浅谈深基坑降水工程的质量控制

段津山

（天津新亚太工程建设监理有限公司， 天津 300060）

近年各城市地铁建设全面展开，基坑开挖深度越来越深，降水工程的地位愈发重要。降水工程不仅保证基坑内主体结构质量，而且保障基坑的自身安全，避免降水造成周边环境破坏。以往降水工程往往被忽视。由于降水工程专业性较强，监理单位对降水工程管理有些力不从心，导致降水工程不能得到有效管理。

笔者公司监理的天津地铁 5 号线直沽站为三层换乘站，主体结构基坑长 159.2 m，标准段基坑宽 23.5 m，深 28.1 m；盾构井段基坑宽 27.5 m，深 29.9 m，坑底位于粉土层和粉质粘土层。车站主体采用盖挖逆作法施工，围护结构采用地下连续墙与 SMW 工法桩结合的支护形式，坑内设置两道混凝土支撑。根据地基土的岩性分层、室内渗透试验结果，场地埋深 50.00 m 以上可划分为潜水含水层、第一承压含水层、第二承压含水层，并且浅层潜水含水层以素填土、粉质黏土为主。该层水位埋深浅，含水量相对丰富，含水介质颗粒较细，水力坡度小，渗透性差，地下水径流十分缓慢，不易抽排水。尤其承压水层范围较广，对坑内结构施工的安全及周边环境的安全构成威胁。在实际监理工作中，对降水工程的每一个环节严格控制，并通过降水过程数据的分析，发现围护结构尤其地连墙的缺陷，及时加固补救，保证了工程安全和质量，避免降水造成周边环境破坏。下面从几个方面介绍监理对降水施工的管理。

1 施工队伍的资质管理

总包单位单位必须选择具有资质的降水分包单位，一般业主要求分包单位必须具有工程勘察乙级及以上，凿井甲级资质或地基与基础工程专业承包乙级资质。监理应严格审查资质是否符合，审查合格后督促及时签署合同并到有关部门备案。监理审查安全生产协议，对不符合要求的条款及时要求施工单位修改并重新报审。

2 降水方案的审查批准

施工前，监理单位组织施工单位结合地质勘探资料对图纸进行会审，总包单位委托分包单位在设计单位降水设计的基础上，编制实施性的降水方案。降水方案须经过专家评审并签署意见，监理对修改后的方案进行审批。降水方案应包括：工程概况、降水方案选择、降水井数量及布置、经结构形式、排水管网布置降水井施工工艺、封井方法、基坑降水计算分析降水对环境影响评价，降水方案应明确降水井的启动条件降压的具体步骤。监理单位审批降水方案后，还应要求施工单位编制有针对性的《降水试验方案》，并对降水试验方案进行审批。降水试验方案应包括：工程概况、降水试验的目的、降水试验的方法、降水试验期间的监测内容和方法、降水试验的时间安排、设备人员安排、降水试验的安全质量保证措施等。

3 降水井施工阶段的质量控制

3.1 材料、设备的进场验收

监理工程师对进场的降水井施工的机械设备进行进场验收，要求降水设备的管道部件和附件在组装前必须认真检查和清洗。监理工程师对进场的井管检查验收，并随时检查井点管在场内运输、装卸和堆放时，滤管滤网是否受到损坏。当采用黏土球回填进行层间止水时，进场的黏土球的直径不大于 50 mm，塑性指数不小于 20。

3.2 降水井成孔及井管控制

根据成井施工工序，所有降水井均在围护结构闭合后进行施工。在降水井施工时，现场其他影响降水施工，尤其是影响降水井成井质量的施工工序应全部结束，如坑内地基加固等施工工序，避免对成井降水产生影响。

考虑基坑的降水效果，部分降水井尤其是靠近基坑围护的降水井可能会位于基坑四周的支撑内。对于这部分井，应结合现场施工工况进行合理的成井顺序安排。靠近支撑部位的坑内降水井，应尽量靠近混凝土支撑的格构柱，这样能够避免后续基坑开挖过程中的碰撞，也便于后期管理保护。

成孔施工采用全断面回转转机，疏干井、降压井须分开设置，不得采用混合井，转机就位后检查井位是否有偏差，成孔后监理应检查成孔直径、成孔深度及成孔垂直度。疏干井及潜水水位观测井应采用水泥砾石滤水管或钢管，坑外潜水水位观测井不得进入承压水层，降压井及承压水位观测井必须采用钢管，深度应根据附近勘察孔地址资料确定，并符合设计要求。成井施工过程中发现水文地质条件与降水设计不符时，监理应及时联系勘查与设计部门，共同进行现场调查分析。

3.3 砾料及黏土球回填

降水井和水位观测井井管就位后，检查井管的垂直度及井底深度是否符合要求，合格后进行孔内砾料回填。这是降水井施工质量的关键环节，直接影响降水效果。监理要严格把控，施工过程监理要现场旁站监督，监督过程控制砾料回填满足下面要求。

(1)砾料顶、底面标高与设计值误差不大于 100 mm。

(2)砾料均匀回填。与设计误差小于 10%。

(3)砾料回填实际方量不少于理论方量。

3.4 监理对层间止水效果检验必须进行以下三项检查

(1)井管内水头标高基本符合该层承压水区域性测压管水头标高。

(2)井管内外水头差变幅不大于 100 mm/30 min。

(3)井管内水头变幅不大于 100 mm/30 min。

3.5 洗 井

洗井是保证降水井正常工作的关键环节，应在试降水前进行洗井。另外，在降水井正式降水过程中，监理如果发现降水井出现出水不畅时，也可要求降水单位洗井，保证降水质量。

洗井时水泥砾石滤水管井宜采用水泵或空压机等方法洗井，钢管井采用水泵、空压机及活塞等方法洗井，监理严格控制洗井时间，降水井洗井时间不能少于 48 h，降压井及承压水观测井不应少于 24 h。洗井过程出水量应接近设计要求，且出水的泥沙含量小于 0.1%(体积比)，洗井后，沉淀管内沉渣厚度小于 100 mm。

4 降水试验阶段质量控制

正式降水前必须进行试运行，检验降水井的降水效果，并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，根据试运行结果，对于无法满足降水要求的部分进行相应调整。

降水井、水位观测井施工完成后，监理验收合格，并且监测单位监测准备工作完成、施工单位对施工人员的安全技术交底和值班安排完成后可以进行降水试验。

降水试验抽水时，采取单井抽水，不宜群井抽降，并分层逐步将将水位降至设计要求的最深水位处，不得一次将水位降到设计要求水位，每层降水深度控制在 3 m 左右，每层抽水后，保持水位稳定 24 h 以上，加强坑内、坑外以及周边环境监测，确认没有出现较大变化后，进行下层抽水。

试抽水时，必须对井内动水位及井口出水量进行观察，抽水期间每隔 30 min 测一次；保持水位期间，每隔 6 h 测一次。监理要求施工单位做好记录，监理每日检查。

5 降水井运行

基坑内降水时，至少比土体开挖提前 21 d 或更早进行，以保证有效降低开挖土体中的含水量，确保基坑开挖施工的顺利进行，水位降至开挖面标高以下至少 1.0 m 后，方可进行下一步土方开挖施工。

基坑降水运行主要遵循“分层降水，按需降水”，严禁一次降到底，即基坑开挖前首先进行疏干预降水，保障基坑顺利开挖，水位降至开挖面标高以下至少 1.0 m 后，方可进行下一步土方开挖施工，不要过早、过量地抽取地下水。降水井运行前，所有降水井出水口必须安装水表，以便准确记录出水量，每口降水井应单独配备水泵及开关箱，降水井应按照降水方案及施工进度启动疏干井及降压井，同时进行周边环境和水位变化监测。配备降水值班人，随时观测坑内水位变化和降水井运行情况，确保坑内水位保持在开挖面以下1 m。

6 降水井及观测井的保护

施工过程中，降水井被破坏的事情时常发生。监理单位应协调各单位，制定相应措施，督促施工单位与各个分包单位签订降水井保护协议，制定奖惩措施，保证降水井安全、可靠。施工过程中降水井的保护还应采取以下措施。

(1)降水井应避开盾构出入口、盾构吊装孔、出土口、运输通道等区域；降水井的布置应规则有序，尽量减少其对基坑开挖施工的影响，同时也利于降水井的保护。

(2)随着基坑开挖深度的不断加深，井管的暴露长度不断加大，井管沿纵向与每道支撑及时焊接钢筋进行加固。

(3)开挖过程中需加强对降水井的现场看护，并经常测量井内，沉淤过多影响降水效果时，及时进行洗井确保降水井正常运行。

(4)坑内挖土时，挖机等施工机械不能直接碰撞坑内井管，井周边的土不得用挖掘机操作，可以人工扦土，并派专人指挥。

(5)坑内所有降水井的井位准确定位，在井口边设置小红旗等醒目标志并标明降水井类型及井号。降水井暴露部分缠反光标识，方便夜间施工对降水井的保护。

(6)地面的观测井要砌筑高出地面井台，井台上涂明显油漆标志并标注观测井编号，每个观测井需加井盖，避免来往施工机具对观测井的破坏。

7 排水措施

工程降水抽取地下水，减少基坑开挖范围内土体中含水量，需要施工现场必须有合适的排水设施以满足工程降水的需求，确保降水运行排水的顺畅，保障降水效果。对于施工现场的排水设施，根据工程实际情况进行安排，满足以下要求。

(1)排水设施满足工程降水最大出水量的需求，并保障排水的顺畅。

(2)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)基坑抽水运行时基坑两侧设有排浆池，基坑抽水运行期间在基坑摆放相应的集水箱，保证基坑内降水井排水管线在最短的距离排入集水箱，在集水箱内放污水泵作二次转接抽水最后排入市政排水管网。

8 封 井

深基坑开挖到坑底后，做封井准备工作。首先试停抽水，试停抽期间应观测试停抽降水井内水位以及未浇筑底板或底板未至强度区域的观测井水位，以确保当前降水可以满足未浇筑底板或底板未至强度区域的降压需求；若满足要求，则延长试停抽时间，并继续保持水位观测；若无法满足要求，则必须开启预设降水井以确保基坑抗突涌安全。

封井时监理应召集总承包方、设计方以及降水方按照设计文件确定封井原则并形成相关文件；在满足封井设计要求提出的相应要求时，由总承包发方出封井指令或降水方提出封井申请由总承包方确认，监理审批同意后，降水方按指令或确认文件停止所有井抽水并实施降水井封井。

封井时应注意出水量较大及后留疏干井与减压井同时封堵，封井后要严格做好封井效果的检验工作。当检测符合设计要求后，方可逐个实施封井工作。

9 结 语

降水工程不仅直接影响到主体结构的工程安全、质量，对工程的进度也起着至关重要的作用，降水工程疏干开挖范围内土体中的地下水，方便挖掘机和工人在基坑内施工作业；降低坑内土体含水量，提高坑内土体强度；降低下部承压含水层的承压水水位，减少坑底隆起和围护结构的变形量，防止基坑底部突涌的发生，确保施工时基坑底板的稳定性，保证施工顺利进行。