淺析關(guān)于地下水綜合治理技術(shù)要點(diǎn)

周立學(xué)

摘? ? 要：城市軌道交通項(xiàng)目具有工期緊、工程量大、參與單位多、地層及周邊結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工工序多、工期要求高等特點(diǎn)。其中深基坑開挖過程中經(jīng)常會(huì)遇到問題就是地下水問題，如果對(duì)基坑內(nèi)地下水處置不當(dāng)，也會(huì)帶來不小的經(jīng)濟(jì)損失，為了正常的進(jìn)行基坑工程的施工，有效的治理地下水必不可少，本文主要通過上海軌道交通18號(hào)線構(gòu)建中深基坑開挖，遇到的水文地質(zhì)情況來大家介紹地下水綜合治理情況。

關(guān)鍵詞：基坑工程;地下水治理;軌道交通

1? ?工程概況

1.1? 工程概述

上海市軌道交通18號(hào)線龍陽路站位于白楊路中，龍陽路南側(cè)，跨龍匯路;站體呈南北向布置，龍陽路站為地下三層。車站主體規(guī)模為507.96m×17.66～24.50m（內(nèi)凈），南端頭井結(jié)構(gòu)總寬度為21.9m，北端頭井結(jié)構(gòu)總寬度為28.8m（內(nèi)凈）。

1.2? 水文地質(zhì)條件

（1）潛水。擬建場(chǎng)地潛水賦存在淺部土層中，③t層為潛水含水層。潛水主要接受地表水和大氣降水的補(bǔ)給，多以蒸騰方式排泄，水位受降雨、潮汛、地表水及地面蒸發(fā)的影響有所變化，淺部土層中的潛水位埋深離地表面一般為0.3m～1.5m，年平均地下水位埋深在0.5m～0.7m，設(shè)計(jì)高水位埋深0.3m，低水位埋深1.5m。設(shè)計(jì)可根據(jù)安全需要選擇相應(yīng)地下水位埋深。

本次勘察期間測(cè)得的潛水水位埋深為0.70m～1.25m，相應(yīng)水位埋深標(biāo)高2.64m～4.08m，平均水位埋深1.01m，平均水位埋深標(biāo)高3.09m。

（1）（微）承壓水。根據(jù)本次勘察，揭露的⑤1t層為微承壓水含水層;⑦11、⑦12、⑦2層為承壓含水層;⑦11、⑦12、⑦2層存在水力聯(lián)系。根據(jù)上海市工程實(shí)踐，（微）承壓水水位埋深年呈周期變化，⑤1t層微承壓水一般埋深變化范圍為3.0m～11.0m，⑦11、⑦12、⑦2層承壓水一般埋深變化范圍為3.0m～12.0m，設(shè)計(jì)時(shí)宜按安全需要選擇合適的承壓含水層水位埋深。

本工程⑤1t層僅場(chǎng)地南部分布，夾較多粉質(zhì)粘土，厚度較薄，其上部的⑤11和下部的⑤12層均為相對(duì)隔水層，⑤1t層的含水量有限，其危害性較上海一般⑤2層要小;⑦11、⑦12、⑦2層連通，施工時(shí)需重視其危害性。

勘察布置了2個(gè)承壓水水位觀測(cè)孔，并利用了原《上海市軌道交通18號(hào)線一期工程初勘3標(biāo)》的1個(gè)（微）承壓水觀測(cè)孔。

根據(jù)觀測(cè)結(jié)果，S15CW1孔處的⑦1層承壓水位埋深為5.88m（2014年6月26日～7月2日），水位標(biāo)高相應(yīng)為-1.39m，S12XW1孔處的⑦1層承壓水水位埋深為5.63m（2015年4月16日～4月22日），水位標(biāo)高相應(yīng)為-1.36m，S12XW2孔處的⑦1層承壓水水位埋深為6.37m（2015年4月15日～4月21日），水位標(biāo)高相應(yīng)為-3.00m，

2? 基坑地下水綜合治理技術(shù)要點(diǎn)分析

2.1? 潛水綜合治理分析

基坑開挖范圍內(nèi)主要以第③、④層灰色淤泥質(zhì)粘土，土質(zhì)較軟，具有高壓縮性、高靈敏度、低強(qiáng)度的特性?；娱_挖時(shí)第③層、第④層有可能發(fā)生流砂、坍塌現(xiàn)象。另外，基坑開挖范圍內(nèi)廣泛存在③t層砂質(zhì)粉土，厚約3m，其層底約位于第二道支撐處，后期第二道支撐施工時(shí)易在③t層層底位置形成較嚴(yán)重的滯水現(xiàn)象。另外，在南端頭附近基坑開挖范圍內(nèi)有⑤1t灰色砂質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土，厚度約1.7m，屬于微承壓含水層，由于止水帷幕已經(jīng)隔斷含水層，也做疏干處理。

2.2? 承壓水抗突涌計(jì)算分析

基坑開挖后，由于承壓含水層上覆土層厚度變薄，其上覆土的壓力降低。當(dāng)上覆土的壓力小于或等于承壓含水層的頂托力時(shí)，承壓水將可能使基坑底面產(chǎn)生隆起，嚴(yán)重時(shí)使土體被頂裂產(chǎn)生滲水通道，從而發(fā)生基坑突涌。

通常采用式（1）判別基坑開挖后是否處于抗底部承壓含水層突涌（以下簡(jiǎn)稱“抗突涌”）穩(wěn)定（安全）的狀態(tài)。

式（1）

式中：

[Ps]——承壓含水層頂面至基底面之間的上覆土壓力，（kPa）;

[Pw]——初始狀態(tài)下（未減壓降水時(shí)）承壓水的頂托力，（kPa）;

[hi]——承壓含水層頂面至基底面間各分層土層的厚度，（m）;

[γsi]——承壓含水層頂面至基底面間各分層土層的重度，（kN/m3）;

H——高于承壓含水層頂面的承壓水頭高度，（m）;

[γw]——水的重度，工程上一般取10（kN/m3）;

[Fs]——安全系數(shù)，工程上一般取1.05～1.20;本次取1.05進(jìn)行計(jì)算。

根據(jù)相關(guān)地質(zhì)資料可知，本場(chǎng)地揭露的承壓水為⑦層承壓水，按照不利原則，在不同的區(qū)段選取不同的參考孔作為計(jì)算參考鉆孔，計(jì)算時(shí)⑦層承壓水位標(biāo)高暫取水勘報(bào)告提供不利值-2.09m（2015年8月）。基坑底板抗突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果詳見表1。

備注：（1）根據(jù)基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)資料，基坑地面設(shè)計(jì)標(biāo)高為+4.30m;（2）坑底下主要土層為⑤12層和⑥層，根據(jù)詳勘報(bào)告，⑤12層重度取17.9kN/m3，⑥層重度取19.3kN/m3。

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，在安全系數(shù)取1.05的下，本工程在初始承壓水位標(biāo)高取-2.09m的情況下，主體基坑需考慮對(duì)⑦層進(jìn)行降壓處理。根據(jù)計(jì)算基坑開挖時(shí)基坑穩(wěn)定臨界開挖絕對(duì)標(biāo)高為-10.99m。即：當(dāng)基坑開挖絕對(duì)標(biāo)高等于或大于-10.99m時(shí)，需考慮對(duì)坑內(nèi)進(jìn)行⑦層降壓處理。

換乘通道也需考慮對(duì)⑦層進(jìn)行減壓處理，降壓幅度為2.83m～4.54m?；臃€(wěn)定臨界開挖絕對(duì)標(biāo)高為-11.15m。

2.3? 承壓水綜合治理技術(shù)分析

針對(duì)本工程承壓水綜合治理主要包括以下幾點(diǎn)：

（1）本工程場(chǎng)區(qū)承壓水層厚度大，超過30m，滲透性強(qiáng)，且其涌水量大，水文地質(zhì)勘察實(shí)驗(yàn)期間45m實(shí)驗(yàn)井出水量達(dá)到80m3/h，，同時(shí)根據(jù)單井恢復(fù)數(shù)據(jù)可知，觀測(cè)井水位恢復(fù)10%為3min，恢復(fù)50%在30min以內(nèi)，當(dāng)停抽24h后，水位基本恢復(fù)到位，后期正式減壓降水運(yùn)行前施工現(xiàn)場(chǎng)需配備兩路工業(yè)用電或自啟動(dòng)備用電源，避免后期減壓降水時(shí)斷電風(fēng)險(xiǎn)，正式減壓降水運(yùn)行前需進(jìn)行備用電源切換演練。

（2）由表1可知，本工程基坑降壓幅度大，最大達(dá)到18.70m，離⑦層也就4m，基坑減壓降水屬于懸掛式止水帷幕降水，對(duì)坑外水位降幅的控制極為不易。

（3）本工程主體基坑安全及環(huán)境保護(hù)等級(jí)均為一級(jí)，基坑圍護(hù)體系墻址插入⑦層承壓含水層內(nèi)約20m，但由于⑦層承壓含水層由⑦1層、⑦2層共同組成，厚度約達(dá)36.5m，圍護(hù)深度難以隔斷⑦層承壓含水層，基坑減壓降水屬于懸掛式止水帷幕降水，抽取承壓水對(duì)周邊環(huán)境將產(chǎn)生一定影響，本工程周邊建筑密集，地下管線眾多，周邊環(huán)境極其復(fù)雜，因此抽取承壓水問題極需慎重。因此本工程需在降水運(yùn)行過程中隨開挖深度加大逐步降低承壓水頭，避免過早抽水減壓。在不同開挖深度的工況階段，合理控制承壓水頭，在滿足基坑穩(wěn)定性要求前提下，防止承壓水頭過大降低，這將使降水對(duì)周邊環(huán)境的影響減少到最低限度。在基坑周邊需合理布置回灌井和坑外觀測(cè)井，后期承壓井運(yùn)行期間采用抽灌一體化設(shè)計(jì)機(jī)理，按坑外觀測(cè)井水位變化來合理分配回灌量，將坑外承壓水位控制在一個(gè)安全范圍。

（4）考慮到止水帷幕、樁機(jī)施工及基坑加固對(duì)地層的影響，同時(shí)也便于了解后期承壓水運(yùn)行工況，，需進(jìn)行抽水試驗(yàn)和回灌實(shí)驗(yàn)，以進(jìn)一步優(yōu)化降水設(shè)計(jì)方案。

3? 地下水綜合治理的預(yù)防措施

（1）強(qiáng)調(diào)地質(zhì)資料的重要性，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)對(duì)開挖范圍內(nèi)及鄰近場(chǎng)地的地下水特征等水文地質(zhì)資料進(jìn)行查明，為降水方案的設(shè)計(jì)提供全面、準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。

（2）相關(guān)工作人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)中提出針對(duì)性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)方案，擇優(yōu)選擇。

（3）盡可能在條件許可沉降分析對(duì)建（構(gòu)）筑物無重大影響時(shí)采用降水方法。

（4）要有預(yù)見避免重大事故發(fā)生的情況，做好各種搶線措施的準(zhǔn)備工作。

（5）施工隊(duì)伍的管理和素質(zhì)也非常重要，在人員配置上要盡可能做到完美，另外，要提高測(cè)試人員的綜合水平，降水過程中工程監(jiān)測(cè)工作必不可少。

4? 結(jié)束語

深基坑開挖過程中經(jīng)常會(huì)遇到問題就是地下水問題，如邊坡失穩(wěn)、坑底隆起與管涌等，如果對(duì)基坑內(nèi)地下水處置不當(dāng)，也會(huì)帶來不小的經(jīng)濟(jì)損失，為了正常的進(jìn)行基坑工程的施工，有效的治理地下水必不可少，因此，地下水的防治是深基坑工程施工中事關(guān)全局的重要工作。文章就對(duì)基坑的地下水施工的綜合治理進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，以供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張濤.試論深基坑工程地下水治理方案及其影響[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014（14）.