福州地铁1号线黄山站深基坑降排水方案研究.doc

福州地铁1号线黄山站深基坑降排水研究.doc 福州地铁1号线黄山站深基坑降排水方案研究 摘要:结合具体基坑降水实例，叙述了降水方案的选择方法， 详细介绍了降水井的施作过程与质量控制，以及探讨了降水井的施工工 艺，并对其进行总结，为同类工程施工提供参考。 关键词:地铁车站;明挖施工;降水;施工;方案 Abstract: combined with specific engineering example of foundation pit precipitation, precipitation scheme selection method was described, in detail introduced the precipitation process and quality control as well, and probes into the construction process of dewatering well, and carries on the summary, provide a reference for similar engineering construction. Key words: subway station; Open cut construction; Precipitation; Construction; plan 中图分类号:U231+.4文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013) 在地下工程开挖施工中，基坑降水往往是决定深基坑工程施工成败的 一个重要因素。基坑降水的方法很多，但由于各地各区域的工程地质、水 文条件不尽相同，而不同的地质条件适应不同的降水方法，因此基坑降水 设计、具体施工工艺也有所区别。选择降水方法要求技术上可行，经济上 合理。本文结合福州市地铁1号线黄山站铁站基坑降水实践，详细相关施 工技术，以期为同类工程借鉴与参考。 1 工程概况 黄山站位于福泉高速连接线同则徐大道交叉口的南端，沿福峡路南北向布置。车站为地下二层10.5m岛式站台车站，双层两跨箱形框架结构，车站总长189m，车站中心里程为SK18+819.00。车站主体围护型式采用地下连续墙，标准段开挖深度约为16.0m，端头井开挖深度约为17.7m，车站覆土平均厚约2.9m。主体土方开挖时支撑型式为第一道钢筋砼支撑，其余为φ609钢管支撑。 车站开挖影响范围内地基土划分为9个工程地质层，18个工程地质亚层。地质情况自上而下为:1-1杂填土;2粉质粘土;3-1淤泥;3-2细砂夹淤泥;4粉质粘土;4-J中砂;5-1淤泥质土;5-2细砂含淤泥;5-3淤泥质土夹细砂;7粉质粘土;7-J中砂;8-1淤泥质土;10-J中砂等。大部分底部坐落在5-3淤泥质土夹砂层，局部坐落于5-1淤泥质土层，连续墙趾大部分落于8-1淤泥质土层。本工程场地区域地质相对稳定，区域稳定性好，场地稳定性分类为稳定。 2降排水井设计与施作 2.1地层渗透性分析 车站所在地为松散岩类孔隙潜水、松散岩类孔隙承压水和基岩裂隙水三类。松散岩类孔隙潜水主要赋存于场区部填土、浅部黏性土中，主要接受大气降水竖向入渗补给和地表水的侧向入渗补给，多以蒸发方式排泄，勘察期间测得潜水稳定水位埋深为1.50,3.10m，高程为3.63,5.54m，潜水位年动态变幅一般在1.0m左右，松散岩类孔隙水承压水主要赋存于 场地内的4-J、5-2层中砂、4-a粉质粘土夹细砂，局部富水性较好，具承压性。基岩裂隙水赋存于岩体碎块状强风化及中风化带中，由于裂隙张开或密集程度、连通及充填情况都很不均匀，所以裂隙水的埋藏、分布及水动力特征非常不均匀，主要受岩性和地质构造控制，透水性及富水性一般较弱，渗透系数小于0.5m/d，为弱透水层，具若承压性，但埋深较大，对本工程影响较小。 2.2 降水类型选定 场地承压水处理的方法主要有周底隔渗、落底式垂直帷幕、中型、井点降水、隔渗与降水联合处理等。鉴于本基坑连续墙趾大部分落于8-1淤泥质土层，水的流动性差、渗水性不强，经过对地层、承压水、及基坑挖深的各种因素分析，本车站明挖基坑采用坑内井点降水为主、明沟排水为辅的方法。施工时根据具体情况设置排水沟，在排水沟中每隔20m左右设一个直径为0.8m的集水井，集水井低于排水沟底0.8m，集水井内水应随集随排。为了防止地表水流入基坑，在基坑西侧压顶梁外侧设置1道截水沟，每隔50m左右设置一集水井，将截水经过沉淀后排入市政管道内。地表截水沟的尺寸为0.4m高，0.4m宽，采用0.1m的C15混凝土模筑。截水沟设置2%的坡度由北向南下坡;地表集水井的尺寸为0.8m高，0.8m宽，采用干砖砌筑，内侧采用15mm厚的M10砂浆抹面。地表集水井较地表截水沟低0.5m。 2.3坑内降水井布设 设降水井是为了降低地下水水头，加固基坑内和坑底下的土体，提高基坑内土体抗力，从而减少坑底隆起和围护结构的变形量。同时，疏干坑 内地下水，方便挖掘机和施工人员在坑内施工作业。因此，要求在土方开挖前15d左右进行，同时观测地表沉降。 本降水系统首先通过深井滤管汇集周围土层中地下水，再用大扬程深水潜水泵抽水的方式，降低地下水水位到基坑开挖深度以下0.5m,。考虑本场地裂隙水的埋藏、分布及水动力特征非常不均匀，透水性及富水性一般较弱，降水井全部设置为疏干管井，共设置20口，钻孔直径为φ800mm，按照南北方向双排均匀布置，纵向间距20m，深入基底5米，具体如图1。 图1黄山站降水井平面布置图 2.4 降水井施工 降水方案制定后，首先进行试成井，并通过抽水试验提取降水参数，从地质、施工操作人员质量意识、材料(滤料、滤网、滤管)的选择及降水井的成孔、抽水效果等方面进行分析，对降水井的位置和数量进行合理布置、调整，以取得最佳降水效果。其工艺流程如图2。 图2 降水井施工工艺 (1) 成孔:准备工作完成以后开始钻孔，钻孔采用GPS,10型水文钻机清水钻进成孔，降水井开孔孔径为φ800mm，均一径到底。钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳，轻压慢转，以保证开孔钻进的垂直度，成孔施工采用孔内自然造浆，钻进过程中泥浆密度控制在1.10,1.15，当提升钻具或停 工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌。钻进过程中注意观察返浆，记录地层情况，钻到设计孔深后，再超钻50~80cm，但仍停在原位进行清水循环，以返清孔内沉砂，减少沉淀，通过返浆观察确定起钻时间。 (2) 管井安装:起钻后立即安装井管，井管直径为300mm，外包一层40目尼龙网，单管长度为1m，安装顺序为先放一端封死的滤管，再依次对接，每节管对接对直，确保井管位于孔中间，以保证井管与孔壁间间距不小于150mm。 (3) 滤料填充:填砾料前在井管内下入钻杆至离孔底0.30m,0.50m，井管上口应加闷头密封后，从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步稀释泥浆，使孔内的泥浆从滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆，使孔内的泥浆密度逐步稀释到1.05，然后开小泵量在管井与孔壁之间采用2~4mm绿豆砂填实，填充滤料时，应对称回填，避免滤料将井管挤压偏斜。 (4) 井口封闭:滤料填至距离孔口1m的位置用黏土封闭。在粗砂的围填面上采用优质粘性土围填至地表，围填时应控制下入速度及数量，沿着井管周围少放慢下的围填。然后在井口管外做好封闭工作。 (5) 洗井:在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上空压机先进行空压机抽水洗井，待井能出水后提出钻杆再用活塞洗井，活塞必须从滤水管下部向上拉，将水拉出孔口，对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动，冲击孔壁泥皮，此时应向井内边注水边拉活塞。当活塞拉出的水基本不含泥砂后，再用空压机抽水洗井，吹出管底沉淤，直到水清不含砂为止。 (6) 安泵试抽:成井施工结束后，在降水井井内及时下入潜水泵或接 真空管、铺设排水管道、电缆、地面真空泵安装等，抽水与排水系统安装完毕，即可开始试抽水。在降水管井内先采用真空泵与潜水泵交替抽水，真空抽水时管路系统内的真空度不宜小于-0.06MPa，以确保真空抽水的效果。电缆与管道系统在设置时应注意避免在抽水过程中不被挖土机、吊车等碾压、碰撞损坏，因此，现场要在这些设备上进行标识。 (7) 排水: 洗井及降水运行时应用管道将水排至场地四周的明沟(渠)内，并通过过滤，将水排入场外市政管道中。 2.5 基坑开挖后降水井的处理 在基坑开挖过程中，降水井随着基坑分层开挖随时切割降水井井管。开挖至基坑底用混凝土封闭降水井井管口。黄山站主体结构施工顺序为从北往南施工，在南北端头井内各留1口井，其余管井边施工边封堵(封堵不严密时可埋暗沟往中间降水井引)，在整个结构2/4,3/4位置各留置1口井，共留4口后期封堵。具体做法:将井口四周防水做好后，用φ150钢管将抽水泵管引出，钢管中部焊上止水钢片，浇注完底板砼后根据实际需求进行降水，保证水位在底板以下0.5m。待整个底板侧墙砼浇注完成且达到设计强度后，可将这预留井管用注双液浆的方法封堵死，钢管部位用高一标号的微膨胀防水砼填满。 2.6 基坑内排水沟 基坑开挖过程中，在中部设排水沟，每隔25m设置一小集水井，使基坑内渗水与施工废水汇入其中，再用水泵抽入地表沉淀池经沉淀等方式处理后排至市政管网。在开挖过程中，边挖边加深排水沟和集水井，保持沟底低于基坑底不小于0.5m，集水井底不小于排水沟底0.5m。 2.7 成果展示 本场地经过15天提前降水，在开挖时效果明显，水位下降至坑底以下0.5m。疏干井内水位在此种地质条件下上升不明显，完全能满足现场施工要求。 3质量控制与措施 (1)降水质量控制:井点使用时，基坑周围井点对称、同时抽水，使水位差控制在要求限度内;备用发电机组，采用双线路供电系统;经常观测水位变化、定期检查电缆线路。 (2)防止地表沉降:加强观测，防止地面过量沉降，一旦发现水位观测孔中的水位、水量变化异常、局部区域出现超降现象，停止降水，立即采取坑外回灌等措施，以保持坑外地下水位; (3)防止异常情况:若降水井未能降水，查明原因，及时增加降水井数量，确保基坑内水位在基底以下0.5m;若降水井在土方开挖过程中被破坏，及时采取明排措施，将水汇集到一点，集中抽出。 4 结语 降水方案研究是一项理论性、实践性很强的工作，要充分掌握场地水文地质条件，考察临近工点的降水经验，从而制定有效、合理的降水方案，以确保工程安全顺利地进行。黄山站基坑通过对降水方案的选定，强化成井施工质量，加强降水过程控制，保证了基坑稳定，实现了基坑内无水作 业，在整个基坑施工过程及后期的观测中，降水效果良好，实践证明这种深井井点与明排水相结合的方法进行深基坑降水，简单易控、经济合理。 参考文献: [1]. 何小亮 王志硕 胡向阳..西安地铁三号线某车站基坑降水设计[J]，地下水，2011，33(1):12-13 [2]. 柳利丽 胡长明 梅源.黄土地区地铁车站深基坑降水设计与施工[J]，建筑技术，2011，43(1):55-56 [3]. 黄木田.地铁车站深基坑降水施工践[J]，现代地市轨垣交通，2011，(3):58-59