條件大開挖的施工現(xiàn)場，其中的基坑降水階段則成為了在開挖深基坑時的一個重要環(huán)節(jié)。故而，筆者此次主要對基坑降水與深基坑開挖中的深井降水施工展開探討。

關(guān)鍵詞：建筑施工;基坑降水;施工方法

近年來，綜合管廊工程興起，各大小城市在建管廊項目很多，綜合管廊通常采用基坑開挖的方式進行建設(shè)，故而，其基坑的深度隨之增大。在處于地下水位偏高的區(qū)域，為了能讓基坑積水有效排出，并確保工程擁有高質(zhì)量與安全保障，這些已經(jīng)成為當代管廊建設(shè)中的核心要素。而近些年興起的基坑降水技術(shù)為其提供了極為關(guān)鍵的技術(shù)支撐。然而，因該技術(shù)自身所存在的復(fù)雜性與作業(yè)難度較大等問題，在實際操作中要注意避免失誤，倘若失誤產(chǎn)生，則會對基坑及其該地段的建筑設(shè)施安全構(gòu)成危害，甚至構(gòu)成較大的經(jīng)濟和利益損失。所以說，在實際開挖階段，務(wù)必要依據(jù)實際地質(zhì)狀況以及地下水情況來運用合理、科學(xué)、有效的施工作業(yè)方案，如此方能高效保障該階段工程及工序的有序推進。

1 基坑降水的作用

隨著管廊工程的興起，各城市之間已經(jīng)掀起修建管廊的新高潮，目前，很多管廊工程項目都會采用基坑開挖，現(xiàn)澆管廊主體的施工方法。

深基坑的開挖常見于城市建設(shè)中的高層房屋建筑以及管線布控和道橋等大型的工程。假如在地下水位偏高的區(qū)域展開基坑開挖作業(yè)，若未能采用有效性的降水技術(shù)，則會致使地下水流入基坑，最終導(dǎo)致基底產(chǎn)生大量的積水，并嚴重影響施工進度以及土層發(fā)生塌陷等事故，嚴重時會危及建筑人員及建筑物的安全性，同時造成重大的經(jīng)濟損失。可見，在此施工階段做好相關(guān)的降水作業(yè)是極為關(guān)鍵的，正因如此，基坑降水技術(shù)的推廣與應(yīng)用可有效的為開挖工程提供保障。該項技術(shù)主要是通過運用科學(xué)有效的人工降水處理措施，將基坑及其該地段的地下水位降至基坑開挖面以下，合理性的預(yù)防地下水流入開挖的基坑中，防止積水發(fā)生和浸泡基坑事故發(fā)生。究其具體作用，分析如下：

1.1 增加基坑邊坡和坑底的穩(wěn)定性

當?shù)叵滤黄叩臓顟B(tài)下展開基坑的開挖作業(yè)，在挖至位于地下水位之下時，因基坑呈凹槽狀，因此其底部會存在積水且被水浸泡，致使地基本身的承載力受損，不僅為開挖工作帶來難度，更是極大影響了進度。另外，由于地下水的滲透力極強，也就致使邊坡土極易流失，嚴重會造成基坑的土層塌陷，危害著主體結(jié)構(gòu)與人員的安全。而運用了基坑降水技術(shù)，則可有效將地下水降到開挖面之下的位置，確?；走_到干燥的狀態(tài)，以及有序開展確保工程進度，還能去除因地下水滲透所帶來的不良影響，更保障了其穩(wěn)固性。

1.2 有利于機械化施工，加快工程進度

隨著科技技術(shù)的日益興起，機械化施工逐步應(yīng)用于工程當中，其主要目的在于不僅有效減少勞動力的支出，還減輕了人力勞作的強度，同時還加快了工程推進速度。如今，機械化施工也普遍應(yīng)用于基坑開挖階段，但由于機械化作業(yè)中存在一定的缺陷，如：當積水較多時則會嚴重影響各類機械的正常操作，因此必須是在未產(chǎn)生大量積水的狀態(tài)下進行。當基坑降水技術(shù)得以有效運用時，可有效防止因地下水所構(gòu)成的不良影響及狀況，便利于機械化的正常施工和作業(yè)，進而加快了開挖的進度。

1.3 增加土體有效應(yīng)力，保護周邊環(huán)境

就基坑降水技術(shù)的應(yīng)用情況來分析，一則增強了基坑周邊及坑底的穩(wěn)固性，確保該階段施工有序推進;二則科學(xué)的預(yù)防了因地下水所構(gòu)成的浸泡等不良影響，保障基底擁有充足的承載力，增強了基坑土體的干燥性和有效應(yīng)力。因此，對增強土體強度與防范水土流失有極大助益，且保護了周邊生態(tài)環(huán)境。

2 基坑降水的施工方法

2.1 降排水工程概述

沼南大道綜合管廊降排水施工主要針對基坑開挖，基坑內(nèi)降排水采用井點降水工藝?？紤]到基坑較深，地下水豐富且水位較高，因此降排水方法必須仔細斟酌，以適當保守為原則，確?；娱_挖邊坡及施工全過程安全。

結(jié)合沼南大道綜合管廊工程現(xiàn)場實際情況及地勘報告，開挖深度小于5m施工段，降水井沿基坑兩側(cè)開挖頂邊線全線布置，位于開挖頂邊線以外1.5m處;開挖深度大于5m，屬深基坑施工段，降水井布置于由上至下第一層平臺處，距離內(nèi)側(cè)邊坡坡頂1.0m處全線布置。

2.2 降排水施工工藝流程

2.3 降排水工程施工方法

2.3.1 測放井位

根據(jù)設(shè)計圖紙，由測量人員對開挖邊線進行測量放線，然后在開挖頂邊線外側(cè)1.5m處放出井位線，降水井間距按“4、井點降水設(shè)計與驗算”中得出的間距取值。另在邊線外側(cè)2米處放出排水管布置線。

2.3.2 鉆機就位

降水井運用了反循環(huán)鉆機實施成孔作業(yè)。待測量人員測放井位完畢后，組織鉆機進場安放就位。

2.3.3 挖泥漿池

布置原則：每個降水井需布設(shè)一個泥漿池，距降水井約2m處。泥漿池的排列要整齊、有序。

尺寸：長3m×寬3m×深0.5m。

2.3.4 成孔

當履帶式反循環(huán)鉆機在運作前，必須將其鉆頭的中心線與樁孔的中心點相對應(yīng)，其誤差值應(yīng)小于2cm。先以正循環(huán)的形式進行鉆進作業(yè)，其目的是增強泥漿的護壁功效，進而保障成孔作業(yè)的質(zhì)量與安全;在終孔時則改用反循環(huán)的形式進行清孔，其目的是快速清孔，且防止沉碴增厚。在鉆孔時，成孔的位置、深度以及角度等，甚至泥漿指標，均需檢查，預(yù)防坍孔，如若發(fā)現(xiàn)不當可及時予以調(diào)整。

2.3.5 換漿

按設(shè)計高程開展鉆孔，經(jīng)檢查其深度、徑度以及傾斜度均符合標準時，再抽凈鉆碴，接著運用換漿法。當鉆進標準深度時將鉆頭稍微提起，在此狀態(tài)下進行循環(huán)浮碴，而殘存的鉆碴陸續(xù)浮出，孔內(nèi)泥漿的比重與含量持續(xù)下降，隨后注入清水實施循環(huán)置換，其中要隨時對清孔的質(zhì)量進行檢查;少數(shù)孔底沉碴可運用泥漿泵實施吸出形式的清孔。當清孔后泥漿要符合如下指標：密度低于1.1-1.2，含砂率<8%，粘度17～20Pa.s，膠體率>98%;灌注混凝土前，孔底沉碴厚度≤300mm。

2.3.6 吊放井管

此過程中需注意，井管須緩慢下放，接頭處要進行纏裹，四周的鐵絲必須捆緊，防止泥砂導(dǎo)致井管淤塞或上下節(jié)井管發(fā)生錯位的現(xiàn)象。另外，吊放過程中要確保垂直且對準井孔中心。為防范異物不慎流入，因此井管需略高地面約20cm，且井口暫閉。

2.3.7 填濾料

當井管下放之后進行濾料填入作業(yè)。該環(huán)節(jié)要注意，必須沿井孔周邊呈均勻形式填入，并且呈連續(xù)性，可有效將泥漿擠出井孔。此時還要注意填濾料的高度，當隨填隨測，如若發(fā)現(xiàn)不當則要及時排查原因。不可運用機械填料，通過人工下料，防止不均勻或是沖擊了井壁的狀況發(fā)生。

2.3.8 洗井

成井之后，則要運用污水泵進行及時性且反復(fù)性的抽洗作業(yè)，不可間隔太工時間，以防護壁泥漿的逐漸老化而難以破壞，進而影響到其滲水的效果。當洗井之后，則要進行抽水試驗，確保其能滿足于施工需求。

2.3.9 水泵安裝

水泵采用2寸潛水泵，用絕緣材料繩吊放至距離井底約0.5m處。實施安裝作業(yè)且接通電源，可于每井周邊設(shè)置電線桿及電閘箱，以達到單井單控的形式，并裝置漏電保護系統(tǒng)。

2.3.10 鋪設(shè)排水管網(wǎng)

排水管網(wǎng)采用φ200鑄鐵管作為排水主管路。排水管線布置在基坑頂邊線外側(cè)2m處，按單向3‰坡度控制為宜。

2.3.11 開泵抽水

鋪設(shè)排水管網(wǎng)之后可實施抽水作業(yè)。當缺水中出水量偏大，為預(yù)防排水管網(wǎng)的排水力欠缺，可間隔性的逐一啟動水泵。若出砂量偏大時，則可略上提水泵，如若仍偏大，則要停泵補井并洗井。

3 總結(jié)

本次降排水施工基本滿足了該工程的要求，可以做到將水位將至開挖底標高以下500mm，并長久保持此狀態(tài)，保證地基承載力，邊坡穩(wěn)定性確?；娱_挖施工有序快速進行。但在施工過程中也有一些不足需要在以后的施工中進行考慮，其中包括：

1）由于前期沒有考慮到倒虹段的開挖深度與其他結(jié)構(gòu)段的不同，將降水井位置全都放在同一排，在倒虹段開挖過程中，降水井位置影響邊坡開挖，將其廢掉，并重新進行了打井降水，造成資源浪費，重復(fù)施工的情況;

2）由于降排水工藝的不成熟，屬于輔助施工，對于降排水的考慮并不全面，在打井期間沒有考慮到井的底部2m存在淤泥無法清理干凈，打井時按照計算的理論數(shù)值來施工，最后實際有效抽水深度比理論值少了2m，索性本次施工過程中除了倒虹段等較深的結(jié)構(gòu)段外其他井均滿足現(xiàn)場施工要求，沒有對后期施工造成影響，但在今后的施工過程中應(yīng)該特別注意此類事件，以免影響后期施工和造成不必要的經(jīng)濟損失。

4 井點降水設(shè)計與驗算

4.1 井點管埋深H的確定

4.2 標準段基坑

（1）基坑取長100m，進行計算。

深井系統(tǒng)總涌水量計算

井底未達到不透水層，故采用非完整井。

深井井點總涌水量為下式：

通過加權(quán)平均求得：K≈6.2（m/d）

4.2.1 當水位線位于最淺層-2.8，需要降水水深5.8m

H0根據(jù)《建筑施工計算手冊》

（4）井點管的間距

4.2.2 當水位線位于-6.6，需要降水水深2，此時基坑長度取20米

H0根據(jù)《建筑施工計算手冊》

（2）單根井點管的極限涌水量;

（4）井點管的間距

根據(jù)計算，現(xiàn)場井點間距根據(jù)現(xiàn)場實際水位情況，在井間間距在4.5m～14.5m取值。

4.3 倒虹段深基坑

倒虹段基坑深12.5m，基坑長27m。故需要重新計算基坑的假想半徑和深井井點總涌水量。

（1）深井系統(tǒng)總涌水量計算

深井井點總涌水量為下式：

（2）單根井點管的極限涌水量;

（3）井點管數(shù)確定;

（4）井點管的間距

在倒虹段處相應(yīng)的加密深井距離。

參考文獻

[1]JGJ 120-2012.建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程[S].2012.

[2]胡浩，李興高.管井井點結(jié)合排水溝在復(fù)雜城市環(huán)境地鐵車站基坑工程降水中的應(yīng)用[J].土木工程學(xué)報，2015（S1）.

作者簡介

冀子龍（1991-），男，遼寧，本科，助理工程師，土木工程專業(yè)。

李磊（1988-），男，內(nèi)蒙古，本科，工程師，土木工程專業(yè)。