谈福州地铁1号线葫芦阵站深基坑降排水方案

左凯生

(中铁三局第二工程有限公司，河北石家庄 050031)

在地下工程开挖施工中，基坑降水往往是决定深基坑工程施工成败的一个重要因素。基坑降水的方法很多。选择降水方法要求技术上可行，经济上合理。本文结合福州市地铁1号线葫芦阵站铁站基坑降水实践，详细介绍了相关施工技术，以期为同类工程借鉴与参考。

1 工程概况

葫芦阵站位于福州市则徐大道与高旺路交叉口处，沿则徐大道南北方向布置。车站为10.5 m地下2层岛式车站，车站中心里程为SK17+919.00，主体结构尺寸:长195 m，宽17.8 m。主体围护形式采用地下连续墙，基坑开挖深度标准段约为15.9 m，端头井深度为17.66 m～17.64 m左右，支撑形式为第一道钢筋混凝土支撑，其余为φ609钢管支撑。

车站开挖影响范围内地基土划分为9个工程地质层，18个工程地质亚层。地质情况自上而下为:①-1杂填土;②粉质粘土;③-1淤泥;③-2细砂夹淤泥;④粉质粘土;④-J中砂;⑤-1淤泥质土;⑤-2细砂含淤泥;⑤-3淤泥质土夹细砂;⑦粉质粘土;⑦-J中砂;⑧-1淤泥质土;⑩-J中砂等。大部分底部坐落在⑤-3淤泥质土夹砂层，局部坐落于⑤-1淤泥质土层，连续墙趾大部分落于⑧-1淤泥质土层。

2 降排水井设计与施作

2.1 地层渗透性分析

车站所在地为松散岩类孔隙潜水、松散岩类孔隙承压水二类。松散岩类孔隙潜水主要赋存于场区表部填土、浅部黏性土中，潜水稳定水位埋深为1.50 m～3.10 m，高程为3.63 m～5.54 m，潜水位年动态变幅一般在1.0 m左右，松散岩类孔隙水承压水主要赋存于场地内的④-J中砂，⑤-2层细砂，⑦-J中砂，⑩-J中砂，局部富水性较好，具承压性。

松散岩类孔隙承压水主要赋存于场地内的④-J中砂、⑤-2层细砂、⑦-J中砂、⑩-J中砂，局部富水性较好，具承压性。其中:场地内的③淤泥、④粉质粘土，渗透系数较小，为微透水、不透水层，组成④-J中砂层承压含水层的隔水顶板;含水层下部的⑤-1层淤泥质土、⑤-3层淤泥质土夹砂，为微透水，组成该含水层的隔水底板，承压水测压水位埋深为3.50 m～3.99 m，高程为2.18 m～3.15 m，为强透水层;④粉质粘土、⑤-1层淤泥质土组成⑤-2层细砂含淤泥承压含水层的隔水顶板，⑤-3层淤泥质土夹砂、⑦粉质粘土组成该含水层的隔水底板，承压含水层场区内呈透镜体状均有分布，承压水测压水位埋深4.67 m，高程为1.63 m，为中等透水层。⑤-3层淤泥质土夹砂、⑦粉质粘土组成⑦-J层中砂含水层的隔水顶板，⑧-1层淤泥质土、⑩粉质粘土组成该含水层的隔水底板，承压水测压水位埋深3.50 m，高程3.25 m，为强透水层。

2.2 降水类型选定

鉴于本基坑连续墙趾大部分落于⑧-1淤泥质土层，水的流动性差、渗水性不强，经过对地层、承压水及基坑挖深的各种因素分析，本车站明挖基坑采用坑内井点降水为主、明沟排水为辅的方法。施工时根据具体情况设置排水沟，在排水沟中每隔20 m左右设一个直径为0.8 m的集水井，集水井低于排水沟底0.8 m，集水井内水应随集随排。为了防止地表水流入基坑，在基坑东侧压顶梁外侧设置1道截水沟，每隔50 m左右设置一集水井，将截水经过沉淀后排入市政管道内。地表截水沟的尺寸为0.4 m高，0.4 m宽，采用0.1 m的C15混凝土模筑。截水沟设置2%的坡度由北向南下坡;地表集水井的尺寸为0.8 m高，0.8 m宽，采用干砖砌筑，内侧采用15 mm厚的M10砂浆抹面。地表集水井较地表截水沟低0.5 m。

2.3 坑内降水井布设

设降水井是为了降低地下水水头，加固基坑内和坑底下的土体，提高基坑内土体抗力，防止开挖面的土体隆起，改善土体开挖运输性能。同时，疏干坑内地下水，方便挖掘机和施工人员在坑内施工作业。因此，要求在土方开挖前15 d左右进行，同时观测地表沉降。

本降水系统首先通过深井滤管汇集周围土层中地下水，再用大扬程深水潜水泵抽水的方式，降低地下水水位到基坑开挖深度以下0.5 m。降水井设置为承压水降水井和疏干管井降水井两种，共设置22口，钻孔直径为800 mm。承压水降水井在北端头往南方向布置6口，间距13 m，深度为27.7 m～28.2 m，疏干管井接着承压水降水井布置，间距20 m，深入基底5 m。

2.4 降水机具与设备

1)井管:井管由滤水管、吸水管、沉砂管三部分组成，为φ500 mm的无缝钢管。滤水管在钢管上分三段开孔，并在开孔的管壁上焊φ6 mm垫筋;吸水管及沉砂管与滤水管直径相同，沉砂管下端用钢板封底。2)水泵:选用扬程25 m的潜水泵。3)排水管:用φ500 mm混凝土管，并设0.3%的坡度，与附近下水道接通。

2.5 降水井施工

降水方案制定及降水机具选定后，现场进行试成井，然后抽水试验提取相关降水参数，分析抽水效果，优化并调整降水井的位置和数量。其工艺流程见图1。

图1 降水井施工工艺流程图

1)成孔钻进:根据现场地质条件，钻孔采用GPS-10型水文钻机清水钻进成孔，降水井开孔孔径为800 mm，上下孔径相同。施工中注意观察返浆，记录地层情况。需要注意的是:为保证抽水效果，钻到设计孔深后，再超钻50 cm～80 cm，但仍停在原位进行清水循环，以返清孔内沉砂，减少沉淀。最后通过返浆观察即可确定起钻时间。

2)管井安装:井管外包一层40目尼龙网，安装时，先放一端封死的滤管，再依次对接，对接对直，使井管位于井孔中央，井管与孔壁间间距不小于150 mm。

3)滤料填充:首先在井管内下入钻杆，离孔底0.30 m～0.50 m，然后井管上口加闷头密封，再从钻杆内泵送泥浆进行冲孔与稀释，最后在管井与孔壁之间填2 mm～4 mm绿豆砂。

4)封闭井口:滤料填至距孔口1 m时用粘土封闭。

5)抽水洗井:提出钻杆前接上空压机抽水洗井，待井能出水后提出钻杆再用活塞洗井，活塞从滤水管下部向上拉，将水拉出孔口，当活塞拉出的水基本不含泥砂后，再用空压机抽水洗井。

6)安泵试抽:成井施工完成后，安装抽水与排水系统，并试抽水。采用真空泵与潜水泵交替抽水。

7)井外排水:基坑内用管道将水排至基坑外事先修筑的明沟(渠)内，过滤后再排入场外市政管道中。

2.6 降水井的过程处理

在基坑开挖过程中，降水井随着基坑分层开挖随时切割降水井井管。开挖至基坑底用混凝土封闭降水井井管口。葫芦阵站主体结构施工顺序为从南北两头往中间施工，边施工边封堵降水井(封堵不严密时可埋暗沟往中间降水井引)，待施工到最后一块板时，预留中部2口降水井，将井口四周防水做好后，用φ150钢管将抽水泵管引出，钢管中部焊上止水钢片，浇筑完底板混凝土后根据实际需求进行降水，保证水位在底板以下0.5 m。待整个底板侧墙混凝土浇筑完成且达到设计强度后，可将这两口井用注双液浆的方法封堵死，钢管部位用高一标号的微膨胀防水混凝土填满。

2.7 基坑内排水

基坑在开挖过程中，考虑基坑较宽，在中部设一排水沟槽，每25 m设一集水井，再用水泵抽入地表沉淀池再外排。

3 质量控制与措施

1)降水质量控制:井点使用时，基坑周围井点对称、同时抽水，使水位差控制在要求限度内;备用发电机组，采用双线路供电系统;经常观测水位变化、定期检查电缆线路。

2)防止地表沉降:加强观测，防止地面过量沉降，一旦发现水位观测孔中的水位、水量变化异常、局部区域出现超降现象，停止降水，立即采取坑外回灌等措施，以保持坑外地下水位。

3)防止异常情况:若降水井未能降水，查明原因，及时增加降水井数量，确保基坑内水位在基底以下0.5 m;若降水井在土方开挖过程中被破坏，及时采取明排措施，将水汇集到一点，集中抽出。

4 结语

降水方案研究是一项理论性、实践性很强的工作，要充分掌握场地水文地质条件，考察临近工点的降水经验，从而制定有效、合理的降水方案，以确保工程安全顺利地进行。葫芦阵站基坑通过对降水方案的选定，强化成井施工质量，加强降水过程控制，保证了基坑稳定，实现了基坑内无水作业，在整个基坑施工过程及后期的观测中，降水效果良好，实践证明这种深井井点与明排水相结合的方法进行深基坑降水，简单易控、经济合理。

［1］ 何小亮，王志硕，胡向阳.西安地铁三号线某车站基坑降水设计［J］.地下水，2011，33(1)：12-13.

［2］ 柳利丽，胡长明，梅 源.黄土地区地铁车站深基坑降水设计与施工［J］.建筑技术，2011，43(1)：55-56.

［3］ 黄木田.地铁车站深基坑降水施工实践［J］.现代地市轨道交通，2011(3)：58-59.