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摘要：为满足成吉思汗广场地铁站基坑工程施工要求，解决地下水对基坑施工的干扰问题，从实际工程的角度，将在理论与实际相结合，详细介绍了管井降水设计、降水施工与管理以及技术要求，指出降水施工的要点，为类似管井降水施工提供参考。
关键词：地铁；基坑工程；管井降水
为了确保施工安全，基坑开挖时，应具备开挖期间保持基坑处于干燥状态[1]的条件，以防止地下水进入基坑，造成基坑浸水，引起地基承载力下降、或者流砂、管涌、边坡失稳等事故，所以在基坑开挖过程中，降排水是一个重要的前提。
管井降水具有井距大、多井点相互独立、降水设备和操作工艺简单，工程费用低等特点[2]，且适用于土的渗透系数大于10-5cm/s，碎石土、砂土、粉土含薄层粉砂的黏土、有机土[3]。本文结合呼和浩特成吉思汗广场地铁站工程实际，探讨了管井施工技术施工技术。
1工程概况
1.1工程概况
成吉思汗广场地铁站位于成吉思汗大街和哲里木路的交叉路口，沿成吉思汗大街布置，东北侧为中国武警内蒙古训练基地，东南侧为滨海友谊商业广场，西北侧为内蒙古体育职业学院，西南侧为成吉思汗广场。成吉思汗大街为东西走向，地铁站为地下双层11米岛式站台车站，总长203m。标准段宽度19.7 m，底板埋深约16.6m，顶板覆土约3.2m。车站共设置4个出入口，两组风亭。本站采用明挖顺做+局部盖挖法施工，附属结构均采用明挖顺做法施工。土方工程量7.6万m3。
1.2地层情况
地层土质为粉细砂、中砂、粗砂、砾砂、圆砾、卵石、粉质黏土。场地砂土及粉土不具液化性，场地地基土不存在震陷问题，沿线地形平坦，无崩落、滑塌现象。
1.3地下水情况
钻探揭露的场地地下水属潜水类型，钻孔内量测的稳定水位埋深 16.2～17.5m，水位年变幅1.5～3m。主体基坑深约16.6m，主体结构底板位于砂、砾石层。主体结构基坑施工需降水，降深约3.44m。地层渗透性地下水对混凝土结构具有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性。
2降水工程设计
根据地勘报告显示，本场地含水层多为强透水层，下部的隔水层多不连续且不完整，地下水相互渗透。为了满足基坑内无水作业条件，针对上层潜水（砂卵石层）采用管井降水（适用地层为粉土、砂土、碎石土）的方式进行降水处理，
2.1基坑涌水量计算
裘布依群井理论，每一施工段的基坑概化为一等代大井，根据场地水文地质条件及地下水位降深要求，采用潜水完整井稳定流模型进行设计计算，设计计算结果见表1，基坑周围环形布井。
表1基坑降水计算表
井间距控制在25m左右，降水井沿基坑两侧布置。为防止影响围护桩施工安全，待两侧布置。为防止影响围护桩施工安全，待围护桩施工完成后，再打设降水井，由于场地有限，将降水井设置在围护桩外侧1m的位置采用编号JS1~JS20，降水井布置如图1所示。
图1 降水井布置图
2.4 降水井结构
降水井井管由多节水泥砾石滤水管，大口井井径为600mm，全孔下入Φ400mm 水泥砾石滤水管，井口下部4m的滤水管外包2层300g/m无纺布。井身范围内回填Φ3～7mm滤料。井管由井壁管和滤水管组成，本站为11节管，其中7节 2.5m和1节1m 的井壁管，2节2m的滤水管，1节1m的沉沙管。端头井为 11 节管，其中7节 2.5m和1节3m的井壁管，2节2m的滤水管，1节1m 的沉沙管。降水井结构见下图。
1-井孔；2-井口（黏土封口）；2-φ400井管；4-潜水电泵；5-过滤段（内填碎石）；6-滤网；7-导向管；8-开孔底板（下铺滤网）；9-φ50mm出水管；10-电缆；11-小砾石或中粗砂；12-中粗砂；13-φ50~75mm出水总管；14-20mm厚钢板井盖；15-小砾石；16-沉砂管（混凝土实管）；17-混凝土过滤罐
图2 降水井结构图
3降水工程施工
3.1管井施工要点与技术要求
3.1.1定位探管
（1）井位施放时详细调查核实场区地下管线分布情况，当无法确定时可采用人工开孔的方法，当确认地下无各种管线后方可施工；（2）为避开各种障碍物，降水井间距可作局部调整，但间距最大不应超过 1.3 倍设计井间距；（3）基槽土方开挖前，降水井的布设应已形成封闭或超前2倍基槽宽度。
3.1.2定位探管
将冲击钻机安装好后移至井位附近，核对井位，将钻头中心对准管井中心点，调节钻机垂直度。井身要做到以下要求：（1）井径误差±20mm；（2）垂直度误差≤1%；（3）井深应满足井结构图中文字说明部分的要求。
3.1.3定位探管
成孔均采用冲击成孔，确保孔径不小于600mm，标准段降水井深度为23.4m，端头井降水井深度为25.4m，钻孔深度比降水井深度多钻20cm。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。
3.1.4清孔
在成孔深度到位后，井壁管下入前进行清孔作业，清孔必须采用压力清水自孔底部反冲，以消除成孔时的泥浆，直到孔内泥浆全部排出（抽出），孔内水质略有浑浊（手感无明显泥沙残质）方可。
3.1.5下井壁管和滤水管
该站为11节管，其中7节2.5m 和1节1m 的井壁管，2节2m 的滤水管，1节1m的沉沙管。
端头井为11节管，其中7节2.5m 和1节3m 的井壁管，2节2m 的滤水管，1节1m的沉沙管。利用汽车吊分节吊放。井壁管接头采用焊接形式连接并下到设计深度，井盖采用Φ1000 降水井井盖。
3.1.6填滤料
井管吊放好后沿井管周围均匀投放滤料，滤料为3～7mm 碎石，砾料应具有一定的磨圆度，砾料含泥量（含石粉）≤3%，但严禁使用片状、针状的石屑；避免填料速度过快或不均造成滤管偏移及滤料在孔内架桥现象；滤料填至井口2m左右时用黏性土填实夯平，黏土填至路面往下30cm位置时用C30混凝土浇筑，滤料投放前应清孔稀释泥浆。当投放滤料管口有泥浆水冒出或向管内灌水能很快下渗时为渗水性能合格。
3.1.7洗井
采用空压机、活塞联合洗井，在空压机洗净之后再采用活塞洗井。重复以上洗井过程，直至满足出水含砂率小于1/10000，以保证抽水设备正常运转且抽水时不带出泥砂引起地层下沉：（1）洗井要求达到“水清砂净”；（2）下管、填充填料完成后应立即进行洗井，成井—洗井间隔时间不能超过8小时；（3）采用隔离塞分段洗井，如果泥浆中含泥砂量较大，可先进行捞渣，再进行洗井；（4）当常规洗井效果不好时，可加洗井剂浸泡后再洗井。
3.1.8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）管路与就近排水沟相连，将降水井抽出的水部分作为施工用水，剩余的通过在基坑边排水沟汇总，将水排入市政排水系统；（5）管路上水表、闸阀、单向阀，以便于控制、管理。
3.1.9试抽
洗井后，捞取井内沉淀物，并应进行抽水试验进行单井出水能力检验，如有异常情况，重新洗井。试验出水量不宜小于管井的设计出水量。
3.1.10正式抽降水
试抽正常后进行正式降水，基坑开挖至地下水位标高前的超前抽水时间不少于1天，水位没达到设计深度以前，每天观测三次水位，水位达到设计深度后，每天观测一次水位。观测时记录水位、流量、含砂量，抽水过程中还应经常对抽水机械的电动机、传动轴、电流及电压等进行检查。为防止因降水带出地层细颗粒物质造成地面沉降，单井井水含砂率控制标准不应大于1/100000。
4 降水管理与环保措施
降水管理要点：
按设计要求，降水井施工结束后，基坑开挖前水位必须降至基底以下1.0m，在顶板浇筑完成达到设计强度防水施工完成后方可停止抽水。
需根据基坑开挖深度和开挖期间场地地下水渗流情况对降水井运行动态控制，务必做到按需降水。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，观测并记录水泵的电源、出水等情况，保证抽水设备始终处在正常运行状态。降水期间严禁随意停抽。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。
地面沉降防治措施：当通过沉降监测发现建筑物因抽水引起的沉降已达到预警标准时，及时查引起沉降的具体原因，在沉降区域施工回灌井，回灌井与降水井之间的距离＞6.0m，回灌方案的具体设计应根据建筑物沉降的情况来定，以确保周边建筑物安全。
5结束语
成吉思汗广场地铁站基坑施工中，基坑四周布置20口井，间隔约25，保持不间断抽水，稳定地下水位在基础底面以下1m以下，保证了基坑干燥作业，说明降水方案可行。
参考文献：
[1]崔可锐.岩土工程师实用手册[M].北京：化学工业出版社，2007.
[2] 彭立刚.浅议管井降水施工的技术要点[J].城市建设理论研究，2012（5）：150-151.
[3]中国土木工程学会土力学与岩土工程分会.深基坑支护技术指南[M].北京：中国建筑工业出版社，2014.
论文作者:陈建强
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/7/20
标签：基坑论文; 管井论文; 成吉思汗论文; 井壁论文; 水管论文; 水位论文; 地下水论文; 《基层建设》2018年第17期论文;