詹晓萍(中铁十八局集团第四工程有限公司,天津300222)
地铁深基坑降水施工技术
詹晓萍
(中铁十八局集团第四工程有限公司,天津300222)
[摘要]随着施工技术的高速发展,地铁在各大城市陆续兴建。地铁施工需要在地下进行,与地面工程项目相比,施工难度大,工序比较复杂,尤其是深基坑降水施工技术是地铁工程施工过程中的难点,因此需要对其进行合理分析,制定出合理的施工方案,提高地铁工程施工质量。
[关键词]地铁工程;深基坑;施工技术
本文在介绍地铁深基坑施工对降水技术应用的重要意义和降水设计原则的基础上,结合工程实例对地铁深基坑施工降水方法进行了介绍。
通常情况下,在地铁施工过程中,为了降低地铁对地面建筑物造成的不良影响,地铁换车站都在地面比较深的地点。在这一背景下,地铁深基坑施工中避免不了会遇到基坑降水问题。在地铁施工过程中,因为地铁深基坑质量问题而引发的安全事故屡见不鲜,这不仅会造成较大的经济损失,而且还会造成不良的社会影响,同时也会导致工程的施工进度延后,致使工程无法按期竣工。由此可见,在深基坑施工过程中采取合理的措施,避免深基坑在施工过程中受降水问题影响,已经成为了地铁施工过程中研究的焦点问题之一。因此,做好深基坑降水施工,不仅可以提高工程质量,而且可以缩短工期,降低工程的施工成本。
地铁工程与一般建筑工程的差别较大,在施工过程中,工程降水复杂程度要比一般基坑降水工程的复杂程度更高。因此,在地铁工程施工过程中,在满足一般基坑降水工程的基础上,还必须要遵循以下原则:(1)依据地铁工程降水特点,为了保障工程施工的安全性,必须要坚持“质量第一,安全之上”的施工准则。(2)在布置降水井过程中,要考虑降水井对施工周围环境以及交通造成的影响,应当尽量减少降水施工的工作量,并且要缩小抽水过程中占用地面空间的面积。此外,布置降水井应当尽量避开地下建筑物、管线,同时要控制好与建筑物基础以及桥梁之间的距离,确保工程的安全性。(3)采取有效的措施,降低因为降水而对地下水环境造成的不良影响,以及建筑物沉降等情况。(4)要充分分析降水工程实施的可操作性,熟练掌握工程的施工技术,确保设计的可靠性,保护地下水资源,缩短工期,降低工程成本。(5)完成降水施工后,针对降水施工过程中使用工具的处理必须要与相关规定的管理相符,避免处理不当影响工程施工。
(一)工程施工难度大
通常来说,地铁工程在施工过程中涉及到地铁深基坑降水施工技术,施工区域在地下十几米,甚至几十米的区域下进行施工,在如此深度的地下进行施工,避免不了会对降水施工造成一定程度的影响。同时,在地下交叉区域进行施工时,交叉地点过于接近也是一个比较常见的问题,这也将会增加深基坑降水施工技术的应用难度,导致工程施工无法顺利完成。
(二)技术要求高
多层潜水是地铁深基坑降水施工中比较常见的问题。例如,某地铁深基坑降水施工中就有两层潜水,该施工区域含有疏干卵石潜水问题,并且厚度达到了3米,降水区域比较厚,加之有许多管道对施工造成了不同程度的干扰,因此必须采用较高的技术,才能完成施工。
(三)风险因素多
由于施工在较深的地下进行,地质环境相对来说比较复杂,施工中避免不了遇到一定的风险。同时,施工中采用的辅助技术要配合施工的主体部分进行,而整个工程的施工周期较长,这也将会导致工程在整个施工环节都可能会面临深基坑降水问题。
(一)分析工程施工特点
以天津机场线地铁工程为范例对深基坑降水施工技术进行探讨。工程概括如下:
1#盾构井起讫里程JCDK21+719.5~21+740.5,主井结构尺寸为长21m,宽20.4m,盾构井围护结构采用1m地连墙,主井地连墙深60m,副井地连墙深28m。地连墙内、外两侧采用双排Φ600@400mm水泥搅拌桩进行加固,加固桩长15m;地连墙接缝采用2根Φ850@600mm高压旋喷桩进行止水。
本工程的基坑采取的开挖为放坡式,在支护上选取的方法为喷锚支护,工程的放坡比为1:1.5,属于缓坡类型,对稳定基坑边坡有着一定的用处。但是存在于润湿下的边坡,在实际施工过程中会因为基坑降水没有达到期望的效果,导致饱和土体遭受巨大的压力,从而在施工中致使边坡出现失稳情况。此外,基坑开挖范围以粉土为主的弱承压水层,如果在施工中基坑降水出现不当情况,导致渗漏情况的发生,边坡会因为失稳而遭受到不同程度的破坏。
基坑四周围的水泥搅拌桩地基减少,由于弱承压原因而形成的地下径流向基坑内渗透,有效地避免了地基突涌情况的发生。但是,如果工程内的基坑承压水无法得到释放,或者未采取有效的措施,进行降水极其有可能会引起地基渗水量偏大,地面上的水将无法被及时排除,基地施工无法顺利进行,从而将会对基坑的安全造成影响。
(二)降水方案的对比
针对分析的工程基坑的水文地质条件,与工程的实际特定相结合,再借鉴以往工程施工取得的成功经验。在施工过程中拟定两种方案进行选择,详细信息如附表1所示。
通过附表1对两种不同降水方案的缺点和优点进行详细的对比、分析,结合工程特点,在施工过程中选择对两种降水形式进行结合应用,并且通过实际实验对降水效果进行实际验证。
(三)分析基坑突起稳定性
依据勘察报告显示,对该工程的资料进行分析,第一、二承压水水位压埋都以9.25m,平均值为19.5KN/ m3进行计算,前两区的计算结果如附表2所示。
依据计算结果不难看出,应当在含水层处设置降压降水井,在施工中使用钢管进行施工,在确定含水层承压水稳后,再对减压井的深度进行确定。
(四)降水井施工中的注意事项
1.施工中要做好清孔工作,在放入降水井管前,必须要对深基坑中的降水管道进行清孔。通常来说,在置换工作中需要利用清水完成,并利用泥浆泵抽出泥浆,完成抽浆操作后,便可进行下管操作。在这个操作环境过程中,使用的滤水管都应当为无砂泵滤水管,同时需要确保滤水管高比地面高出约0.2米。
填滤料操作,该环节应当在下井管操作完成后立即开展,在实际施工中,为了确保施工质量,通常填滤料工作都需要通过人工完成,并且要在深基坑周边进行间断填滤料处理。通常填滤料应当在深基坑降水井井口下方左右,同时在填滤料过程中应当在滤料上方添加黏土,然后再进行夯实处理。
2.洗井工作需要在填滤料完成后及时开展,避免填滤料操作后在井底产生过多的沉渣,从而对深基坑降水井在后期中的作用造成不良影响。通常情况下,为了确保洗井处理效果,在实际操作中需要确保清洗时间在3个台班,在完成对清洗井的处理后,水基本可以保持清澈状态。在完成对洗井的处理后,要针对降水井进行抽水实验,检验抽水井的性能能否满足施工需求。
3.在完成上述的各项操作之后,便可以进行深基坑降水井抽水实验,若在实验过程中,发现问题,则需要重新进行洗井操作,然后再进行抽水实验操作,直到降水井能够正常工作为止。在完成抽水实验操作后,则可以完成深基坑降水的管道安装。
4.加强对降水施工周围建筑物的保护。在地铁施工中,可对深基坑降水施工技术进行应用,适当地盖上注浆止水取得的效果;在本土开挖过程中,应当尽量缩短围岩与空气的接触时间,加强对施工情况的监控以及在施工过程中涉及到的内容的测量,并要做好信息反馈工作,使地铁深基坑降水施工对地面建筑的干扰能够降到最低。做好以上事项,可以提高工程质量,缩短工期,降低工程成本。
综上所述,我国城市交通面临的压力越来越大,地铁可以缓解城市地面的交通压力。地铁工程施工需要在地下进行,与一般工程相比,其面临的施工环境更为复杂,施工难度更大,其中深基坑降水施工是比较重要的一项,因此需要提高对其的重视。如果在地铁工程深基坑施工过程中降水工程不到位,一定会对地铁深基坑的安全造成不良影响,进而将会对整个工程的安全性造成影响。因此,地铁工程施工单位需要增加对地铁深基坑降水技术的应用,确保深基坑的安全,保证工程质量。
参考文献:
[1]杨磊.地铁深基坑支护方案的优化探讨[D].武汉理工大学,2011.
[2]胡世春.西安地铁深基坑降水及降水引起的地表沉降分析[D].西安建筑科技大学,2014.
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附表1 降水方案
附表2 前两区抗突涌安全水位计算(安全系数1.05)
[中图分类号]TU
[文献标识码]A
[文章编号]1673- 0046(2016)1- 0150- 03