半盖挖车站降水施工技术研究

马法强*



半盖挖车站降水施工技术研究

马法强*

（中咨工程建设监理有限公司西安分公司，陕西西安，710000）

深基坑的降水工程涉及了岩土工程的多个领域，地域性特征明显，相似的工程经验对相关工程施工来说颇具参考价值。本文结合采用半盖挖法施工的西安地铁五号线黄雁村车站深基坑降水的工程实践，探讨半盖挖车站基坑的降水施工技术。本文研究成果可为类似的车站基坑降水方案实施提供参考。

半盖挖；地铁车站；基坑；降水；施工

引言

地铁车站多位于城市中心区地下较深位置，设计和施工过程中都必须要充分考虑地下水对于地下岩土体和车站结构的影响。故在地铁车站深基坑开挖过程中，为了减少坑内土体隆起和围护结构侧向位移，需要采取合理的降排水措施。基坑降水除了能够有效降低坑内水位，加固基坑内和坑底下土体，提高坑内土体抗力，减少坑底和围护结构的变形量之外，还能有效减少坑内被开挖土体的含水量，进而疏干地下土层，减少开挖过程中土体纵向滑移的风险，便于土方开挖、外运以及坑内施工等作业[1]。本文主要通过西安地铁五号线黄雁村站的半盖挖基坑的降水施工实例，介绍半盖挖车站降水施工的管井施工工艺，为同类型工程项目提供方案参考。

1 工程概况

本工程依托西安地铁五号线黄雁村车站进行降水方案讨论，车站位于友谊西路与含光路十字路口东侧，沿友谊西路东西向布置（如图1）。车站南侧为华豪丽晶高层住宅小区。友谊西路和含光路是西安城区内的主要交通干线，地面交通流量较大。黄雁村站为地下两层岛式车站，主体基坑长253.1米，标准段宽21.2米，深约为18.11～19.28米。车站采用半幅盖挖顺作法施工，基坑围护结构采用钻孔灌注桩，基坑内设钢管支撑，车站主体为现浇钢筋混凝土箱形框架结构，结构外设置外包防水层。本站共设5个出入口、3组风亭，除过街通道部分采用暗挖法施工外，均采用明挖法施工。

图1 西安地铁五号线黄雁村车站与周边环境效果图

本车站地形总体较为平坦，车站周边建筑物密集。地层内连续分布有素填土、新黄土、古土壤和粉质粘土等土层，局部有中砂层以透镜体形式出现在粉质粘土层当中。本站场地地下水属潜水类型，稳定水位埋深9.30m~11.00m，无明显隔水层，含水层无明显承压性。本地区第四系孔隙潜水含水层厚度约50~80m，地下水位年变化幅度约为1.00m~2.00m。地下水补给主要有区外径流补给，大气降水及局部管道渗漏等，排泄方式主要为径流排泄、人工开采、潜水越流排泄及蒸发消耗等。

2 半盖挖基坑降水施工方案

根据岩土勘察报告及降水设计，结合西安地铁和附近基坑降水工程经验，本工程基坑降水采用基坑外管井降水法。黄雁村站降水井分两期围挡施工，一期围挡面积为5440m2，北侧预留三个机动车道和一个非机动车道，南侧预留三个机动车道和一个非机动车道；二期围挡面积为6756m2，北侧预留双向六个机动车道和两个非机动车道.一期围挡施工北侧18口降水井、5口基坑内观测孔，二期围挡施工南侧18口降水井，降水井距离坑边不小于2.5m，井间距14.0~19.5m。降水施工在围护桩施工完成后即开始进行。施工前将水位降低至基坑底1.0m以下，在结构封闭施工之前，一直保持降水至底板以下，直至顶板结构施工完毕并回填后方可停止降水。

施工中通过监测工作，进行必要的抽水试验，定时检测降深、出水量，验证降水效果，以便选择优化有关参数和降水设计方案，从而满足基坑开挖作业的需要。

降水井设计孔径800mm，井径400mm，抽水井采用流量为30-40m3/小时，扬程不小于50m的潜水泵。井管采用水泥井管（无砂砺石混凝土滤水管及砾砂混凝土隔水管），内径500mm，外径600mm；井管采用竹片铁丝绑扎固定，外包100目尼龙网，管外滤料采用3~5mm天然砾石，填砾厚度不小于10mm。每口井配备一台深井潜水泵，选用设备型号为150JC/K50，功率为15KW。各井抽出的地下水经排水总管汇入排水口工作井再排入城市下水道中。

3 半盖挖基坑降水施工技术

3.1 降水井施工工艺

降水井施工工艺流程见下图2：

图2 降水井施工工艺流程

3.2 施工方法

3.2.1 施放井位

水井井位施放时必须详细调查核实场区地下管线分布情况，采用洛阳铲打设探孔的方法，探孔深度不小于8m，确认地下无各种管线后方可施工。

为避开各种障碍物，降水井间距可作局部调整，降水井中心距结构外皮≥2.5m，且降水井总量不得减少。

3.2.2 降水井成孔

（1）围挡及开孔

测量井位放样完成后，人工破除现有路面，位于车站围挡内的可以利用车站主体结构围挡，占用现有交通路面的利用彩钢板进行围挡，围挡角点设置反光锥，警示灯，警示旗帜，确保安全施工。

（2）成孔

为确保降水效果，减小洗井难度，成孔工艺优先考虑锅锥钻机、清水成孔工艺，钻孔深度宜大于降水井设计深度0.3～0.5m。

当遇到砂层较厚时，优先考虑旋挖钻机成孔工艺，并提高井内水头差，始终保持井内水位高于地下静水位3～5m。采用泥浆护壁时，应在钻进到孔低后清除孔低沉渣并立即置入井管、注入清水，当泥浆比重不大于1.05时，方可投入滤料。井身应保持圆正垂直。

（3）下管

采用托盘式下管法。井管采用无砂砼滤水管，在预制井底盘上放置井管，滤水管遇到砂层往下全部包裹不少于1层60目尼龙网，缓缓下放，当管口与井口相差200mm时，接上节井管，接头处用尼龙网裹严，以免挤入泥砂淤塞井管，竖向用3～4条30mm宽、长2～3m的竹条用2道铅丝固定井管。为防止上下节错位，在下管前将井管依井方向立直。吊放井管要垂直，为防止雨污水、泥砂或异物落入井中，井管要高出地面不小于200mm，并加盖或捆绑防水雨布临时保护。

（4）填滤料

井管下入后立即填入滤料。滤料应具有一定的磨圆度，滤料含泥量（包括含石粉）≤3%，粒径3～5mm天然砾石。

填砾料采用静水填料法，不得用装载机或手推车直接填料，可用铁锹填料，以防不均匀或冲击井壁，填料沿井管外四周均匀填入，宜保持连续。要避免填料速度过快或不均造成滤管偏移及滤料在孔内架桥现象，洗井后滤料下沉及时补充滤料，要求实际填料量不小于95%理论计算量。

封孔可采用粘土回填不少于2m，位于路面降水井离地面2m范围内砌筑24砖墙，封口用成品井盖。

（5）洗井

采用重力式洗井法。洗井采用污水泵，井管安放结束后，将备好的污水泵安放至井底，然后不间断开始抽取孔内的泥浆水，随着孔内泥浆水位的降低，四周含水层中的水通过滤料及滤水管渗流至降水井内，在水渗流工程中，不断冲刷孔壁，以保证含水层孔壁良好的透水性。随着抽水工作的进行，水逐渐由混变清。洗井过程中应同时观测水位及出水量变化情况。

如若采用旋挖钻成井，成井后，借助空压机清除孔内泥浆，至井内完全出清水为止，再用污水泵反复进行恢复性抽洗，直至水清砂净。

1.2.1 不同在制品解吸湿特性试验 试验环境温湿度的选择要综合考虑在制品的特性和卷烟生产环境温湿度的要求，各种在制品环境温湿度的试验方案如下，温度设定：25℃，湿度设定：40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%。 选择一种在制品，按照其温湿度设定要求，首先选择温度，湿度设定从最高到最低，然后从最低到最高，测量并记录其在不同湿度条件下的平衡含水率，平衡时间72 h。

洗井后可进行试验性抽水，确定单井出水量及水位降低能否满足设计要求。开始抽降时逐一启动水泵。逐一检查排水管道是否畅通，有无渗漏现象，如接头处或排水管渗漏返工或维修。

（6）管线铺设

沿基坑四周布设Φ159mm钢管集水管，东西两侧分别设置两个出水口与市政雨水管线连接，钢管需暗埋处开宽300mm、深500mm沟槽，砼回填。单井用Φ50聚氯乙烯管与集水管上Φ40钢管连接，在连接处安装Φ40逆向阀及截止阀各一个，当降水井设置在道路上时，将排水管管线埋入地面以下。

（7）水泵安装

潜水泵及泵管安装吊放，置于距井底以上1.0～1.5m处。安装并接通电源，做到单井单控电路，并检查保护系统。

（8）井盖安装

降水井管线及水泵安装完毕后即开始安装井盖，井盖用承重为50T的水泥预制，辅座要座在路基上，并在辅座下打钢筋砼垫层，井盖做好后，用钢板盖三天，周围放置警示墩确保安全。

（9）抽水

①基坑开挖前，提前15～20天开始抽水。正式抽水时，先启动远离周边建构筑物抽水泵，由远及近开启抽水泵。抽水停止顺序为先关闭靠近周边建构筑物抽水泵，由近及远停止抽水泵运行。

②抽水含砂量控制：为防止因抽地下水带出地层细颗粒物质造成地面沉降，抽出的水含砂量必须保证，若含砂量过大，可将水泵上提，如含砂量仍然较大，需重新洗井。

③首次（洗井后抽水前）含砂量检测合格后，在抽水期间定期进行含砂量检测，异常情况下应根据情况加密检测次数。

④开始抽水时，因出水量大，为防止排水管网排水能力不足，可以间隔的逐一启动水泵。抽水开始后，逐一检查单井出水量、出水含砂量。连网统一抽降后连续抽水，不应中途间断，需要维修更换水泵时，逐一进行。

3.3 观测井施工

观测孔可采用工程钻机成孔。成孔直径150mm,孔深30m。成孔后下入φ50-110mmPVC管，测管入水段打眼缠网并投入3～8mm的砾石。有条件时采用微型泵抽水洗孔。

3.4 降水井拆除与回填

降水井的停抽需征得设计单位同意，以保证施工期间地下结构的抗浮要求及抗突涌要求为前提，井点完全废除应在顶板覆土后。

黄雁村站封井先从靠近建筑物的降水井进行封井。封井前提出潜水泵和拆除电缆和排水管，封井前和封井后24小时对所封降水井相邻井位提前连续抽水，待水位达到降水设计面后进行封井，封堵完成后再调整相邻降水井抽水量，使地下水回升，检査封堵结果。

①施工工序：围挡→提泵→测井深→回填石屑或滤料→回填级配碎石→浇筑沥青混凝土→养护。

②每口井回填前需测量井深，了解井身是否完整，井内有无卡堵或落物，如有卡堵需通井，如有落物，必要时要打涝。

③回填石屑或滤料时要人工均匀填入，防止蓬堵现象发生，如发生蓬堵，要用人工振捣或用水冲落。

④为保证井孔回填密实，回填石屑或滤料3天后方可铺沥青混凝土，沥青混凝土要与路面基本平齐，井周圈无沉陷。

⑤暗埋排水管、电缆其挖出之后，按原市政道路标准分层回填夯实到规定的高度后铺沥青混凝土。

4 结束语

半盖挖地铁车站能有效缓解地面交通压力，但在地铁地下工程中，地下水处理是一个非常复杂的过程。由于地下水的不确定性和地质及施工环境的复杂性，深基坑工程存在着极大的风险。据统计，大多数基坑事故的发生都是由于地下水处理措施采取不当而引起的。由于地下水风险涉及岩土工程多个专业领域，所以应在地下水与相关专业上做到细致的理论分析，结合场地自身的地质条件和施工条件，合理选择相应的降水工艺，加强对施工环节的控制，提升施工质量，做好充足的应急方案。

[1] 刘国彬, 王卫东. 基坑工程手册[M]. 中国建筑工业出版社, 2009.

[2] 万宝康. 地铁深基坑降水施工技术分析[J]. 科技风, 2014, (24): 150-150.

[3] 苏烨, 史小锐. 深基坑降水施工技术的管理研究[J]. 施工技术, 2012, (s2): 63-64.

[4] 林卫东. 西安地铁凤栖原车站深基坑施工降水技术研究[J]. 铁道工程学报, 2013, 30(1): 100-104.

[5] 伍锦湛. 大型地铁站深基坑降水施工技术研究[J]. 中国科技信息, 2008, 27(3): 116-116.

Research on Precipitation Construction Technology of Half Cover Excavation Station

MA Faqiang*

(Xi'an branch of China Consulting Engineering Supervision Co., Ltd., Shaanxi Xi'an, 710000, China)

the precipitation engineering of deep foundation pit is involved in many fields of geotechnical engineering, and its regional characteristics are obvious. Similar engineering experience is of great reference value to the construction of related engineering. In this paper, the precipitation construction of the deep foundation pit of the Xi'an metro line five, Huang Yant village station, which is constructed by the semi cover excavation method, is used to discuss the precipitation construction technology for the foundation pit of the half cover excavation station. The research results in this paper can provide reference for similar station foundation pit dewatering scheme.

half cover excavation; subway station; foundation pit; precipitation; construction

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2018.01.040

U231+.4

A

1672-9129(2018)01-0103-03

马法强. 半盖挖车站降水施工技术研究[J]. 数码设计, 2018, 7(1): 103-104.

MA Faqiang. Research on Precipitation Construction Technology of Half Cover Excavation Station[J]. Peak Data Science, 2018, 7(1): 103-104.

2017-12-20；

2018-01-22。

马法强（1980-），男，本科，监理工程师，研究方向：土木工程E-mail:2155437993.qq.com