明挖基坑坑內(nèi)承壓降水井封堵施工技術(shù)

李鐘

摘要：當明挖基坑坑內(nèi)的降水井內(nèi)存在承壓地下水時，在停止降水后地下水在很短時間內(nèi)涌出，所以必須在持續(xù)降水的工作狀態(tài)下，對降水井進行封堵。本文基于成都地鐵5號線一二期工程杜家碾站，對封堵基坑坑內(nèi)承壓降水井封堵的一些做法，較好地克服了承壓降水井在停止降水后地下水快速涌出的問題，并且封堵的防水質(zhì)量可靠。

Abstract： When confined groundwater exists in dewatering wells in open excavation pits， groundwater gushes out in a very short time after stopping dewatering， so the dewatering wells must be blocked under the condition of continuous dewatering. Based on Dujianian Station， the first and second phases of Chengdu Metro Line 5， some methods of sealing pressure-bearing dewatering wells in pits of foundation pits have better overcome the problem of rapid outflow of groundwater after stopping dewatering， and the quality of sealing water is reliable.

關(guān)鍵詞：明挖基坑;承壓降水井;封堵

Key words： open cut foundation pit;pressure-bearing dewatering well;plug

中圖分類號：U231+.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）16-0084-03

0? 引言

在地鐵車站明挖基坑施工過程中，管井降水有著施工工藝簡單、成本低、降水效果可靠的優(yōu)點，是目前被廣泛采用一種深基坑降水方法。在工程實踐中，受外部條件影響，有時會采用基坑坑內(nèi)管井降水。受地質(zhì)條件影響，當基坑底部無隔水層時，降水井內(nèi)地下水就會處于承壓狀態(tài)，在停止降水后地下水在很短時間內(nèi)就會涌出，所以對承壓降水井封堵施工會十分困難，直接影響到整個結(jié)構(gòu)的防水質(zhì)量。本文通過成都地鐵5號線一二期工程杜家碾站對坑內(nèi)承壓降水井的封堵的研究實踐，介紹對明挖基坑坑內(nèi)承壓降水井封堵施工技術(shù)。

1? 工程概況

成都地鐵5號線一、二期工程杜家碾站，車站為地下二層單柱雙跨11.5m島式站臺車站，標準段寬度20.6m，頂板覆土2.8～3.8m，底板埋深16.7～17.88m。車站設(shè)計起訖里程Y（Z）DK7+638.768和Y（Z）DK7+888.768，總長250m。圍護結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁加內(nèi)支撐型式。

車站基坑范圍內(nèi)人工填土層、粉質(zhì)黏土埋深約5m，其余均為砂卵石地層。工程范圍內(nèi)地下水位埋深2～2.8m，對工程影響較大的為第四系孔隙潛水。場地卵石土層較厚，且成層狀分布，局部夾薄層砂，其間賦存有大量的孔隙潛水，其水量較大、水位較高，大氣降水和區(qū)域地表水為其主要補給源。卵石土層中孔隙水形成貫通的自由水面。

車站采用明挖法施工，車站基坑降水采用管井降水，主要采用坑外降水，局部下沉段采用坑內(nèi)降水。由于基坑坑底位于砂卵石地層中，砂卵石為強透水層，對于局部下沉段的降水井為承壓降水井，在結(jié)構(gòu)施工完成后，需要對其進行封堵。

2? 封堵方案

2.1 工藝原理

通過借鑒運用泥漿護壁的原理，采用不停止降水的方法，在降水井正常工作時，將井內(nèi)地下水水面上采取隔離措施，澆筑隔離以上部分結(jié)構(gòu)混凝土對井管進行封堵，并預(yù)留水泵出水管（帶閘閥）及注漿管。封堵完成，關(guān)閉水泵及閘閥，以混凝土以下部分進行壓力注漿，根據(jù)地下水水壓的大小適當選擇注漿壓力，讓水泥漿將管井內(nèi)地下水擠出，當管井內(nèi)充滿水泥漿后，保持注漿壓力與地下水壓力達到靜力平衡狀態(tài)，使水泥漿在井壁地層有充分時間形成泥皮，以減小井壁透水性。保持壓力的同時，每間隔一段時間，打開閘閥，檢測井管內(nèi)水泥漿濃度，檢查水泥漿濃度是否穩(wěn)定，如濃度減小則再補充部分水泥漿并加大壓力，直到水泥漿濃度能夠保持穩(wěn)定后，再注入水玻璃，加快漿液凝固，完成封堵。

2.2 施工技術(shù)要點

2.2.1 工藝流程

工藝流程見圖1。

2.2.2 施工操作要點

2.2.2.1 安裝水泵閘閥

基坑開挖到底后，破除基底以上部分的降水井井管，在原降水井抽排管路上安裝1個閘閥并保持開啟狀態(tài)，做為后期注漿時封閉管路及檢測注漿情況使用，如圖2所示。各管道組件連接必須緊密，各連接絲口必須纏繞生膠帶，保證防水密閉性。

2.2.2.2 預(yù)埋防水鋼套管

在底板砼范圍內(nèi)預(yù)埋?300防水鋼套管，鋼管壁厚3mm，套管中部設(shè)寬150mm、厚3mm的止水環(huán)。止水環(huán)與鍍鋅鋼管之間采用電焊雙面滿焊，焊縫必須密實，高度不小于3mm。鋼套管長度應(yīng)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)厚度確定，上口與混凝土面齊平，下口伸入混凝土底面200mm。如圖3所示。

2.2.2.3 施作防水及澆筑砼

在預(yù)埋鋼套管與基底接縫處涂抹水膨性止水膠，其厚度不小于50mm。預(yù)埋鋼套管止水環(huán)以下采用自粘性預(yù)鋪防水卷材包裹密實并用電熱吹風(fēng)使卷材與卷材、卷材與預(yù)埋鋼套管之間充分粘接在一起。自粘卷材包裹好鋼套管后，外側(cè)用土工布包裹并用細鐵絲捆扎牢固，捆扎間距不大于10cm。

澆筑混凝土前，保持水泵正常抽水并提高水泵使水泵進水口盡量接近鋼套管底，并在預(yù)埋鋼套管底部采用土工布塞緊水管與鋼套管之間的空隙，并預(yù)埋注漿管，管底伸至井底。澆筑時保證混凝土振搗密實，尤其是止水環(huán)下方，確保鋼套管與混凝土之間不留空隙。如圖4所示。

2.2.2.4 注漿封堵

①實測地下水水壓。

混凝土強度達到75%以上時，安裝注漿壓力表，接通注漿管路。為達到“靜壓平衡”的目的，注漿前利用“連通器原理”實測地下水水壓。測量方法為：先根據(jù)水頭差計算理論水壓，再在理論水壓的基礎(chǔ)上提高0.2MPa，在關(guān)閉水泵管道閘閥后用注漿泵將清水壓入井內(nèi)，然后關(guān)閉注漿管路閘閥，觀察壓力表，當壓力值回落到穩(wěn)定時，此時讀數(shù)即為實測地下水表水水壓。如圖5所示。

②注漿材料和配合比。

水泥選用P.O 42.5普通硅酸鹽水泥;水玻璃濃度為30°Be。

其中單液漿水灰比0.5：1～1：1，雙液漿配合比1：1：1.5。

注漿材料進場時，對材料進行檢查，按不同規(guī)格、型號分類堆放，以免混用、錯用。

注漿材料按照相關(guān)標準和規(guī)范送往有相應(yīng)資質(zhì)的單位進行檢驗，出具合格報告后，方可使用。對于不合格產(chǎn)品一概退場，嚴格控制原材質(zhì)量。

現(xiàn)場配置漿液應(yīng)嚴格計量、準確配比、充分攪拌，配合比誤差不得超過1%。

③注漿控制指標。

采用注漿壓力控制為主，注漿量控制為輔的方法。注漿壓力為實測地下水水壓提高0.1～0.2MPa;注漿量應(yīng)根據(jù)不同地層的孔隙率及漿液擴散范圍、速度綜合考慮，以能夠保持注漿壓力為目的，但注漿量仍不應(yīng)小于井管填充體積的1.2倍。

④首次注漿。

關(guān)閉水泵管道閘閥，并打開注漿管路閘閥，開始首次注漿。

采用單液漿水灰比0.5：1，注漿壓力為實測水壓提高0.1～0.2MPa。

當注漿量達到井管填充體積的1.2倍時，停止注漿，開始保壓30min，期間如壓力降低應(yīng)隨時補漿以保持壓力，以保證注入的水泥漿將井管內(nèi)的地下水擠入到地層中，并充分地進行擴散。如圖6所示。

⑥后續(xù)間隔多次注漿。保壓30min后，打開水泵管道閘閥，放出部分漿液，通過檢測比重，來判斷井壁透水性的大小及泥皮的形成效果。

如果比重小于1.5kg/L（即水灰比1：1），則需要繼續(xù)以高于實測水壓0.1～0.2MPa的壓力注入水泥漿，其水灰比根據(jù)實際情況進行調(diào)整，其目的是要保持井內(nèi)漿液水灰比不小于1：1。并以實測水壓保持注漿壓力，保持井內(nèi)外“靜壓平衡”狀態(tài)15min后，再進行檢測。

如此反復(fù)幾次后，當井內(nèi)水灰內(nèi)能夠保持不小于1：1時，表示井壁泥皮效果已形成，井內(nèi)水泥漿在一定時間內(nèi)可以保持穩(wěn)定。此時停止注漿，保持水泵管道閘閥關(guān)閉。并按1：1.5的雙漿液配合比，注入水玻璃使?jié){液凝固，完成封堵，如圖7。

等待24h使井內(nèi)漿液充分凝固后，即可拆除注漿和水泵管道，并采用水泥漿對剩余管道進行填充。

3? 材料與設(shè)備

3.1 材料

采用的主要材料見表1。

3.2 設(shè)備

采用的主要設(shè)備見表2。

4? 安全措施

①妥善保管各種注漿材料，尤其是水泥材料、化學(xué)灌漿材料等必須存放于通風(fēng)、干燥的地方，注意防火、防潮。②施工人員必須佩戴手套（橡膠）、口罩等勞動防護用品，加強勞動保護。③嚴格按照技術(shù)交底施工，確保施工安全。④作業(yè)過程中，相關(guān)人員須做好安全保障措施，如安全帶、安全帽、反光衣等，須裝備齊全。⑤施工必須保證有足夠照明，施工處無照明死角，作業(yè)人員注意行走安全，施工時嚴禁上下拋擲工具、材料等，不得嬉戲打鬧。⑥施工過程中，必須有安全員、現(xiàn)場管理人員進行巡查，保證安全施工。⑦如遇交叉作業(yè)，需隨時注意安全，如發(fā)現(xiàn)危及人身安全的安全隱患，應(yīng)立即停止作業(yè)，撤離至安全位置，并及時向上級領(lǐng)導(dǎo)匯報。⑧在作業(yè)過程中，應(yīng)站于上風(fēng)處，避免吸入揮發(fā)的化學(xué)材料和粉塵。⑨現(xiàn)場臨時用電線路的安裝、維修、拆除應(yīng)由取得特殊工種上崗證的專職電工進行操作。⑩所有電線路采用“三相五線制”，機電設(shè)備必須按“一機一箱一閘一漏”設(shè)保護裝置。場內(nèi)禁止使用裸體導(dǎo)線，架設(shè)的電力線路應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定要求。

5? 環(huán)保措施

①為了實現(xiàn)環(huán)境保護的目標，設(shè)置專人負責(zé)現(xiàn)場環(huán)保措施的落實，確保施工現(xiàn)場符合要求。②注漿材料分類堆碼整齊，上蓋下墊，避免揚塵。③注漿完成后的廢棄漿液及材料，嚴禁隨意拋棄，指放至指定的廢水池及廢料池。④施工完成后，剩余的材料應(yīng)交至現(xiàn)場物資管理員紡一保管，嚴禁隨意丟棄。

6? 結(jié)束語

本文對承壓降水井采用的不停止降水的封堵方法，借鑒使用了鉆孔樁泥漿護壁的原理，利用水泥漿加壓的方式使降水井井壁上與地下水產(chǎn)生靜壓力平衡并形成泥皮減少井壁的透水性。很好的解決了承壓降水井封堵過程中，如何在流動的地下水中保證注漿固結(jié)效果的技術(shù)難題，并且操作簡單、質(zhì)量可靠，針對成都地質(zhì)條件情況取了良好的效果。本文采用的封堵技術(shù)可在類似的情況中推廣使用。

參考文獻：

[1]劉勇，顧冠忠.大孔降水井封井工法[J].建筑技術(shù)，2012（12）.

[2]于向吉，戴斌.雙液注漿法對超深降水井封井的新工藝探討[J].山西建筑，2012（11）.

[3]林友臣.海帶在降水井封井施工中的應(yīng)用[J].福建建設(shè)科技，2015（06）.