地鐵車站基坑降水施工技術(shù)研究

唐曉

摘 要：隨著時代的快速發(fā)展，越來越多的人口涌入城市當中，這給本就擁擠的城市交通帶來了更大的挑戰(zhàn)，而地鐵作為一種地下交通方式，可以有效緩解這一局面，可是地鐵工程具體施工過程中如果地下水位較高且地質(zhì)條件不好的話，很容易引發(fā)塌方事故，不但給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟損失，而且還有可能導致人員傷亡。

關(guān)鍵詞：地鐵車站;基坑降水;施工技術(shù)

文章編號：2095-4085（2020）05-0096-02

1 工程概況

1.1 工程簡介

該工程位于某市的一個交叉路口，作為和后期的地鐵4號線換乘點，該車站整體結(jié)構(gòu)都采用的框架設計模式，兩層三跨箱型站體，并設置了停車線和交叉渡線。車站的南面是兩座高層建筑，北面是綠地和道路，整個施工過程采用的明挖法。標準段的基坑深度為23.1m，深度為16.6m，基坑開挖的深度達到了20.22m，盾構(gòu)井的寬度為27.3m，主體頂面土層厚度約為3m。整個車站主體隧道都采用的盾構(gòu)作業(yè)，在車站兩端還分別設置了盾構(gòu)井，外側(cè)采用降水井和三軸攪拌樁止水帷幕進行排水[1]。

1.2 地質(zhì)、水文條件

1.2.1 地質(zhì)條件

結(jié)合本工程施工區(qū)域地形地貌特征以及現(xiàn)場鉆探所揭示的地層狀況確定該車站屬于黃河沖洪積平原，地基土在50m范圍內(nèi)都屬于第四系沉積地層，在實際開挖過程中會遇到的主要包含有粉質(zhì)黏土、雜填土和粉砂，換乘節(jié)點底板主要出于細砂層當中，三軸攪拌樁止水帷幕和地連墻出于粉質(zhì)黏土層當中。

1.2.2 水文地質(zhì)條件

距離該地鐵車站最近的地表水深度可以達到3.5m。施工區(qū)域上層的土壤主要為粉質(zhì)黏土和粉土，屬于弱透水層，而且這里最近地表水底部鋪設了膨潤土防滲毯。地下水徑流、水位、補給、動態(tài)特征和排泄條件主要都是粉粉砂、粉質(zhì)黏土層、砂（黏）質(zhì)粉土和細砂，富水層和透水層都屬于弱中等，主要的補給水源為地下水徑流和大氣降水，由于地面長時間之后出現(xiàn)了一定的硬化現(xiàn)象，下滲量不太大，所以最為重要的補給方式就成了地下水徑流。

2 降水工作中的常見問題

2.1 施工作業(yè)難度大

根據(jù)以往經(jīng)驗總結(jié)，地鐵車站基坑降水施工過程中常見的兩個難題如后。（1）將換線部分車站建設成一個封閉的空間。（2）車站深入距離太大。

2.2 容易發(fā)生突發(fā)情況

基坑降水處理是地鐵工程建設過程中非常重要的一項內(nèi)容，但地質(zhì)條件存在一定的不確定性，每個施工階段的降水施工難度也各不相同，想要保證整個施工過程中降水施工質(zhì)量，就必須要提前預設可能會出現(xiàn)的各種突發(fā)狀況，并做好提前防控。

2.3 技術(shù)不夠先進

地鐵車站基坑降水施工過程中需要解決兩層地下水問題。（1）包含有大量鵝卵石的水層，該層厚度比較大，水分不是太豐富。（2）更深一層的地下水，相比較第一種而言，該層厚度減小了一些，但水分卻增加了不少。由于地鐵工程大多數(shù)路段都處于地下，所以需要解決地面上的建筑和設施問題，而此過程需要用到先進的現(xiàn)代化科學技術(shù)。

2.4 施工時間不充足

地鐵工程施工周期一般都比較緊迫，而且需要投入大量的資金，為了填補城市的資金運營缺口就需要盡快完成施工投入運營，給施工企業(yè)帶來了很大的壓力，要求在保證施工質(zhì)量基礎(chǔ)之上盡快完工。

3 基坑降水設計方案

3.1 降水作用

基坑降水最主要的一個目的就是避免發(fā)生滲水現(xiàn)象，為明挖法施工作業(yè)創(chuàng)造一個干燥的作業(yè)環(huán)境，提高施工過程基坑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，同時也便于土層顆粒流失，避免流砂現(xiàn)象的發(fā)生。隨著被動區(qū)土抗力的不斷增大，還可以將體系變形程度降至最小，更好地避免了基坑坍塌事故的發(fā)生，提升其抗剪強度和穩(wěn)固性能。

3.2 基坑降水范圍及方案

在具體施工過程中，基坑的外側(cè)設置了地連墻和三軸攪拌樁落地式止水帷幕，并將其深入到了弱透水層黏質(zhì)粉土當中，降水作業(yè)預計降低地下水位到結(jié)構(gòu)底板下1m左右，這樣可以對黏質(zhì)粉土和粉質(zhì)黏土當中的粉砂和孔隙潛水進行有效的疏干。打好降水井之后，在確定粉砂、砂質(zhì)粉土和細砂土層降水影響半徑和綜合滲透系數(shù)的時候一般采用的單井潛水-承壓水方式。基坑止水則采用止水帷幕+地連墻方式，實踐證明這種止水方式可以取得非常不錯的效果，樁的深度確定為32m，完全深入到了粉質(zhì)土層當中，粉質(zhì)黏土層達到了7m厚度，滲透系數(shù)確定為每天0.04m，我們完全可以將其視作不透水底板，在具體排水過程中也只能依靠大氣降水給予少量的補充[2]。

3.3 降水井施工

地鐵車站基坑降水施工技術(shù)應用過程中，包含了很多環(huán)節(jié)，主要分為以下幾個步驟。（1）埋設護筒，測放井位，從開挖一直到原狀土都采用人工開挖方式，泥漿池選用圍護樁施工方式，準備好鉆機并進行調(diào)試，在開始鉆孔之后還要由專業(yè)人員對泥漿指標進行嚴格把控，盡可能降低洗井難度，提升降水處理效果，一般情況下需要將垂直度誤差控制在1%以內(nèi)，井徑誤差控制在20mm以內(nèi)。（2）清孔換漿。在下放無砂濾管之前向其中注入清水，然后進行清孔置換泥漿操作，在此過程中泥漿的比例需要控制在1.05到1.10之間，沉渣指標控制在200mm以內(nèi)，并保證孔深可以滿足設計要求。濾水管放置的時候采用吊車，并利用混凝土托墊對首節(jié)井管管底進行封堵處理，接口處采用8號鐵絲進行綁扎，并用4根竹片進行連接，濾管還需要用200目的尼龍網(wǎng)進行包裹，以更好地保證最終降水效果，井管的吊放過程一定要保證其垂直度。（3）用礫料進行填充。在井管放置好之后便可以抽出鋼絲繩，然后對井管位置進行校隊并實施固定處理，之后就可以填入礫料，就本工程來看，采用的5mm干凈的礫料，并確保其含泥量不超過3%，整個下料過程都要均勻，并避免井管出現(xiàn)歪斜，濾料的投入不得少于95%，然后在含水層頂板3m～5m的位置進行黏土回填，封孔必須要在2m以上[3]。（4）采用空壓機自上而下進行洗井作業(yè)，洗井管嚴禁采用軟管，一定要采用鋼管，并選用并列式或者是同心式的洗井裝備，在放入水泵的時候一定要緩慢，嚴禁一次性放入井底，否則很容易破壞井管，導致涌砂現(xiàn)象的發(fā)生。（5）試抽。在距離井底超過1m的位置安裝潛水泵進行試抽，為了確保施工過程的安全性，還應該在電路中設置水位繼電制動裝置和漏電保護系統(tǒng)，整個抽水過程必須要連續(xù)不間斷。如果抽水過程中發(fā)現(xiàn)含沙量太大，則應該重新洗井。

3.4 監(jiān)測周邊環(huán)境

在基坑排水作業(yè)過程中，需要工作人員對周邊環(huán)境進行嚴密監(jiān)測，并詳細記錄變化曲線，做到實時準確掌控施工區(qū)域周邊的環(huán)境動態(tài)變化狀況，預測未來發(fā)展趨勢，及時消除施工環(huán)境中存在的各種隱患，確保工程施工過程的安全順利推進。

3.5 降水井施工后期處理

降水結(jié)構(gòu)一般都屬于輔助工程，在降水作業(yè)完成之后就會拆除，在切斷電源前提之下拆除井下的電纜和水泵，然后利用粗砂對坑外降水井進行回填，地表部分按照原有的地貌進行恢復?；又行牡慕邓靥钭鳂I(yè)一般采用微膨脹混凝土，并用鋼捫板對上方進行封堵處理，同時還需要恢復好路面原有的電纜和排水管設施，特殊區(qū)域采取一定的保護措施。除此之外還要注意，在廢水池的邊界范圍內(nèi)，對基坑的范圍設定以及開挖工作，無論是開挖三眼淺井，還是修建管井以及一系列的施工工作，都必須注意保持基面的干燥，只有保持基面干燥，才能確保工程順利進行。另外，在底板墊層進行澆筑工作時，采取封堵的形式，取得了預期的效果。

4 結(jié) 語

總而言之，隨著科學技術(shù)水平和人們生活質(zhì)量的不斷提升，道路交通壓力越來越大，這就需要修建地鐵工程，而基坑降水又是地鐵施工過程中必不可少的一項內(nèi)容，我們應該加大對該項技術(shù)的研究力度，促使我國交通運輸行業(yè)的快速發(fā)展。

參考文獻：

[1]劉利斌.地鐵車站深基坑開挖的監(jiān)理管理方法探析[J].福建建材，2018，（07）：109-110，108.

[2]李安東.臨近建構(gòu)筑物地鐵車站基坑降水施工設計與風險管理[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2018，45（13）：44-45.

[3]王中.地鐵車站基坑降水開挖地表沉降規(guī)律及其控制方法研究[D].太原：太原理工大學，2018.