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浅谈地铁车站深基坑降水施工控制
更新时间:2015/12/4    字体大小:【 】点击率:22次

 

李贵保,赵军
 
【摘   要】地铁深基坑降水,关键在于设计和过程动态控制,应在根据地质水文资料进行理论计算的基础上,编制专项降水施工方案并进行专家论证后认真落实实施,同时要结合项目实际情况制定突发应急预案,确保降水工程施工顺利、满足基坑开挖和主体结构施工的安全需要。
【关键词】地铁,车站,深基坑,降水,控制
 
引言
地铁工程,在我国许多二级城市也已经陆续开始建设,从趋势来看,正处于欣欣向荣、方兴未艾的阶段,形势一片看好。但是,由于地铁专业类别多,施工技术复杂,工程安全质量控制的难度非常大,就以车站深基坑中的降水施工为例,其专业性就非常强,而且不同地区、不同地质条件下差异非常大,没有一定的施工经验和专业理论是很难完成好降水施工任务的。
 
一、工程概述及降水方案
兰州轨道交通1号线奥体中心车站采用岛式双柱三跨箱型框架结构,地下3层,车站总长216.95m,标准段宽 21.80m(加宽段22.4m),总高19.49m,结构底板埋深22.654m,顶板覆土3.164m。车站围护结构采用钻孔灌注桩+Φ609钢支撑支护,基坑开挖深度为-19.8米,最深处为-22.8米。
根据施工单位自打井情况,该场地地下水为潜水,水位约-12.5米,补给来源于雨水及周围黄河水系,参考考水文计算及轨道交通一期工程试验段世纪大道站降水经验、通过试验,并依据现场实际情况,针对奥体中心站距黄河近、施工时处于夏季及兰州地区水泵种类等因素综合考虑,施工现场降水井共设置36眼,沿主体结构围护桩外缘布设,降水井中心距围护桩外缘3m,井深为30m和35m两种,车站标准段降水井井深30m,端头井降水井井深35m,降水井间距约为10.0~11.0m,降水井抽出的地下水通过场地两侧的排水明沟、沉淀池统一排放至市政污水管道内。
 
二、降水施工工艺流程及控制要点
1、施工工艺流程
测量定位-埋设护筒-立钻机开钻-成孔-测孔深等进行验收-合格后-把直径320mm的塑料排水管下入钻井内-采用专家论证通过的豆沙作为过滤介质-回填整个降水管周围-降水管外露面用粘土封堵回填密实-每完成一口井要及时进行洗井-洗井完成后开始试抽水-一旦开始就要连续进行降水(否则容易造成堵管等现象的发生)-直到每口井都完成作业。
2、施工控制要点
针对施工现场和降水规范以及地下水知识等进行了全面系统的分析和研究得出如下车站深基坑降水工程的施工控制要点:
1)要正确处理好降水工程同基础工程、水土资源、环境保护、工程环境的关系。
2)降水工程,要根据水温地质和工程地质参数进行详细准确的设计。
3)严格进行原材料把关,做好施工过程中的工序检验。
4)降水施工前要进行抽水试验、引渗试验及注水试验,测定水文地质参数和其他参数。
5)降水施工后,全部降水井和排水设施要进行运转,对降水方案进行总体效果的检验。
6)降水施工中要加强监测,制定好各项应急预案。
 
三、现场降水施工实践
奥体中心站降水井施工顺序和基坑开挖顺序一致,从大里程端开始施工,向小里程推进;每完成一口井就进行洗井、试抽水等工作。降水开始后始终保持降水面在土方开挖面1米以下、确保降水不影响基坑开挖施工作业。
备好发电机,在随时可能停电的情况下,发电机均能及时通电满足降水的电力供应,否则降水水位会很快上升,严重影响基坑开挖作业,甚至造成浸泡基坑的坍塌危险;若停抽时间过长(1~6h),导致二次重新降水,降水很困难,很费劲,需要过程,要慢慢的才能把水位降下去,过程中会产生一系列的问题,如侧壁渗漏水,坑底见水等严重影响施工,导致喷锚混凝土无法施工等问题出现,严重的甚至会导致坍塌的危险等情况出现。
选定有代表性的5个降水井作为观测井,及时进行观测记录,进行对比分析,做好所有降水井的降水检测记录工作,发现问题及时反馈技术主管及工程部或总工进行解决;
本车站基坑在第一开挖施工段过程中,-3层基底即将完成时,出现基坑侧壁渗漏水现象,施工单位及时采取了在基坑顶部坑外增打3口降水井并在基坑底部也增设2口降水井,把大里程端面桩间喷锚面地下水渗流用引流的方式、用软管引入基底井并24h进行抽水,同时喷锚混凝土及时进行喷锚作业、防水卷材及时进行了安装跟进、喷锚混凝土内特地增加速凝剂和防水材料、就这样逐步得到了缓解和制止,直至底板混凝土浇筑完成;
目前渗水大里程端面的盾门安装及钢筋安装完毕后的混凝土浇筑也已经完成,现在从底到顶数,第九流水段(最先开始施工的流水段)第一个中板也已经浇筑完成,基坑底部底板以下、设计的应急集水坑,还有部分积水、但基本不会影响施工作业。
截止现在,基坑开挖已经接近尾声,只有最后一段(第一流水段)在进行垂直运输吊土出渣,利用汽车吊进行吊运,用人工加工焊制的吊斗,挖机装渣入斗;目前整个车站、一共开有28口降水井在进行降水作业,开挖面及作业面均都能保证基坑底无地下水出现、满足施工作业的安全需要。
 
四、经验教训总结
本工程重点为:地下水分析何处为上游要重点控制分析,找到市政排水管网(最好有两处以备万一),环场排水沟要做在距基坑较远处或不影响履带吊等通行的边上,做好井盖安装,要质量好的,以防压坏。
本工程难点为:降水出现渗漏和降不下去时,需要有应急预案、措施,确保施工能够安全顺利的进行。
总结经验、吸取教训,大里程端面渗漏水、主要考虑是因为地质(砂卵石地层)渗透性强、渗透系数大、导致别处甚至黄河水毛系源源不断的汇流而来,以致渗漏严重、渗漏难以制止;施工单位当机立断,采取了封堵和截排引流相结合的办法、以疏导为主、达到渗漏最小直至满足安全施工需要的目的,顺利完成了基坑底部的开挖施工作业;
最大的优点是我们的地层为砂卵石地层、致密性好、骨架致密结构、地下水(潜水)抽排时、所排水的含沙量等指标均能满足规范要求,未发生超标现象,不会产生颗粒物损失的现象,不存在地面沉降和地面塌陷的安全隐患。
同时做好预防应急措施,如局部增设降水井、备足备用潜水泵、发电机24h有人值班。降水引起大面积沉降的处理办法:抽水过程中采用小功率水泵,进行不间断抽水,密切监控出水含沙量;采取回灌等相应措施。在沉降区域施工地下水回灌井,回灌方案的具体设计应根据建筑物沉降的情况确定。本工程未降水基本顺利,未出现地表沉降等问题。
 
五、结束语
车站深基坑工程降水是安全中的重中之重。首先要严格按照试验段的降水试验参数进行施工控制;按照先勘察、再设计、再进行专家论证的作业程序;严格按照论证批复后的降水实施专项方案进行施工;严格控制打井工艺、洗井施工作业等,做到井管材料、滤水管孔眼达到标准,填充豆沙出水需要,钻井深度必须超过开挖面以下1.5倍降水深度。抽水要连续、同时要及时分析各种数据参数。
渗透系数大的地层地质,可采取截水(水泥土搅拌桩帷幕、高压旋喷或摆喷注浆帷幕、地下连续墙或咬合式排桩等)帷幕进行处理。本工程采用围护桩中间挂网喷锚混凝土,坑外降水。
只要科学有序,严格按照设计规范程序,合理进行降水施工,严格按步骤进行控制落实,地铁车站深基坑的降水工作就会顺利取得成功。
 
参考文献:
[1] 建筑与市政降水工程技术规范,1999,北京
[2] 兰州轨道交通1号线奥体中心站施工方案

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