真空深井降水技術(shù)及其在地鐵施工中的應(yīng)用研究

文許衛(wèi)（中鐵十九局集團(tuán)軌道交通工程有限公司）

真空深井降水技術(shù)及其在地鐵施工中的應(yīng)用研究

文許衛(wèi)（中鐵十九局集團(tuán)軌道交通工程有限公司）

在社會快速發(fā)展的背景下，地鐵工程項(xiàng)目逐漸增多，其為人們的出行提供了極大的便利。本文以某市地鐵站施工為例對真空深井技術(shù)及其在地鐵施工中的具體應(yīng)用進(jìn)行了研究，希望對我國地鐵工程項(xiàng)目的建設(shè)有一定的借鑒意義。

真空深井；降水技術(shù)；地鐵施工；應(yīng)用；研究

地鐵工程項(xiàng)目施工過程中會面臨降水或者存在積水的問題，此種問題對后續(xù)施工環(huán)節(jié)產(chǎn)生很大的阻礙，通常情況下施工單位會使用自滲井和抽水管井相互配合的方法清除降水和積水，但是通過一系列的實(shí)踐證明此種方法的效果欠佳，并且疏干過程的時(shí)間較長，影響施工進(jìn)度。真空深井降水技術(shù)是一種新型的技術(shù)，其降水效果較好，下面對其具體應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 工程概況

以某市地鐵站施工為例，此地鐵站屬于地下島式，標(biāo)準(zhǔn)段的結(jié)構(gòu)為三層雙跨箱型，里程為DK11+534.000，有效站臺右線軌頂高程為16.8m，基坑面積為12.9萬m2，南塊面積為6.92萬m2，北塊面積為5.98萬m2，基坑開挖深度為16～24m，土方開挖量為221萬m2。此地鐵施工項(xiàng)目有一個(gè)換乘通道、一個(gè)消防出口、四個(gè)出入口以及兩個(gè)風(fēng)道，在主體施工和附屬項(xiàng)目施工中均使用明挖方法。

2 水文地質(zhì)條件分析

（1）地表水分析。如果在擬建場地時(shí)地表出現(xiàn)塘河分布的情況，在進(jìn)行施工前施工人員需要對塘河進(jìn)行填平處理，在填平處理完成后需要將其隔斷，將東側(cè)塘河與周圍的湖或者河進(jìn)行連通。通過實(shí)際勘察和測量確定水位標(biāo)高在1.09～1.12m之間，湖、河的水位以及相門塘的水位對擬建場地的地表水位變化有一定的影響。

（2）潛水。淺土層中含有較多的孔隙潛水，其富水性較差，并且透水性存在不均勻的情況。通過實(shí)際勘察和測量其初始水位標(biāo)高在1.13～1.24m之間，穩(wěn)定水位標(biāo)高在1.22～1.51m之間，潛水的補(bǔ)給途徑包括地表水入滲以及大氣降水兩種，通常使用空氣蒸發(fā)的排泄方法。

（3）微承壓水。微承壓水主要存在于粉砂中，其透水性較好，富水性一般。其補(bǔ)給途徑包括地下水垂直入滲和側(cè)向逕流為主，通常使用民井抽取和地下水側(cè)向逕流的排泄方法。

3 成孔成井施工技術(shù)及技術(shù)要點(diǎn)

（1）測放井位。施工人員以井點(diǎn)平面圖作為主要依據(jù)設(shè)置合理的測放井位，對測放井位進(jìn)行設(shè)置時(shí)會受一些外部因素的影響，為了最大程度的發(fā)揮其作用和效果施工人員需要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)母膭印?/p>

（2）對護(hù)口管進(jìn)行埋設(shè)。施工人員將護(hù)口管底口插入原狀土層中，在插入完成后為了有效避免護(hù)口管外壁出現(xiàn)返漿的情況可以使用黏土或者雜草將其密封，之后在距離地面0.25m位置處對護(hù)口管的上部進(jìn)行安裝。

（3）對鉆機(jī)進(jìn)行合理安裝。對鉆機(jī)進(jìn)行安裝時(shí)需要對安裝臺面進(jìn)行固定處理，并且需要保證大鉤、轉(zhuǎn)盤以及鉆孔中心成直線形式，同時(shí)保證大鉤同鉆孔的中心處于平行位置。

（4）鉆進(jìn)成孔。對深井進(jìn)行鉆孔時(shí)需要保證鉆至井底，開孔孔徑控制在560～610mm之間，與此同時(shí)為了更好的達(dá)到鉆進(jìn)垂直度的要求，在開孔鉆進(jìn)過程中需要適當(dāng)?shù)臏p小壓力并且減小轉(zhuǎn)速，對大鉤的鋼絲繩進(jìn)行吊緊處理。除此之外可以使用孔內(nèi)自然造漿成孔施工技術(shù)對泥漿的密度進(jìn)行控制，進(jìn)而提高鉆孔的效果。

（5）對鉆孔進(jìn)行清理。在鉆孔深度達(dá)到相關(guān)標(biāo)高要求時(shí)施工人員需要對鉆孔進(jìn)行清理，將其中的雜物和垃圾清除。在提鉆開始前對鉆桿進(jìn)行移動，保證其與孔底的距離大于0.45m，同時(shí)需要對孔底的泥漿沉淤的厚度以及密度進(jìn)行控制，保證孔底泥漿的厚度不超過28cm，泥漿的密度小于1.10。

（6）下管。在井管運(yùn)送至施工現(xiàn)場時(shí)施工人員需要對其進(jìn)行仔細(xì)的檢查，例如：對其質(zhì)量和濾孔符合性進(jìn)行檢查。在井管下井之前需要對孔深進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，待孔深達(dá)到要求時(shí)方可下管，并且井管的直徑要比孔徑小，將兩者的差值控制在4.5～5.2cm之間，施工人員需要保證井管之間連接的牢固性和垂直度較好，井口設(shè)置在中間位置。

（7）填礫料。在填礫料進(jìn)入鉆桿并且距離孔底0.38～0.56cm時(shí)需要對井管上口位置進(jìn)行密封處理，在沖孔的同時(shí)進(jìn)行調(diào)漿處理，通過鉆桿內(nèi)泵實(shí)現(xiàn)運(yùn)送泥漿的目標(biāo)，從而使鉆孔內(nèi)泥漿的密度有所上升。與此同時(shí)通過濾水管實(shí)現(xiàn)井管和孔壁環(huán)狀間隙返漿的目標(biāo)，在填礫料的過程中施工人員需要不定時(shí)的對其高度進(jìn)行測量，保證其符合設(shè)計(jì)要求。

（8）對井口進(jìn)行封閉處理。使用粘性土對距離地表一米的位置進(jìn)行回填處理，之后封閉鉆孔達(dá)到止水目的，最大程度的避免地表污水以及泥漿等流入井管外圍。

（9）對深井進(jìn)行清洗。清洗深井時(shí)可以借助井中的鉆桿，將鉆桿同來水的源頭進(jìn)行連接，在取出鉆桿前需要將深井內(nèi)沉淤的泥漿進(jìn)行徹底清除，待井底的水比較清澈時(shí)即可停止沖洗操作。

（10）試抽過程。待深井清洗操作完成并且水位恢復(fù)正常水平時(shí)，施工人員需要根據(jù)專業(yè)人員的計(jì)算結(jié)果將水泵放置在井中，保證水泵放置合格后進(jìn)行試抽，試抽時(shí)間為3h，對鉆孔水位的變化情況進(jìn)行密切觀察，并且需要對深井內(nèi)的水位進(jìn)行隨時(shí)測定，對降水試驗(yàn)的操作過程進(jìn)行預(yù)設(shè)，同時(shí)需要安裝水表對水流量進(jìn)行準(zhǔn)確測量。

（11）抽水試驗(yàn)。在進(jìn)行抽水試驗(yàn)前，相關(guān)人員需要對深井的最初水位進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，同時(shí)需要對觀察水位的時(shí)間和次數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置，在抽水試驗(yàn)開始前10min時(shí)每隔1min觀察一次水位；在10～30min時(shí)每隔2min觀察一次水位；在30～100min時(shí)每隔5min觀察一次水位；在100min后每隔0.5h觀察一次水位，如果在兩天內(nèi)仍然不能繪制出相關(guān)曲線需要延長抽水試驗(yàn)的時(shí)間。

（12）正式降水階段。在抽水試驗(yàn)結(jié)果符合相關(guān)規(guī)定的要求后進(jìn)行正式降水階段，當(dāng)基坑開挖達(dá)到地下水位的標(biāo)高位置時(shí)需要保證抽水時(shí)間超過半個(gè)月；在水位尚未滿足設(shè)計(jì)深度時(shí)相關(guān)人員需要定時(shí)觀察水位的變化，每天3次；在水位滿足設(shè)計(jì)深度時(shí)可將觀察次數(shù)改為每天1次。為了避免地面出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象，相關(guān)人員需要對抽出水的含砂量進(jìn)行測量。

（13）停泵拔管。在深井正式降水完成后需要使用相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備拔出管口套和濾水管，對于出現(xiàn)的孔洞使用砂礫進(jìn)行填充，并且需要使用混凝土進(jìn)行再次填充，保證孔洞被完全遮蓋，拔出濾水管可以進(jìn)行回收使用。

4 真空深井降水對附近建筑物的影響及改善對策

（1）真空深井降水對附近建筑物的影響。①在降水過程中地下水位會出現(xiàn)下降的情況，此種情況會使地基土的效應(yīng)力逐漸增加，最終導(dǎo)致土體出現(xiàn)附加壓力變形的現(xiàn)象，對附近的建筑物帶來不利影響。②在地下水位發(fā)生變化后深基坑周圍會形成一定的水力坡度，導(dǎo)致地面出現(xiàn)沉降和變形，進(jìn)而使附近的建筑物出現(xiàn)裂縫以及部分管線斷裂的現(xiàn)象。

（2）改善對策。①在施工開始前需要派專業(yè)人員對施工現(xiàn)場的實(shí)際情況和附近的建筑物進(jìn)行詳細(xì)的勘察，在設(shè)計(jì)方案時(shí)對附近的建筑物進(jìn)行充分的考慮，減少對其帶來的不利影響。②對施工現(xiàn)場已經(jīng)鋪設(shè)完成的管道和管線的具體位置和數(shù)量進(jìn)行明確，在設(shè)置降水井時(shí)需要盡量避開現(xiàn)有的管道和管線，在距離地面4m距離內(nèi)需要使用人工挖掘的方法，在保證無管道和管線后使用鉆孔進(jìn)行挖掘。③施工人員嚴(yán)格按照施工要求和施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行鉆井階段，減少塌孔現(xiàn)象出現(xiàn)的幾率。④在條件允許的情況下對單井的出水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，最大程度的降低單井抽水的強(qiáng)度，從而縮小降水井的影響范圍。⑤在降水井設(shè)置適當(dāng)?shù)臑V料補(bǔ)充管，當(dāng)砂礫被沖走后會出現(xiàn)不同大小的孔洞，此時(shí)設(shè)置的濾料就會自動對孔洞進(jìn)行填充，進(jìn)而最大程度的減少降水帶來的不利影響。

5 結(jié)束語

上文對真空深井降水技術(shù)在地鐵施工中的具體應(yīng)用過程進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，希望對我國地鐵建設(shè)單位提供可供參考的建議，提高地鐵工程項(xiàng)目的質(zhì)量，促進(jìn)我國交通行業(yè)順利發(fā)展。

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U231

A

2095-2066（2016）36-0231-02

2016-11-12

文許衛(wèi)（1988-），男，助理工程師，本科，主要從事地鐵施工技術(shù)工作。