乔永强
南京先行交通工程设计有限责任公司 江苏南京 210016
摘要：通常来说基坑开挖深度大于6m则被称为深基坑。20世纪80年代我国基坑开挖工程深度一般都在5m以内，应用一般施工技术设备及降水控制技术均能满足需求。然而随着我国国民经济的快速发展与城市化建设的不断深入，建筑领域也在飞速发展，地铁已经走进人们的生活，并成为重要的交通工具。随着地铁建筑规模的不断扩大，车站施工也有了更高的要求。地铁施工阶段，深基坑开挖常常会涉及到地下水的处理问题，若不采取有效的施工降水技术那么便容易发生由流砂、管涌、坑底失稳及坑壁坍塌等引起的各种工程事故，不仅影响施工的顺利进行，而且还会给建筑的施工质量及邻近建构筑物的安全造成影响。因此，应高度重视深基坑施工中对地下水的处理，采取有效的降水施工技术来降低地下水水位，确保施工顺利进行。在此对地铁深基坑工程项目的降水控制技术以及策略进行研究分析，以供参考。
关键词：地铁深基坑；深基坑降水；控制技术；策略
引言
地下水按其埋藏条件，可分为上层滞水、潜水和承压水。在水位差作用下，水可透过土体孔隙产生流动，在许多实际工程中都会遇到这样的渗流问题。在地铁施工建设的过程中，深基坑施工安全至关重要，而深基坑降水则是保证开挖施工安全的关键性技术之一。对基坑予以合理的降水不仅可以使基坑内土体固结，同时还能增强土体强度。为此，有必要深入研究地铁深基坑降水控制技术及策略的相关问题。
1地铁深基坑使用降水控制技术的必要性
地铁施工过程中如需在地下水位较高的区域开挖深基坑则必然会切断地下含水层，后期伴随着水位差的影响就会导致地下水进入地铁深基坑中，给地铁建设的施工埋下安排隐患。如果不及时开展降水排水工作则会使得深基坑中出现严重积水，施工环境恶化，长此以往还会使地铁地基的承载能力下降。导致管涌、流砂、坑底失稳及坑壁坍塌等各种安全事故出现，对施工安全造成影响。因此，要重视深基坑降水控制工作，秉持如下原则开展施工作业：第一，尽可能减少深基坑内的含水量，强化土体的强度。第二，疏导地铁深基坑中含有的地下水，为机械设备施工创造良好、安全的工作环境。第三，采用放坡开挖时要提高深基坑边坡的稳固性，避免基坑边坡土层出现滑落的情况。第四，完善地铁深基坑承压降压工作，避免地铁深基坑地面存在不均匀沉降现象进而对地铁基坑周边的建构筑物安全造成危害。
2地铁深基坑降水控制技术的特点阐述
与其他类型的建筑工程项目比较，地铁的深基坑降水方面，要比普通建筑深基坑降水控制技术的要求更加复杂。其中，有如下较明显特点：首先，受控因素较多。暗埋地铁站一般位于道路交叉口处，交通流量大，周边建构筑物密集，地下管线多而复杂。基坑降水必然会给周边环境带来一定影响。其次，降水控制技术含量较高。对地铁深基坑降水控制技术而言，实际施工中经常会遇到各种不同的地形地貌单元，有的含多层潜水，有的存在承压水，有的基岩埋深较浅为基岩裂隙水，降水方法各不相同。再次，降水难度相对较大。由于地铁施工的区域处于地下较深处，以一般两层站为例埋深约在15米左右，和既有地铁车站等交叉换乘处基坑更深，降水施工难度更大。最后，风险系数较高。对于地下深度较深区，地质环境复杂。另外，在施工的整个过程中，安全风险的种类也很多，对深基坑降水控制技术的应用产生了一定程度的影响。
3地铁深基坑降水控制技术与策略
3.1基坑降水方法的选择及简介
基坑工程降水方法有多种，具体可根据土层情况、渗透性、降水深度以及地下水类型等因素进行合理选择降水方法，见下表：
1）集水明排：当基坑开挖不是很深，基坑涌水量不大时，集水明排是应用最广泛，亦是最简单、经济的方法。明沟、集水井排水多是在基坑的两侧或四周设置排水明沟，在基坑四角或者每隔30~50m设置集水井，使基坑渗出的地下水通过排水明沟汇集于集水井内，然后用水泵将其排出基坑外。
2）井点降水：当基坑开挖较深，基坑涌水量大，且有围护结构时，应选择井点降水方法。即用真空（轻型）井点、喷射井点、或管井深入含水层内，用不断抽水方式使地下水位下降至坑底以下，以便土方开挖。
轻型井点的的布置应根据基坑平面形状与大小，地质和水文情况、工程性质、降水深度等而定。例如，当地铁基坑宽度大于6m或土质不良，渗透系数较大时，宜采用双排井点，布置在基坑的两侧，当基坑面积较大时，宜采用环形井点，挖土运输设备出入道可不封闭，间距可达4m，一般留在地下水下游方向。
3.2施工材料的选择
轻型井点宜采用金属管，井管距离基坑壁不应小于1.0~1.5m，井点距离一般0.8~1.6m。集水总管标高宜尽量接近地下水位线并沿抽水水流方向有0.25%~0.5%的上仰坡度，水泵轴心与总管齐平。井点管的入土深度应根据降水深度及储水层所在位置确定，但必须将滤水管埋入含水层内，并且比坑底深0.9~1.2m，井点管的埋置深度应经计算确定。
管井的的滤管可采用无砂混凝土滤管、钢筋笼、钢管或铸铁管，管井成孔直径应满足填充滤料的要求。滤料宜选用磨圆度好的硬质岩石成分的圆砾不宜采用有棱角的石渣料、风化料或其他黏质岩石成分的砾石。
3.3降水的信息化
降水工程由有经验的专业单位做专项设计和施工，降水单位在正式施工前应先完成1～2口降水井，进行必要的抽水、降压试验，以确定降压效果可靠度，并通过试验获得场地相关水文地质参数，对降水井井群数量进行复核。降水过程中应加强周边建筑、管线变形的监测。基坑四周布置适当数量的观测井，必要时可作为坑外回灌井。坑内结构底板需设置泄水孔，待基坑回填后封闭。另外，监测时应根据基坑自身风险等级确定监测等级，明确监测范围合理布点，同时监测频率应满足规范及当地要求。现场监测数据应及时通报相关单位，用于指导与调整施工步骤和速度，做到信息化施工。
3.4施工期间问题处理
地铁车站工期一般较长，针对降水方面的突发情况，应制定相应的应急处理措施，并注意以下几点：1）准备堵漏设备及防洪排涝救灾物资。2）若由于大气降水或因上、下水管破裂造成地表浅层水量较多时，应首先查明水源，进行修复、截断、改道或停用，同时在地面沿坑壁四周，距坑壁1.0～1.5m处设置排水沟，将雨水或其它地面水引流至远离基坑处排水，在坑壁的顶部地面喷射混凝土，防止坑边地面渗水。3）若在坑壁或圈梁底部发生局部渗漏现象，应在渗漏点设置长度为1.5～2.0m的引流管，并将渗水集中至坑内排水沟或降水井内，统一疏排，以减少坑壁水压和保持坑壁干燥，便于施工。4)若土方开挖至基坑底标高后发生管涌现象，应采取土袋反压，加大降水井出水量控制承压水位，并及时浇筑垫层、底板。
结束语
综上所述，在地铁施工作业过程中，降水控制技术是保证深基坑安全的关键技术，因此需要给予高度重视。实际工作中要根据具体情况来调整及优化降水，正确地使用监测等手段，加强对数据的分析整理与归纳，不断完善降水控制技术，为地铁工程项目的安全施工提供保障。
参考文献
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论文作者:乔永强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第34期
论文发表时间:2019/4/8
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