地铁车站基坑降水施工技术研究

唐晓

摘 要：随着时代的快速发展，越来越多的人口涌入城市当中，这给本就拥挤的城市交通带来了更大的挑战，而地铁作为一种地下交通方式，可以有效缓解这一局面，可是地铁工程具体施工过程中如果地下水位较高且地质条件不好的话，很容易引发塌方事故，不但给企业带来了巨大的经济损失，而且还有可能导致人员伤亡。

关键词：地铁车站;基坑降水;施工技术

文章编号：2095-4085（2020）05-0096-02

1 工程概况

1.1 工程简介

该工程位于某市的一个交叉路口，作为和后期的地铁4号线换乘点，该车站整体结构都采用的框架设计模式，两层三跨箱型站体，并设置了停车线和交叉渡线。车站的南面是两座高层建筑，北面是绿地和道路，整个施工过程采用的明挖法。标准段的基坑深度为23.1m，深度为16.6m，基坑开挖的深度达到了20.22m，盾构井的宽度为27.3m，主体顶面土层厚度约为3m。整个车站主体隧道都采用的盾构作业，在车站两端还分别设置了盾构井，外侧采用降水井和三轴搅拌桩止水帷幕进行排水[1]。

1.2 地质、水文条件

1.2.1 地质条件

结合本工程施工区域地形地貌特征以及现场钻探所揭示的地层状况确定该车站属于黄河冲洪积平原，地基土在50m范围内都属于第四系沉积地层，在实际开挖过程中会遇到的主要包含有粉质黏土、杂填土和粉砂，换乘节点底板主要出于细砂层当中，三轴搅拌桩止水帷幕和地连墙出于粉质黏土层当中。

1.2.2 水文地质条件

距离该地铁车站最近的地表水深度可以达到3.5m。施工区域上层的土壤主要为粉质黏土和粉土，属于弱透水层，而且这里最近地表水底部铺设了膨润土防渗毯。地下水径流、水位、补给、动态特征和排泄条件主要都是粉粉砂、粉质黏土层、砂（黏）质粉土和细砂，富水层和透水层都属于弱中等，主要的补给水源为地下水径流和大气降水，由于地面长时间之后出现了一定的硬化现象，下渗量不太大，所以最为重要的补给方式就成了地下水径流。

2 降水工作中的常见问题

2.1 施工作业难度大

根据以往经验总结，地铁车站基坑降水施工过程中常见的两个难题如后。（1）将换线部分车站建设成一个封闭的空间。（2）车站深入距离太大。

2.2 容易发生突发情况

基坑降水处理是地铁工程建设过程中非常重要的一项内容，但地质条件存在一定的不确定性，每个施工阶段的降水施工难度也各不相同，想要保证整个施工过程中降水施工质量，就必须要提前预设可能会出现的各种突发状况，并做好提前防控。

2.3 技术不够先进

地铁车站基坑降水施工过程中需要解决两层地下水问题。（1）包含有大量鹅卵石的水层，该层厚度比较大，水分不是太丰富。（2）更深一層的地下水，相比较第一种而言，该层厚度减小了一些，但水分却增加了不少。由于地铁工程大多数路段都处于地下，所以需要解决地面上的建筑和设施问题，而此过程需要用到先进的现代化科学技术。

2.4 施工时间不充足

地铁工程施工周期一般都比较紧迫，而且需要投入大量的资金，为了填补城市的资金运营缺口就需要尽快完成施工投入运营，给施工企业带来了很大的压力，要求在保证施工质量基础之上尽快完工。

3 基坑降水设计方案

3.1 降水作用

基坑降水最主要的一个目的就是避免发生渗水现象，为明挖法施工作业创造一个干燥的作业环境，提高施工过程基坑结构的稳定性和安全性，同时也便于土层颗粒流失，避免流砂现象的发生。随着被动区土抗力的不断增大，还可以将体系变形程度降至最小，更好地避免了基坑坍塌事故的发生，提升其抗剪强度和稳固性能。

3.2 基坑降水范围及方案

在具体施工过程中，基坑的外侧设置了地连墙和三轴搅拌桩落地式止水帷幕，并将其深入到了弱透水层黏质粉土当中，降水作业预计降低地下水位到结构底板下1m左右，这样可以对黏质粉土和粉质黏土当中的粉砂和孔隙潜水进行有效的疏干。打好降水井之后，在确定粉砂、砂质粉土和细砂土层降水影响半径和综合渗透系数的时候一般采用的单井潜水-承压水方式。基坑止水则采用止水帷幕+地连墙方式，实践证明这种止水方式可以取得非常不错的效果，桩的深度确定为32m，完全深入到了粉质土层当中，粉质黏土层达到了7m厚度，渗透系数确定为每天0.04m，我们完全可以将其视作不透水底板，在具体排水过程中也只能依靠大气降水给予少量的补充[2]。

3.3 降水井施工

地铁车站基坑降水施工技术应用过程中，包含了很多环节，主要分为以下几个步骤。（1）埋设护筒，测放井位，从开挖一直到原状土都采用人工开挖方式，泥浆池选用围护桩施工方式，准备好钻机并进行调试，在开始钻孔之后还要由专业人员对泥浆指标进行严格把控，尽可能降低洗井难度，提升降水处理效果，一般情况下需要将垂直度误差控制在1%以内，井径误差控制在20mm以内。（2）清孔换浆。在下放无砂滤管之前向其中注入清水，然后进行清孔置换泥浆操作，在此过程中泥浆的比例需要控制在1.05到1.10之间，沉渣指标控制在200mm以内，并保证孔深可以满足设计要求。滤水管放置的时候采用吊车，并利用混凝土托垫对首节井管管底进行封堵处理，接口处采用8号铁丝进行绑扎，并用4根竹片进行连接，滤管还需要用200目的尼龙网进行包裹，以更好地保证最终降水效果，井管的吊放过程一定要保证其垂直度。（3）用砾料进行填充。在井管放置好之后便可以抽出钢丝绳，然后对井管位置进行校队并实施固定处理，之后就可以填入砾料，就本工程来看，采用的5mm干净的砾料，并确保其含泥量不超过3%，整个下料过程都要均匀，并避免井管出现歪斜，滤料的投入不得少于95%，然后在含水层顶板3m～5m的位置进行黏土回填，封孔必须要在2m以上[3]。（4）采用空压机自上而下进行洗井作业，洗井管严禁采用软管，一定要采用钢管，并选用并列式或者是同心式的洗井装备，在放入水泵的时候一定要缓慢，严禁一次性放入井底，否则很容易破坏井管，导致涌砂现象的发生。（5）试抽。在距离井底超过1m的位置安装潜水泵进行试抽，为了确保施工过程的安全性，还应该在电路中设置水位继电制动装置和漏电保护系统，整个抽水过程必须要连续不间断。如果抽水过程中发现含沙量太大，则应该重新洗井。

3.4 监测周边环境

在基坑排水作业过程中，需要工作人员对周边环境进行严密监测，并详细记录变化曲线，做到实时准确掌控施工区域周边的环境动态变化状况，预测未来发展趋势，及时消除施工环境中存在的各种隐患，确保工程施工过程的安全顺利推进。

3.5 降水井施工后期处理

降水结构一般都属于辅助工程，在降水作业完成之后就会拆除，在切断电源前提之下拆除井下的电缆和水泵，然后利用粗砂对坑外降水井进行回填，地表部分按照原有的地貌进行恢复。基坑中心的降水井回填作业一般采用微膨胀混凝土，并用钢扪板对上方进行封堵处理，同时还需要恢复好路面原有的电缆和排水管设施，特殊区域采取一定的保护措施。除此之外还要注意，在废水池的边界范围内，对基坑的范围设定以及开挖工作，无论是开挖三眼浅井，还是修建管井以及一系列的施工工作，都必须注意保持基面的干燥，只有保持基面干燥，才能确保工程顺利进行。另外，在底板垫层进行浇筑工作时，采取封堵的形式，取得了预期的效果。

4 结 语

总而言之，随着科学技术水平和人们生活质量的不断提升，道路交通压力越来越大，这就需要修建地铁工程，而基坑降水又是地铁施工过程中必不可少的一项内容，我们应该加大对该项技术的研究力度，促使我国交通运输行业的快速发展。

参考文献：

[1]刘利斌.地铁车站深基坑开挖的监理管理方法探析[J].福建建材，2018，（07）：109-110，108.

[2]李安东.临近建构筑物地铁车站基坑降水施工设计与风险管理[J].建筑技术开发，2018，45（13）：44-45.

[3]王中.地铁车站基坑降水开挖地表沉降规律及其控制方法研究[D].太原：太原理工大学，2018.