地铁超深基坑坑内降水及降水井封堵施工

张海东

摘要：深基坑降水是满足地铁结构施工安全的前期主要准备工作，深基坑内降水井在结构施工完成后需要进行封堵，其封堵后要满足地铁防水施工的要求。在地下水资源宝贵的今天，既要降低地下水，又不浪费资源是地铁结构防水施工的最佳效果。本文结合工程实例，探讨解决上述问题经济合理、行之有效的施工方法。

关键词：基坑内降水防水降水井封堵

中图分类号：TV551.4文献标识码： A

一、工程概况

1.1风井工程概况

关庄站～望京西站区间风井为地下4层3跨箱形结构，结构宽度约为18.6m，长度约为21m，高为26.7m，顶部覆土约4.7m。采用明挖法施工，基坑深约31.6m，局部（泵房处）基坑深约34.3m，采用钻孔灌注桩+内支撑作为围护结构，局部采用混凝土挡墙。

1.2工程地质

风井结构主要位于第四纪全新世冲洪积层和第四纪晚更新世冲洪积层，穿越地层有粉土质素填土①层、杂填土①1层、粉细砂③层、粉土④2层、细中砂⑥3层、中粗砂⑦1层、粉细砂⑦2层、粉土⑧、⑦圆砾卵石，底板为圆砾卵石层，本风井工程场地范围内无不良地质作用。

1.3水文地质概况

本区间风井勘察深度范围内分布3层地下水。分别为潜水（二）、层间水（四）、承压水（五），其中对区间风井基坑开挖有影响的为潜水（二）和层间水（四），详细情况如下：

潜水（二）：水位埋深：4.65～7.40m，水位标高：34.82～32.02m，含水层为粉细砂④3层、粉土④2层。

层间水（四）：水位埋深：25.78～26.70m，水位标高：13.79～12.89m，含水层为粉细砂⑦2层、圆砾卵石⑦层。

承压水（五）：水位埋深：34.81m，水位标高：4.61m，含水层为卵石圆砾⑨层、中粗砂⑨1层，水头高约4.0m。

二、降水方案

区间风井开挖至地下30m左右，进入圆砾卵石层内，发生透水情况，且水量较大，基坑周边降水井不能有效降低地下水位，且风井底板设有废水泵房，需要局部深挖2.4m，因此采用基坑周边和基坑内布置降水井相结合的方法，在基坑内废水泵房周边设置8眼降水井，在结构底板施工完后再进行封堵。降水井深为底板垫层以下3m，进入粉质粘土层，井间距3.5~6m。具体井位详见附图。降水周期为自基坑施工起至风井结构施工完毕；降水作业完成后，须采用水泥砂浆封闭井点。根据现场水文地质条件和类似的工程的降水经验，采用无砂水泥管井降水方案。

风井基坑内增设降水井平面布置图

三、井点降水井施工要求

（1）地下水位应降至基坑底最低高程1m一下。

（2）每个集水井应配备1台水泵，做到随集随排，严禁排出的水回流入基坑；至少配备1台备用水泵。

（3）降水作业持续至主体结构顶板回填完毕。

（4）施工中发现地下水情况与设计资料不符，应及时反馈给设计以便调整降水方案。

（5）降水过程中须严密监控周边环境变化，若影响较大时，应采取回灌措施。

四、施工工艺及施工方法

4.1降水井施工

4.1.1工艺流程

场地平整—测量施放井点—钻机就位-成孔—充填滤料—洗井—下放水泵—抽水。

降水施工工艺流程图

4.1.2主要施工方法及技术要求

1、测量定井位：根据降水设计方案提供的井位图及设计图的坐标控制点，施放降水井井位。井位偏差≤50mm，若遇特殊情况(比如地下障碍、地面或空中障碍需调整井位时，应及时通知技术人员在现场调整。为保证安全，定井位后应挖探坑以查明井位处有无地下障碍物，挖探坑的平面尺寸应和钻孔钢护筒相近(稍大一点)。

2、成孔：采用直径600mm反循环钻机成孔，泥浆比重〈1.05。下管前保证井底沉渣厚度不大于20cm，方可下放滤管。

3、井管安装：井管安放严格按现场技术交底进行，用4根竹片，10号双铁丝捆绑；管口内壁不错位，选择透水性良好的滤管安装于含水层对应部位。

4、填砾：填砾前井管必须居中，使填砾厚度均匀，滤料应从井管两侧慢慢对称填入，以防滤料中途卡塞及井管错位。在填滤时如发生井口反砾现象，应及时停止填砾，查明原因进行处理。

5、洗井：洗井为关键性工艺，在滤料充填完之后，要立即进行洗井，洗井采用井管外注清水循环法工艺，抽、停交替，直至水清砂净为止。洗井结束前测量井深，清理井底，使井底沉淀小于0.3-0.5m。

6、下泵：下泵前将井底铺20cm~50cm滤料，水泵直接坐落的滤料层上。

7、井点保护：降水井施工完成后，降水井井管应高于地坪20—50cm，并加井盖予以保护，避免杂物落入井内，以免破坏。

8、观测记录：应及时、准确地记录观测井水位，以此检验施工方案的正确性。必要时对方案作适当调整，以确保基坑降水效果。

4.2降水井封堵

由于本工程地下水量较大，基础底板浇筑混凝土时须连续抽水，考虑采取分阶段进行封堵。防水层施工前封堵井口，结构浇筑后在封堵抽水管。

（1）在基础垫层施工前封堵

将无砂管井壁剔除到垫层标高，在井口部位用钢板加工封口板，中间穿洞，保证抽水管穿过，防水卷材包住抽水管，并用卡环扣紧，以防地下水从管壁流出，上部设防水法兰和阀门，防水法兰盘上下各设一层防水加强层，阀门后接管排水，此处排水管应为细管，并焊有止水法兰盘，浇筑完垫层砼，底板防水卷材采用法兰可靠的封口。

（2）基础底板施工前封堵

由于此时基坑内还有降水井在抽水，地下水不会上涨影响结构施工，底板钢筋绑扎完成后，抽水管周边1m2范围底板砼分两层浇筑，第一层浇筑至抽水管阀门下方，不少于500mm厚位置，待整个风井结构全部施工完成后，停止抽水并将阀门关闭，切断阀门以上水管，立即浇筑该部位底板混凝土，连同抽水泵一起封入井内，完成封井。

降水井分步封堵做法图

5、结论

遇到水量很大地层的深基坑，采取坑内坑外降水相结合，可以有效降低地下水，保证结构在无水条件下施工。但在结构施工完成后，对降水井的封堵是一个较为关键的施工技术，本工程根据现场情况、施工条件采取既经济合理又行之有效的方案很好的达到防水目的。