浅谈管井降水技术在地铁车站深基坑施工中的应用
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摘要：本文针对城市地铁车站工程施工,介绍了管井降水的施工方法和技术要点。管井降水施工必须严格按照降水工程设计来认真组织施工,使地下水达到预定的降深要求,以保证管井降水施工的质量,严格控制成井中的关键工序,保证基坑无水作业,施工取得了较好的效果。
关键词：地铁车站、深基坑、管井、降水。
中图分类号： TV551.4 文献标识码： A 文章编号：
井点降水是将带有过滤器的井管埋入含水层中,从管中抽取地下水,以降低地下水位、疏干基坑中的地下水。常见的降水井点有轻型井点、喷射井点、电渗井点和管井井点,本文结合深圳地铁2号线东延线燕南站施工情况介绍管井井点的施工方法和技术要求。
一、工程概况及地质简况
1.1工程概况
深圳地铁2号线东延线燕南站设于振华路与燕南路交叉口的西侧，地处深圳市繁华地段，车站地面交通繁忙、地下管线多、周边现状为密集的多层或高层房屋，基坑离房屋基础最近约为1.6m，车站底板埋深约18.28m，车站呈东西走向，车站外包总长319米，标准段宽17.3米，施工条件差。
1.2地质简况
站址处原始地貌为冲洪积平原及其间沟谷区，地面高程9.8～11.1m，地面坡度小于3°；车站范围内现地面高程一般在10m左右。
车站范围上覆地层主要为第四系全新统人工填筑土(Q4ml)、冲洪积粘性土及砂土(Q4al+pl)，残积粘性土层(Qel)，下伏基岩为燕山期(γ53)花岗岩。
车站范围地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。
第四系孔隙水主要赋存于冲洪积砂层及沿线砂(砾)质粘土层中。地下水埋深2.00～3.10m，含水层厚度9.70～18.20m，以孔隙潜水为主，局部微承压。主要由大气降水补给。水量较丰富，水质易被污染。
岩层裂隙水较发育，广泛分布在花岗岩的中～强风化带、构造节理裂隙密集带中。富水性因基岩裂隙发育程度、贯通度、断层带性质及胶结程度、与地表水源的连通性而变化，主要由大气降水、孔隙潜水补给，局部具有承压性。
本场地地震基本烈度为七度。
二、管井构造
本车站的降水方案设计借鉴了多年深圳市区施工的经验，在基坑内纵向设置两排管井降水，间距20米，采用大口径深井加真空降水的方法，以达到基坑降水和土体排水固结的目的。
管井直径600mm，全孔下入φ400/300mm水泥砾石滤水管，井口下部3m的滤水管外包一层40目尼龙网，井深范围内回填φ3-7mm滤料。大口井埋设深度L=h＋8.0m(h—对应大口井里程处的基坑深度)，将地下水位降低至基坑下1M，大口井管长L′=L+3m。
三、施工方法及技术要点
3.1施工工艺流程
大口井降水施工工艺流程为：施工准备埋设钢护筒定井位、立钻架成孔清孔下井管填滤料洗井安装真空泵试抽降水管理、加强监测完成降水任务对管井进行封堵。
3.2施工技术要点
（一)成孔：埋设好护筒后，采用GPS-10型回转钻机钻孔，确保孔径不小于600mm，深度大于设计深度，以考虑抽水期间沉淀物可能达到的沉积高度所产生的影响，并保证钻孔圆正垂直。钻孔过程中采集土样，核对含水层所在部位和土的颗粒组成。
（二)清孔：井管下入前进行清孔作业，清孔采取注入清水置换，利用砂石泵抽出沉渣，并测定井深。
（三)下井管：井管采用φ400/300mm的水泥砾石滤水管，每节长2.0m，利用汽车吊分节吊放。井管接头处用尼龙网包裹严密，下到设计深度，顶部高出地面20cm，并采取措施加以临时保护。
(四)填滤料：井管到达设计深度后，适当稀释井内泥浆，然后立即在井管周围灌填滤料。滤料采用人工沿井孔四周均匀连续填入，滤料填至井口下1m处，其上用粘土回填。滤料采用φ3-7mm干净石屑。
(五) 洗井：完成滤料灌填后，按规定进行洗井。在成井后8h内，将污水泵放入井底反复抽洗，保证渗水效果，洗井过程中观测水位及出水量变化情况。
(六)安装潜水泵及管路系统
1) 安装前检查电机和泵体，确认完好无误后方可安装；
2) 潜水电机、电缆和接头的绝缘安全可靠，并配有保护开关控制，以确保安全运转；
3) 安装过程中保证各连接部位密封可靠不漏气；
4) 将真空泵进出水、进出气调节好，保证正常运转；
5) 管路在基坑边缘汇入总管，将水排入市政污水系统；
6) 管路上装有真空表、水表、闸阀、单向阀，以便于控制、管理，气管连接处保证密封、不漏气。
(七)试抽：洗井后，对井管进行单井试抽，如有异常情况，重新洗井，并再次进行抽水试验。
(八)降水管理
降水工作持续时间较长，降水管理工作的要点是：
1) 降水开始后，随时了解水位动态变化，根据水位观测情况，控制降水井排水时间和时间间隔，控制真空泵抽吸力度，保证系统有足够的真空度。
2) 降水期间安排三班人员日夜值班，进行排水降水控制操作、水位观测和数据记录。
3) 降水期间安排专人负责对抽水设备和运行状况进行定时维护、检查和保养，观测记录水泵的电源、出水等情况，保证抽水设备始终处在正常运行状态。
4) 降水期间严禁随意停抽。
5) 更换水泵时，测量井深，掌握水泵安全深度，防止埋泵。
6) 备好备用电源，保证抽水正常、连续进行。
7) 基坑开挖过程中，密切注意真空效果，做好密封工作。
8) 若因地下围护结构渗漏而引起坑外水位下降超过规定值时，控制抽水力度或停抽。采取措施处理后再复抽。
(九)降水监测
整个降水过程中，连续进行降水监测，主要包括水位观测和对周围环境影响观测两项内容。
1) 水位观测
① 降水开始前统测1次基坑的自然水位，抽水开始后，在水位未降到设计深度(基坑底板下0.6m)前，每天测3次水位；
② 水位降到设计深度后，且趋于稳定时，每天测1次水位，水位监测精度控制为±1cm；
③ 设专人负责监测工作，及时整理监测数据，绘制水位降深值s与时间t曲线图，分析水位下降趋势，预测达到设计降水深度所需时间，根据水位监测记录和s—t曲线图，分析查明降水过程中出现的异常情况及产生的原因，及时采取处理措施，确保降水作业顺利进行。
2) 周围环境监测
① 降水作业开始前，布设地表沉降、管线沉降、建筑物沉降和倾斜测点，并会同监理工程师和相关管理部门作好周围环境原始状况记录；
② 降水作业开始前3天测3组数据，取平均值作为初始值，降水作业开始后，在水位未降到设计深度前，每天测3次数据，当水位到达设计深度后，并趋于稳定时，每天测1次；
③ 监测精度同水位监测精度；
④ 设专人负责监测工作，及时整理监测数据，绘制沉降值s与时间t曲线图，分析沉降趋势以及降水作业对周围环境的影响程度和范围；
⑤ 根据监测数据及s—t曲线，合理调整降水方案，确保地下管线及周围建筑物和构筑物的安全和正常使用。
3.3质量检验
管井施工质量检验主要执行 《建筑与市政降水工程技术规范》 （JGJ/T111-98）、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）与《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-2003）。
四．小结
经过本车站基坑降水井的施工，对降水井成井做到“过程控制”，在降水井成井后及时提取降水参数，根据降水参数去修正设计、指导施工，确保了车站在土方开挖过程中，水位控制在基底以下，顺利完成了土方开挖、主体结构的施工，并对后续区间降水施工起到了指导的作用，取得了很好的效果。
参考文献：
[1] 刘俊岩.深基坑工程．中国建筑工业出版社，2001．
[2] 黄运飞．深基坑工程使用技术．兵器工业出版社，1996．
[3] 陈中汉，黄书秋，程丽萍．深基坑工程．机械工业出版社，2003．