地铁降水常见问题及解决方法

■周荣贵 ■中铁大桥局集团第七工程有限公司，湖北 武汉 430056

近几年随着城市化的日益推进，发展城市公共交通、缓解交通拥挤，是当前各大城市急需解决的问题;地铁以其运量大、可充分利用地下空间以及战时可充当人防结构等优点很快得到人们认可，然而一般车站都属于深基坑工程要解决基坑开挖问题首要就是基坑支护及降水工程，降水工程一般以在基坑内外布置适量降水井降低地下水到基坑开挖面以下0.5－1.0米为要求进行设计。

1 管井降水质量通病防治措施

1.1 施工过程产生的问题

降水井施工质量的好坏直接影响以后降水效果，施工过程经常出现的问题有:

(1)斜孔:斜孔一方面造成井管倾斜影响单井出水量;另一方面经常由于水泵晃动碰击井壁管造成线路破损而不能正常抽水。

(2)抽水井管安装:抽水井管的管径应符合单井出水量要求、其安装深度应不小于根据影响半径计算的尺寸。

处理措施:钻头采用腰箍型，保证钻头方向竖直向下。检查所有钻杆是否垂直，成孔过程中要检查钻机水平情况，不少于3次，注意减少晃动;发现偏斜及时调整。在钻头上部加配重钻杆，钻进中使钻杆重心在底部，以确保垂直度。对于井管加强作业管理人员的教育，严格检查抽水井管安装尺寸，保证泵底标高符合设计要求。

1.2 设计中容易忽略的问题

正常降水设计是考虑了维护结构100%有效的情况下根据勘察报告提出的单井出水量、渗透系数、影响半径等对基坑进行降水设计，理论上是没有太大问题的，但是往往忽略了如下问题:

(1)大部分情况基坑维护结构以及外围止水帷幕还是会因为施工中各种各样的原因导致产生缺陷的。

(2)往往不对勘察报告中水文地质条件进行验证，导致设计参数取值不准确进而影响降水效果。

(3)基坑内井位布置很随意，没有针对性。

处理措施:针对维护结构缺陷人为在基坑外围布置一定数量降水井，局部如果维护结构漏水，就近开启减压再进行人工封堵;降水井施工前应先打几口试验井以验证设计参数，井位布置应梅花形布置。

1.3 降水井滤料及洗井质量的影响

填筑滤料是形成人工反滤层，洗井的目的是清除井内泥浆，破坏井壁附着的泥皮，钻探渗入含水层中的泥浆和细小颗粒，使过滤器周围形成一个良好的透水人工过滤层，以增加井的出水量和透水性。滤料级配、质量不好以及洗井不到位会影响单井出水量。

处理措施:滤料级配要合理、均匀表面应干净不能加泥，填筑前应向井管内送入清水，使孔内泥浆稀释;砾料粒径规格符合设计要求，砾料需纯净，不含泥土杂物;备足砾料和粘土，使之能一次填筑完成;备好填料运输工具，尽可能缩短填筑时间。洗井可视孔内泥浆稠度，含水层特性与成井时间，先可采用机械方法(如活塞、空压机等)洗井，最后可采用水泵抽水洗井，洗井至水清砂净，出水量满足设计要求为止，洗井时应同步进行降水井与水位观测井的水位观测。

1.4 降水引起周边环境发生变化

理论上基坑开挖及降水后，承压水位降低将使周边土层产生附加荷载而导致相应的沉降，对周围建筑物及市政设施会构成不同程度的

ΔSw—为承压水水位下降引起的地面沉降量(mm);

Ms—经验数值(与水压力的减压回弹和压缩模量取值有关)，取0.2～0.5;

δwi—水位下降引起的各计算分层有效应力增量(kPa);

Δhi—受降水影响地层的分层厚度(cm);

Esi—为第i层的压缩模量(MPa)。

该公式没有考虑上部土层垂直向水头分布的差异，也不考虑沉降量随时间的变化，它仅为按弹性理论得到的最终固结沉降，这跟实际情况往往有较大出入;如何避免较大的抽水沉降是降水设计应考虑的重要问题之一。

处理措施:在合理的降水设计和良好的施工质量的前提下，降水引起的地面沉降量一般小于预测计算值，且沉降比较均匀。即使如此，亦应充分重视对进行深井降水对周围环境可能造成的不利影响。在深基坑开挖过程中，应根据挖土程序的需要及基坑的施工进度，合理调整抽水井开启数量，减小基坑周边水位降幅;并定期检查降水井含砂率;控制含砂率异常降水井的抽水时间。

1.5 降水井运行过程的管理

降水井运行期间的管理和维护至关重要，运行期间常常因为维护人员粗心、水泵电机、线路故障、、排水管道安装缺陷、临时停电以及土方开挖等原因造成各种影响降水正常进行的问题。

处理措施:(1)降水随着每层土方的开挖，其坑内水位应控制在开挖面以下1.5m，具体水位的控制深度，根据每层土方的开挖情况确定。降水井的开启应根据开挖范围合理使用，开挖范围内提前降水，未开挖部分根据观测井水位，选择性降水。(2)对于施工现场的排水设施，应根据工程实际情况进行设计，但一般应满足以下要求:对排水设施应满足工程降水最大出水量的需求，并保障排水的顺畅;排应尽量缩短降水井与排水设施之间的距离，减少降水井排水的沿程水头损失，降低抽水设备的扬程消耗;(3)降水运行常规管理::降水运行前，降水井应合理布设排水管道并便于接入施工现场排水设施;排所有抽水井应在供电电箱插座、抽水泵电缆插头及排水管上做好对应的标示，并在每次发生变动时进行相应的标示变更，便于抽水运行管理;供电电箱应定期进行检查并备有检查记录。降水运行前应做好降水供电系统，配备独立的电源线;(4)降水正式运行前降水工人应熟悉水泵开启、电路切换，以确保降水连续进行，避免因供电原因造成井底突水。降水前各降水井均应测量其井口标高、静止水位并进行相关记录;(5)正式降水前必须进行试运行，进一步检验供电系统、抽水设备、排水系统及应急预案能否满足降水要求;试运行结果进行记录并备案，根据试运行结果，对于无法满足降水要求的部分进行相应整改;(6)现场应备用应急材料，发生突涌及时反压。

1.6 降水期间的测量及监测

在降水过程中需要对基坑支护的整个体系及其周边环境进行监测，这样可以掌握基坑周边支护的稳定状态及周边土体的变化，了解降水对周围地面的房屋建筑道路和地下管线等的影响状况;及时调整降水顺序必要时进行地下水回灌措施或者对变形较大建构筑物进行加固保护措施，确保基坑施工和环境安全。

2 结语

深基坑降水工程具有综合性复杂性不确定性和风险性是一项综合性很强的系统工程，降水工程成败涉及设计阶段、施危害。鉴于此，对可能发生的危害程度做出正确的评估是非常必要的。所以降水前必须根据相关技术规定，估算因降水而引起的地面最大沉降量;一般可用下式计算:工阶段、以及运行维护阶段，合理有效地设计方案是降水成功的关键，科学有效地运行过程管理可以避免降水中出现的各种风险。

［1］国家标准《供水管井技术规范》(GB50296－99).

［2］叶国占.建筑工程深基坑支护.

［3］行业标准《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111－98).

［4］袁均康.高层建筑深基坑支护施工技术分析J.科技与生活2010，9.