地铁深基坑降水施工技术要点分析

发表时间:2020/5/21   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:邹景军
[导读] 摘要:近几年,随着我国基础建设规模和数量不断增加,地铁工程建设也逐步发展起来,在建设过程中对于降水技术的要求也越来越高。
        中铁工程服务有限公司  四川成都  610000
        摘要:近几年,随着我国基础建设规模和数量不断增加,地铁工程建设也逐步发展起来,在建设过程中对于降水技术的要求也越来越高。虽然我国的基坑降水技术已经足够完善,但是对于复杂多变的工程周边施工环境,也常常会出现降水设计不完善的案例,致使基坑因结构安全性、稳定性不足发生失稳的事故。基于此,文章就结合具体案例分析地铁深基坑降水施工技术要点。
        关键词:地铁;深基坑;降水施工
        引言
        在地铁深基坑工程施工中,由于地下水位与土质条件的不同,开挖方法也不同,在无水或地下水位较浅的情况下,开挖相对简单;但若地下水位较高,土质条件又较差,就很容易发生塌方事故,造成人员的伤亡,给企业带来巨大的经济损失。尤其是深基坑工程的施工,其受地下水的影响更大,造成的危害也更大,所以必须采取必要措施加以处理。降水是现阶段我国深基坑施工中地下水处理的有效途径,被广泛应用于工程建设中并取得了良好的成效。
        1深基坑工程的特点
        1.1深基坑工程容易被周边复杂环境影响
        基坑周边地质环境若十分复杂,会直接造成施工周期的增长,出现安全事故的概率也会增加。邻近的建构筑物、地下结构、市政管网和地铁等对基坑的变形限制严格,施工因素复杂多变,气候、季节、周围水体等均可产生重大变化。尤其是恶劣的自然环境下,深基坑失稳事故极易发生。与此同时,复杂的施工环境也会导致施工工序中降水、基坑开挖,结构施工等出现安全隐患。
        1.2深基坑工程易出现位移和沉降
        城市轨道交通工程中的地下地铁车站施工,均需进行深基坑开挖施工,当车站存在两线路换乘或为地下多层车站时,基坑规模及深度会相对增加,这会直接增加基坑工程的设计难度,造成施工困难度提高。与此同时,在基坑施工过程中,地表位移和沉降是极易发生的现象,对周边建筑物的安全性、稳定性会产生一定不利影响。
        2工程概况
        2.1工程简介
        工程位于某交叉路口东西向设置,与远期4号线L形换乘,换乘节点两相交地铁结构同时施工。地下车站结构设计采用框架结构,两层三跨箱型站体,同时设置交叉渡线及停车线,现状站址处为道路和绿地,车站基坑南侧临近两座地面高大建筑,明挖法施工。标准段作业面基坑深16.6m,宽23.1m;基坑开挖盾构井段宽27.3m,深达20.22m,主体顶面约3m土层。地铁主体区间隧道均设计为盾构作业,盾构井设计于车站两端,主线右DK10+451.644~762.901围护设计为内支撑与地下连续墙结构,主线右DK10+762.901~右DK11+065.501设计内支撑与围护桩支护结构。
        2.2地质、水位条件
        2.2.1地质条件
        施工区域地形地貌,根据现场钻探所揭示的地层情况,结合地貌特征,本站属于黄河冲洪积平原,50m深度范围内地基土主要为第四系(Q4)沉积地层。基坑开挖深度范围内的工程地质条件主要地层为上层杂填土、粉质黏土、底层为粉质黏土、粉砂,车站底板坐落在粉质黏土;车站换乘节点处底板坐落在细砂层中。地连墙和三轴搅拌桩止水帷幕底深入粉质黏土层。
        2.2.2水文地质条件
        水文地质报告显示,距本站较近的地表水主要为如意湖及昆丽河,深水位达3.5m。场区上部地层主要为粉土及粉质黏土,属弱透水层,且如意湖及昆丽河底铺设有膨润土防渗毯。地下水的补给、径流、排泄条件、水位及其动态特征主要为砂(黏)质粉土、粉砂、细砂及粉质黏土层,透水层属弱-中等、富水层属弱-中等,大气降水和地下水径流为主要补给来源,地表水由于地面硬化,大气降水基本排走,下渗量较小,以地下水径流补给为主,根据区域地质资料,地下水径流方向为西、西南向东及东北的径流。
        2.3降水工作中存在的问题
        2.3.1施工过程难度大
        地铁建设过程中经常遇见的施工难题主要包括两点:换线车站深入的距离过深;换线部分的车站建设想要成为一个封闭的空间。


        2.3.2容易发生突发情况
        降水过程是地下施工的重要阶段,因为地质条件不确定,每一个施工阶段的降水工作难易度也不一样,而且降水工作还需要融入整个施工过程中,不能单独进行,这样一来会发生很多方面的突发安全问题。
        2.3.3需要先进的技术
        在降水施工阶段中需要解决两次地下水问题,第一层就是存在大量鹅卵石的地下水层,这一层的厚度虽然大,但是水分不太充足;第二层是更深入地下的降水层,这一层的厚度相比第一层要薄,但水分却远远多于第一层。地铁基本整个路段都会建于城市地下,所以解决地面建筑物的地下设施问题就成了难题,需要很先进的技术支持。
        2.3.4施工时间不充足
        地铁的建设时间往往非常紧迫,因为地铁建设需要城市提供大量的资金周转,为了填补这一部分资金,就需要地铁尽快投入运营,因此给施工部门造成了足够大的压力,必须在短时间内完成大量的高质量工程。
        3地铁深基坑降水施工技术的具体应用
        3.1钻孔
        在施工过程中为减少成孔时出现的问题,一般都会选择使用BG旋式的钻孔机进行钻孔工作,工作人员在钻孔时要保证钻孔的直径大于80cm、深度高于30cm,在钻孔工作进行中要时刻做好记录便于以后分析使用,并且要对施工区域的土样进行收集。
        3.2清孔
        在降水井中放入降水管之前,需要对降水管道进行清孔工作,目前我国在清孔工作中使用最多的方法是用清水进行多次清洗和置换,将深基坑中的泥浆抽空,进而方便地铁深基坑施工可以正常进行。
        3.3添加滤料
        添加滤料一般都是在降水管安装后进行,添加滤料时使用人工的方法比较常见,施工人员将降水井周围的所有区域都进行填料工作,在填料工作完成后,在滤料的上方加适当的黏土进行压实工作。
        3.4洗井
        洗井在添加滤料完成后选择适当的时间立刻进行,这样可有效避免降水井底部产生沉淀的现象,使降水井能够最大程度地发挥作用。在洗井时,需要设置多种不同的清洗时间,经过多次的洗井工作,如果清洗过后的水呈现非常清澈干净的状态,这样代表洗井工作已经顺利完成。在洗井过程中,要不定时对降水井中的水进行抽样检测,保证降水井中的水满足地铁施工的需要。
        在上述四方面工作顺利完成后,对降水井中的水要再次进行抽样检测,及时发现问题并且立刻采取措施进行解决,在问题得到解决后再进行抽样检测,重复上述步骤直至降水井的水样达到要求的标准,使降水井可以正常投入使用。
        3.5降水井施工引起的地面沉降控制措施
        在基坑降水开挖过程中,为防止邻近建筑物因地表沉降位移受到严重影响,可采用以下措施:
        (1)保持降水井清洁,井点降水时应减缓降水速度,均匀出水,勿使土粒带出,随时注意抽出的地下水是否有混浊现象。
        (2)井点应连续运转,尽量避免间歇和反复抽水,以减小降水期间引起的地面沉降量。
        (3)对于重要地段,降水场外设置挡水帷幕,减小降水影响范围。常用的挡水帷幕可采用地下连续墙、深层水泥土搅拌桩等,一般挡水帷幕底面应在降落后的水位线2m以下。
        (4)设置回灌水系统,保护邻近建筑物与地下管线。回灌水系统包括回灌井、回灌沟。
        结语
        综上所述,随着改革开放的进行,科技迅猛发展,人们的日常出行量增大,道路的交通负荷日趋增加。在这种情况下,众多省份和城市开始地铁建设,但在建设中出现众多的安全问题,如基坑降水等问题。基于此,本文进行了深入的探究,并提出了解决对策,期待今后地铁工程遍及全国,让更多地区的人民交通便利,也期待本文可以成为地铁建设的参考资料,为我国的地铁建设做出贡献。
        参考文献:
        [1]张科.地铁深基坑降水施工技术分析[J].建材与装饰,2018(13):248-249.
        [2]詹晓萍.地铁深基坑降水施工技术[J].太原城市职业技术学院学报,2016(01):150-152.
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