史答记
中铁二十二局集团轨道工程有限公司，北京 100043
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，然而地铁工程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，因此，基坑排水一直是地下工程施工的关键所在，基于此，本文以深圳某地铁为案例，主要从降水方式、降水设计、降水管井施工、降水井封井处理、降水辅助措施等多角度分析基坑降水施工技术，通过整个施工技术的应用有效降低了地铁车站基坑含水量，确保地铁基坑稳定性，保证地铁工程的顺利进行。
关健词：地铁车站；基坑；降水施工技术
引 言
在地下水位比较高的区域进行深基坑开挖时，由于防水层被切断，在压差的作用下，地下水必然不断地渗入基坑中，若不及时进行降水和排水处理，可能会导致基坑浸水现象的发生，致使施工条件极速变差，地基基础承载力不断下降。同时，在动力水压的作用下，还可能引起管涌、流沙、基坑失稳等问题。如果处理不当，非常容易引发险情，造成更大的损失。因此，为确保施工的安全性，必须切实做好地铁基坑降水和排水措施，解决地下水有助于更好地保证质量和工期。基于此，开展地铁车站基坑降水及排水施工技术的研究就显得尤为必要。
1 工程概述
深圳某地铁车站采用明挖顺筑法施工，为地下两层双跨岛式站台车站。总体长度为222.7m，标准段宽度为21.4 m，顶板平均覆土3m，主体基坑开挖深度约20.5m。该车站地貌属黄河冲洪积平原的阶地地貌，地势平坦宽广，场地较平整，无明显坍塌、滑坡、泥石流等地质灾害。该车站基坑开挖深度在20 m以上，具有较高的地下水位，所以降水就成为了该基坑施工最主要的内容之一。水文地质情况如下。
1.1地下水
该车站区域并没有地表水流过，而地下水属于潜水类型，稳定水位埋深1.70～3.80m，稳定水位标高34.26～36.87m，含水层主要为填土层及紧邻填土层底部的砂土层。场地内的第四系冲洪积黏性土、残积的粉质黏土土层不均匀，含砂粒、砾石或其它粗颗粒，导致土体中含水，但水量较小。同时冲洪积黏性土层由于渗透性相对较差，也作为相对隔水层。主要接受大气降水、侧向径流及越流补给，以蒸发、侧向径流方式排泄。年变化幅度约1.0～3.0m。
1.2勘察分析
从勘察资料可知，该区域地下水对于混凝土结构具有一定的腐蚀性，若是钢筋处在干湿交替情况下具有弱腐蚀性，处在长期浸泡的情况下具有微腐蚀性。车站结构所处位置地下水位均较高，基坑降水若不到位，基坑开挖及结构施工就无法进行。因此深基坑降水施工是本工程的重点；为了有效解决地下水对于车站施工造成的影响，确保地铁车站基坑稳定性，保证地铁工程的有效建设，需要对车站基坑降水施工技术进行分析研究。
2 地铁车站基坑内降水施工技术分析
2.1降水作用
基坑主要采用坑内疏干井降水，基坑周边设置排水沟和集水井，基坑开挖时，管井降水深度控制在开挖面以下1m，先降水后开挖。基坑开挖回筑过程中，降水井应按要求进行持续使用，直至降水井在顶板覆土回填后进行封堵，以满足明挖基坑施工阶段的抗浮要求，防止基底隆起及地下严重失水引起地面沉降，危及路面、既有建筑物的安全。
2.2基坑降水范围及方案
在地质勘察时，对土层进行了室内渗透试验，得到各土层渗透系数如表1所示
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降水井打设后可采用单井潜水非完整井稳定流抽水试验以复核砂质粉土、粉砂、细砂土层的综合渗透系数、降水影响半径等水位地质参数。
2.3降水设计情况
车站基坑降水井位于基坑内侧，共有35口，均匀分布，东西方向呈直线排列，管井沿车站基坑两侧布置，每约200m2布置一口，井底标高低于基坑底6.0m。管井井口直径1.0m，井管直径0.6m，滤水层厚度0.2m。降水井构造示意图如图1所示。
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式中：Q为基坑总涌水量，m 3/d；L为基坑长度，该案例为222.7 m；B为基坑的宽度，该案例为21.4 m；K为渗透系数，该案例为4.626m/d；H为抗浮水位到含水层底板的距离，该案例为24.5 m；h为动水位到含水层底板的距离，该案例为17.56 m；S为基坑水位降深，该案例为6.94 m；R为降水影响半径，该案例为100.03 m。
按照上述相应参数通过上式对于基坑涌水量计算能够得到该基坑总涌水量为4280.29m3/d。
2.3.2降水井数量计算如下：
a.基坑总涌水量:Q=4280.29m3/d
渗透系数：K=4.626（m/d）
b.降水井单井设计流量
降水井数量：n=35
单井设计流量：q=1.1×Q/n=134.52m3/d
c.单井出水能力
过滤器半径：rs = 0.3m
过滤器进水部分长度：l= 4.00m
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2.4基坑内降水井施工流程及方法
按照基坑开挖方向，先施工端头井部位降水井，降水施工工艺流程图如图3所示。
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图3基坑降水施工工艺流程图
2.4.1降水井施工工艺
1）根据本基坑的具体情况，该案例采取的是正循环钻机和配套设备设施成孔施工。要委派专门人员对进料进行监督，要严格控制井壁管、过滤管、回填砾石以及黏土等材料质量。之后进行护孔管的埋设，一定要保证其垂直性。然后实施钻进清孔，为了确保钻进深度，在钻进之前一定要测量好钻具的长度。在钻进过程中需要对每一层进行准确记录，一定要保证降水含水层的准确层位以及岩性。
2）要参照设计井深的情况预先进行井管的排列以及组合，之后通过吊车进行下管，一定要确保井口标高的统一性。要确保井管能够平稳进入到孔中，为了确保井管的垂直性、避免其斜靠到井壁上，在井管外部要填筑一定厚度的砾石，同时在滤水管上下各设置两组扶正器，确保环状填砾间隙厚度在150 mm以上。
3）填砾料。在进行填砾料之前需要在井管内部下钻杆知道距离孔底0.3～0.5 m范围，之后为了避免杂物落入到井内，需要对井管口进行密封，之后参照井管构造在其中填入砾料，在填筑的同时也要测量填砾料的高度。一般情况下滤料要大于滤网孔径，要确保砾石滤料满足级配要求，并且控制其杂质含量小于或等于3%，将其回填到地面之下1 m位置。地面以下1m范围内要用粘土回填密实。
4）洗井。为了能够确保洗井的有效性，务必要通过“活塞+空压机”的方式进行洗井，一直到井内部出现清水为止，确保井底部沉砂小于或等于20 cm。
5）设置水泵。水泵规格为2.2kw潜水泵，扬程大于40m，流量30m3/h，在安装前，应对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查，在地面试转3min～5min，若无问题，方可进行安设。安装完毕应进行试抽水，满足要求方可转入正常工作。
3 降水运行
3.1试运行
试运行是降水运行施工技术的核心环节，为保证试运行的效果，需要先对各个井口和地面的标高进行全面系统的测量，确认达到设计标准和要求后，才能进行试运行。尤其是降水井在成井时采用边施工、边抽水的方法，一口井抽完以后，施工也随之完成。在基坑开挖前半个月进行场地降水，把基坑中地下水降到开挖标准面1 m以下，达到这一标准后可先暂停抽水，观察井中的出水量。确认其是否满足降水设计标准，如果达到设计标准，则进行下一道工序施工，如果不达标，则继续抽水。在降水运行时一定要加强相应水位的观测，要实时了解含水层水头的变化情况；在降水运行过程中需要委派专人进行24 h看守，一定要对各项质量进行准确记录。
3.2降水运行措施
降水运行控制措施如表2所示
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3.3防止地面沉降
在降水操作过程中，要防止地面的沉降量超过允许标准值，以保证周围建筑工程地基基础和地下管线施工的安全性。并在基坑外侧布置水位观察井，对地下水水位进行实时监控。
3.4井点管的封孔
基坑井点降水结束后，封闭钻孔时必须有监理工程师旁站，再拆除井点管封孔，并做好记录。管井停止降水不得同时停降，应从排井两端间隔、遂步停水封井，最大限度减小基坑回水压力对基础底板的不利影响，
同时保证封井止水效果。在车站顶板覆土回填后，灌注C35P10防水混凝土填充管井，振捣密实，浇筑至防水钢套管顶部高度。钢管口部法兰上放置橡胶防水垫板，封闭井口钢封板，加盖Φ12@150*150钢筋网与底板顶筋焊接，用防水砂浆填实。管井封堵示意图如图4所示。
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图4管井封堵示意图
4 降水监测措施
为防止地下水位持续下降对临近地表及建筑物下水土流失造成下沉和开裂过大等影响，在施工降水过程中，需采取如下措施：首先，需对周边建筑物及地表进行沉降观测，依据取得数据，确保施工安全。一旦发现水位观测孔中的水量、水位变化超过标准值，出现局部沉降，迅速终止降水，查清原因，及时采取地下水回灌及注浆止水等措施。为尽可能消除这类影响，可采用在保护区设置回灌工程措施、在基坑降水得同时，向地下含水层注入一定水量，形成一道阻渗水幕,使基坑降水得影响范围不越过回灌工程的范围,阻止地下水向降水区的流失,保持已有建筑物所在地原有得地下水位,土压力仍处于原有平衡状态,从而有效地防止降水影响,使建筑物沉降达到最小程度。
其次，围护结构和止水完工后形成的封闭环才具有止水作用，杜绝围护结构施工及降水施工共同进行。最后，随时跟踪监测围护结构的稳定性，利用测斜管对围护结构的桩体水平变形情况进行监测，根据监测数据结果，及时调整方案。
5 结束语
多数城市均启动了地铁建设项目，实际施工中，基坑降水问题是一大难点，缺乏合理的降水措施将直接威胁到工程人员的安全，且难以保证工程品质。本文从工程实例入手，根据施工情况提出解决措施，给同行提供可行参考，为地铁工程助力。
参考文献
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[2]地铁车站基坑降水施工技术研究[J].王轩,蒋丽君.科技与创新.2020(01)
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