地铁深基坑降承压水施工技术分析

摘 要 近年来，地铁凭借着对城市地下空间的有效利用，逐渐成为各地完善交通网络的主要方式。地铁修建中，承压水是影响地铁深基坑安全的一个重要因素，合理的减压降水是保证基坑工程顺利实施的关键。本文首先对深基坑承压水进行分析，其后探讨了地铁深基坑降承压水目的与方法，最后围绕实例具体论述了地铁深基坑降承压水施工技术，以期可供参考。

关键词 地铁;深基坑;承压水;减压降水;施工技术

引言

基于我国现代城市的发展，地铁建设规模不断扩大，地铁开挖施工是一个相对复杂的系统工程，尤其是深基坑施工中面临着各种复杂的地质、水文问题，如何保证地铁深基坑施工安全是一个重点问题。地铁施工中，基坑开挖向深、大方向发展，承压水对地下工程的影响也越加显著，减压降水成为一个施工关键问题，这也是本文研究的重点所在。

1深基坑承压水概述

地下水有两种不同的埋藏类型，即埋藏在第一个稳定隔水层之上的潜水和埋藏在上下两个稳定隔水层之间的承压水。

承压水层，指的是两个稳定隔水层间、承受静水压力的含水层，基坑开挖至一定深度时，若是承压水层顶板以上土层无法抵抗承压水压力，极易出现突涌问题。突涌后大量水和砂涌入基坑，引发边坡失稳、围护结构变形破坏、周围地面塌陷、道路管线损坏、房屋歪斜、坍塌等一系列严重的安全事故。

随着城市轨道交通网络化建设的发展，地铁基坑深度不断增加，必然面临承压水问题，基于承压水的工程特性及对基坑工程造成的一系列影响，为避免事故的发生，应充分结合勘察、基坑支护和降水设计、施工及监测等多方面因素综合考虑，方能将承压水对基坑安全稳定的影响降到最低。

根据各大城市地铁修建情况来看，深基坑承压水处理时，不仅要预防突涌破坏影响基坑工程安全，还要避免承压水处治不当引起坑外地表或围护结构变形，在工程实践中为确保地铁深基坑施工安全，选择合理的承压水处理方法显得尤为重要。本文主要围绕地铁深基坑降承压水施工技术展开分析[1]。

2地铁深基坑降承压水目的与方法分析

2.1 深基坑降承压水目的

深基坑工程事故多与降水问题有关，地铁深基坑降承压水处理时，需综合考虑开挖深度、基础底板施工要求，合理确定降水目的，主要可归纳为以下几点：

①加固坑内、坑底下土体，有效抵抗地表沉降量、围护结构变形量等;②合理降低坑内土体的含水量，便于坑内挖掘机、人工作业。③预防基坑突涌事故的发生，合理控制承压含水层水头高度，确保基坑底板稳定、可靠。

2.2 深基坑降承压水方法

地铁深基坑工程中，承压水是否进行合理的减压降水处理，直接关系到基坑与周边环境安全，必须根据项目实际情况合理制定降水方案，具体如下：

（1）对于隔水帷幕可完全穿透承压含水层的深基坑工程，主要采取的减压降水方法包括：隔水、降压、坑底加固等，上述几种方法可联合使用，实现基坑干开挖，保证基坑工程顺利实施。

（2）对于开挖深度大、承压含水层厚度、埋深均极大以致隔水帷幕无法完全穿透承压含水层的超深基坑工程，上述方法可能难以满足工程实际需要。对此，应结合具体工程开展抽水试验，求取承压含水层渗透系数、单井涌水量等参数，分析地下水位与补给源之间的水力联系，科学制定承压水处治方案，合理采用水下开挖方法、设置水下封底混凝土，保证深基坑工程安全。

2.3 深基坑将承压水流程

根据大量工程资料分析，影响深基坑工程承压水减压降水成败的因素较多。在基坑范围内存在承压水的地区，应充分整合勘察、基坑设计、降水设计以及施工等多方面资源，做好预判，发现问题后提前采取相应加固补强措施，有效降低承压水给基坑施工带来的风险。

（1）承压水减压施工的前期需做好水文地质勘察工作，错误的水文地质参数会导致整个降水计算失真，另外降水设计方案也是施工的技术前提，当设计人员采取的计算模型不准确时也会导致整个施工思路混乱。勘察阶段应充分考虑地质突变的可能性，结合场地实际情况，在敏感位置、薄弱环节适当加密勘探孔，尽可能使地质勘探结果接近实际地质，对承压水位的观测应准确判断出含水层、隔水层的相对厚度并在上隔水层薄弱环节提出相应准确数据。

（2）基坑设计应与降水设计有机结合，以地勘结果为第一手资料，依据开挖深度、承压水水头标高、水层位置和隔水层地质参数等信息合理设计基坑围护结构深度及形式，使止水帷幕能有效隔离承压水层并尽量规避承压水绕流风险。降水设计应在结构设计的基礎上，从土层渗透系数、渗透量、土层物理特性等方面着手，重点突出基坑抗突涌设计的安全性。

（3）在做好水文地质勘察和降水设计工作的基础上，后期的降水施工和运营维护则是保证承压水降压效果的最后关卡。施工及监测阶段需重点加强实际数据与理论数据的比对，贯彻数据指导现场的理念，对数据发生的异常变化应及时进行原因分析，通过研判提出下一步指导意见。

基于承压水的工程特性及对基坑工程造成的一系列影响，为避免事故的发生，应充分结合上述多方面因素综合考虑，方能将承压水对基坑安全稳定的影响降到最低[2]。

3实例探析地铁深基坑降承压水施工技术

3.1 工程概况

本项目为某换乘站，本次研究范围为其南侧地下二层岛式站台车站（标准段及东侧端头井范围）。车站东端头井南侧23m处为综合大楼，φ426沉管灌注桩，桩长28.5m。车站为双柱三跨矩形框架结构，采用明挖顺作法施工，车站中心顶板覆土厚度为3.2m，车站基坑长313.0m，标准段基坑宽22.7m。

3.2 承压水处理方案

本项目初步拟定两大承压水处理方案：

（1）地墙隔断方案：止水帷幕完全隔断目标含水层时，理论上坑内抽水不会影响坑外水位的下降，但出现下述两种原因时，坑内外水位将存在明显的联系：①含水层下部弱透水层的存在，使得坑外水位下降而引起外保护建（构）筑物的变形;②止水帷幕止水性差，存在缺陷，进而导致坑外水位下降而引起坑外保护建（构）筑物的变形。

（2）抽灌一体化方案：本基坑地连墙未能完全隔断承压水层，需在坑内布置减压井降低承压水水位至安全标高。根据计算，车站东端头井、标准段承压水水位降深分别为16.7m和13.7m，同时为控制东端头井南侧23m处房地产综合大楼由于降水引起的沉降，于大楼范围设置回灌措施。此外，设置减压井、回灌井合计费用约为60万元。

3.3 抽灌一体化施工情况

本项目在车站基坑坑内设置减压井，其中标准段18口，井深36m，最终降深13.7m，东端头井段2口，井深38m，最终降深16.7m。在综合大楼（距离车站距离约23m）处布置10口回灌井，井深43m，滤管长14m，回灌水压力控制在0.01～0.03MPa。

对目标建筑物综合大楼除布置若干沉降监测点，并于车站东端头井北侧相同距离布置同等数量沉降监测点。自基坑坑内降深开始记录各位置沉降数据（沉降值为排除个别异常测点后取平均值记录）[3]。

基坑降压期间，通过合理回灌，综合大楼沉降监测点沉降平均值控制在 7.5 mm;而相同距离的沉降监测点，未采取回灌措施，基坑降压期间沉降平均值达到了 42.53 mm。由此可见，抽灌一体化可有效减小基坑降压引起的周边地面沉降。

4结束语

综上所述，地铁深基坑工程施工中，由承压水诱发的突涌问题直接威胁工程安全，这也是项目实施中必须解决的关键问题。在工程实践中，应根据深基坑地质、水文环境，合理制定支护与降水方案，做好施工监测工作，根据承压水位情况合理调整方案，保证项目顺利实施。

参考文献

[1] 张新明.承压水条件下基坑降水研究[J].天津建设科技，2020，30（2）：18-20.

[2] 王静.某城市地铁站基坑降水方案设计及研究[J].山西建筑，2020，46（3）：78-80.

[3] 陈忠，钱宝源，顾其波.考虑承压水降水的深基坑施工变形规律研究[J].宁波大学学报（理工版），2019，32（5）：65-69.

作者简介

冯剑（1993-），男，湖南永州人;学历：本科，职称：助理工程师，现就职单位：中国水利水电第八工程局有限公司，研究方向：地铁施工技术。