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摘要结合南京地铁I号线西延线TA24换乘节点工程深基坑降水施工实例，介绍受潜水与承压水作用条件下深基坑降水的设计思路、方案优化、工艺要点与实施效果。
关键字地铁深基坑 排水 施工
中图分类号：U231+.3文献标识码： A 文章编号：
一、 前言
由于城市地铁车站基坑较深，所以在工程设计与施工中，就必须充分考虑地下水对岩土及地下结构的影响，并做好基坑的降排水，以确保工程在干燥环境下施工。施工中可面临的主要问题是地下水的涌人、流砂的产生以及基坑边坡失稳等，而地下水的涌人又是问题的关键。在地下水位较高的地方进行深基坑施工，如果没有做好相关防水施工技术，那么在压力差的影响下，地下水将会深入基坑，逐渐造成基坑渗水，地基承载力减弱，甚至引起管涌和流沙等现象，严靡的影响了施工安全，深基坑防排水施工是深基坑施工的关键所在。因此，排除地下水以稳定土体成为安全施工的前提。
二、工程概况
南京地铁工号线西延线元通站横跨江东南路，为侧十字形换乘站。换乘节点位于该站中部，与江东南路绿化带相交，双层结构。基坑平面呈长方形，长27. 5 m，宽22. 5 m，面积约600 m2;其北、东、南侧以0.2m长32 m钻孔咬合桩、西侧以深层搅拌桩(-6. 0-25. 0 m)支护。基坑采用明挖法施工，其挖深达19 m，故必须采取有效措施，使地下水位降低至21 m以下才能确保安全施工。
主要不良地质情况如下:（1）开挖深度范围内深基坑以下土层含水量高、渗透性强，内摩擦角小，含水后具有低强度、高灵敏度，自稳性差，基坑开挖时易产生侧向变形而导致开挖而失稳。（2）)粉土及粉、细砂含水量较高，强度较低，属中等压缩性，中一高灵敏度。基坑开挖时，在地下水水头作用下易产生涌土、涌砂、开挖而不稳现象，对施工不利。（3）车站施工时进行大而积的降水，易导致周围地而及道路出现地而沉降。而道路两侧大部分为高层建筑，风险较大。（4）场地22m深度范围内分布的粉土及粉细砂、中砂，根据现场标准贯入试验，按国家标准进行液化判别为液化土层。
三、降水方案设计
1.工程降水试验
基坑围护结构施工期间，为优化降水方案，有关降水单位进行了2次工程降水试验，第一次采用了井深26 m、井径晒50的钢筋笼井14口，并进行了抽水试验。由于降水井施工质量不高(井内涌沙)，仅部分井可以抽水，单井涌水量20 m³/ 天左右，连续抽水14 天，井中水位下降了10. 0 m，远不能满足基坑降水要求。第二次改变井管材料，采用无砂混凝土管，井深不变，第一口井成井后井内涌沙，不能抽水;第二口井调整泥浆载度，成井后单井涌水量不能满足2. 2 kW的潜水泵抽水，工程降水试验失败。
2.降水方法的拟定
在充分研究地质资料、认真分析其他工程降水试验失败原因的基础上，结合现场施工条件，并将电渗、喷射、轻型和管井等几种降水方式的效益分析合理性进行对比，同时考虑到降水方式对挖孔桩和基坑开挖的影响程度，决定采用大口径管井工法进行降水。因为一是大口径管井工法适用范围广，不仅适用于渗透性强的各类砂性土，而且也适用于淤泥质粘性土;二是适用降深范围大，一般为8-50m。基本思路是将承压水降至开挖而以下，同时疏干潜水含水层。降水需达到的目的和要求:(1)疏干基坑开挖范围内土层中的地下水及确保在基坑开挖时地下水位控制在开挖而以下2-3m,满足基坑无水开挖施工的要求。(2)通过降水提高整个土壤层的土体强度，以提高土体水平抗力，减少基坑位移和周围地基沉降，便于机械施工。(3)降低承压水头高度，确保基坑稳定开挖和结构施作。
在井点布置形式上， 此工程基坑平面近似正方形，管井布置宜采用环行封闭式;根据降水层主要为基坑底部的承压含水层且降水深度较大的特点，宜采用坑外降水。优点是对以后各工序的施工影响小，结构完成后不用考虑封井问题。实际管井布置时，为了保证路面正常通车和施工工期不受影响。实际管井布置时，为了路面的正常通车和施工工期不受影响，同时尽可能为后续施工创造便利条件，采用基坑内、外相结合的布井方式。坑内降水井既作减压井同时又作为疏干井，将二元结构土体疏干至可塑(或硬塑)状态，便于施工，坑外设置的减压井主要用于方便结构封井施工。
3.基坑外围沉降量预测
由于井点埋设完成开始抽水时，井内水位开始下降，周围含水层的水不断流向滤管，经过一段时间，在井点周围形成漏斗状的弯曲水而，即所谓的“降水漏斗”。这个漏斗状水而需几天至几周才能稳定，漏斗范围内地下水位下降以后，必然造成地而固结沉降。降水期间，降水而至原地下水位而之间的土层因排水固结，会在所增加的自重应力条件下产生较大沉降。因此通常降水引起的地而沉降即以这一部分沉降量为主。
4.管井施工
井管由滤水管、吸水管和沉砂管3部分组成，滤水管的作用是含水层中的水通过该管滤网将土、砂颗粒滤除在外边，使清水流入管内。滤水管采用无砂混凝土管，内径为40、壁厚5、每节长3 m,滤水管总长根据降水层的厚度控制在15m左右。外侧包滤网(尼龙滤网，内层为镀锌塑丝)、竹垫片并包土工布滤网及缠丝包裹。 ( 2}吸水管连接滤水管，起挡土、贮水作用，采用与滤水管同直径实混凝土管制成。( 3)沉砂管在降水过程中沉淀那些通过滤网的极少量的砂粒。采用与滤水管同直径实混凝土管，下端用钢板封底。
在成孔后，换浆是控制单井涌水量的关键。换浆后泥浆比重控制在1. 03-1.05。防止泥浆过浓影响出水，也须防止泥浆过稀造成塌孔事故 ( 2)在下管前探测孔深，当与井管长度不符时，要重新成孔。成孔后立即安装井管，防止暴露时间过长出现塌孔，管节逐节沉入，外绑长竹片导向，使接头对正。下管时轻提慢放，并使井管居中;当上部孔壁缩径或孔底淤塞，应向孔内注水，缓慢放入，禁止上下提拉和强行冲击。( 3)管井下放完成后，及时向孔内投入填料，填料采用2} 4 mm砂，填料要一次连续完成，用铁鍬下料，防止填料分层不均匀和冲击井管，从井底填到井口下1. 5 m左右，上部采用不含砂石的载土封口。 ( 4)洗井采用活塞水泵相结合的方法，间隔反复进行，直到满足洗井前后两次涌水量差值<10% ,水中含砂量<1/ 20 000的要求。出现井内涌沙现象时，立即报废此井。待洗井完成后，进行降水试运行，一切满足要求后才能转入正常工作，稳定出水量>2 000 m3/ do
5.降水效果
在整个工程施工期间，虽有多次暴雨，但水位变幅较小，均控制在基底以下，未对施工及基坑造成任何影响。在涌水量及管井动水位降水初期，总出水量在20 000 m³/ 天，地下水位只能降至基底以上1. 5 m，此后出水量加大至23 000 m³/ 天，地下水位很快降至基底面以下1 m0整个基坑施工期间涌水量变化不大，直至结构施工结束，基坑出水量维持在23 000 m³/ 天左右。底板成形后，由于基坑外减压井作用，其降水井封堵顺利，确保结构质量。
四、结束语
降水施工在深基坑明挖施工中占据主导地位，它控制着施工进度与基础工程的安全。合理的设计和一流的成井质量是降水成功的关键。合理的设计思路和布井模式又是降水成本控制的重要环节。通过大井法计算承压水作用下基坑涌水量是可行的，能准确地确定井深、井数。合理的设计思路和布井模式是降水成本控制的重要环节。降水施工必须与管井封堵结合考虑，通过水头平压作用，封井是简单可行的，是保证结构底板质量有效的措施。
参考文献
[1]杨海庆. 地铁深基坑降排水施工技术[J]. 山东交通科技,2007,No.10302:31-33+40.
[2]郭勇刚,董春灵. 南京地铁深基坑降排水施工技术[J]. 铁道建筑技术,2004,04:36-39.
[3]危培松. 论城市地铁工程降排水施工技术[J]. 民营科技,2012,No.15312:303.
关键字地铁深基坑 排水 施工
中图分类号：U231+.3文献标识码： A 文章编号：
一、 前言
由于城市地铁车站基坑较深，所以在工程设计与施工中，就必须充分考虑地下水对岩土及地下结构的影响，并做好基坑的降排水，以确保工程在干燥环境下施工。施工中可面临的主要问题是地下水的涌人、流砂的产生以及基坑边坡失稳等，而地下水的涌人又是问题的关键。在地下水位较高的地方进行深基坑施工，如果没有做好相关防水施工技术，那么在压力差的影响下，地下水将会深入基坑，逐渐造成基坑渗水，地基承载力减弱，甚至引起管涌和流沙等现象，严靡的影响了施工安全，深基坑防排水施工是深基坑施工的关键所在。因此，排除地下水以稳定土体成为安全施工的前提。
二、工程概况
南京地铁工号线西延线元通站横跨江东南路，为侧十字形换乘站。换乘节点位于该站中部，与江东南路绿化带相交，双层结构。基坑平面呈长方形，长27. 5 m，宽22. 5 m，面积约600 m2;其北、东、南侧以0.2m长32 m钻孔咬合桩、西侧以深层搅拌桩(-6. 0-25. 0 m)支护。基坑采用明挖法施工，其挖深达19 m，故必须采取有效措施，使地下水位降低至21 m以下才能确保安全施工。
主要不良地质情况如下:（1）开挖深度范围内深基坑以下土层含水量高、渗透性强，内摩擦角小，含水后具有低强度、高灵敏度，自稳性差，基坑开挖时易产生侧向变形而导致开挖而失稳。（2）)粉土及粉、细砂含水量较高，强度较低，属中等压缩性，中一高灵敏度。基坑开挖时，在地下水水头作用下易产生涌土、涌砂、开挖而不稳现象，对施工不利。（3）车站施工时进行大而积的降水，易导致周围地而及道路出现地而沉降。而道路两侧大部分为高层建筑，风险较大。（4）场地22m深度范围内分布的粉土及粉细砂、中砂，根据现场标准贯入试验，按国家标准进行液化判别为液化土层。
三、降水方案设计
1.工程降水试验
基坑围护结构施工期间，为优化降水方案，有关降水单位进行了2次工程降水试验，第一次采用了井深26 m、井径晒50的钢筋笼井14口，并进行了抽水试验。由于降水井施工质量不高(井内涌沙)，仅部分井可以抽水，单井涌水量20 m³/ 天左右，连续抽水14 天，井中水位下降了10. 0 m，远不能满足基坑降水要求。第二次改变井管材料，采用无砂混凝土管，井深不变，第一口井成井后井内涌沙，不能抽水;第二口井调整泥浆载度，成井后单井涌水量不能满足2. 2 kW的潜水泵抽水，工程降水试验失败。
2.降水方法的拟定
在充分研究地质资料、认真分析其他工程降水试验失败原因的基础上，结合现场施工条件，并将电渗、喷射、轻型和管井等几种降水方式的效益分析合理性进行对比，同时考虑到降水方式对挖孔桩和基坑开挖的影响程度，决定采用大口径管井工法进行降水。因为一是大口径管井工法适用范围广，不仅适用于渗透性强的各类砂性土，而且也适用于淤泥质粘性土;二是适用降深范围大，一般为8-50m。基本思路是将承压水降至开挖而以下，同时疏干潜水含水层。降水需达到的目的和要求:(1)疏干基坑开挖范围内土层中的地下水及确保在基坑开挖时地下水位控制在开挖而以下2-3m,满足基坑无水开挖施工的要求。(2)通过降水提高整个土壤层的土体强度，以提高土体水平抗力，减少基坑位移和周围地基沉降，便于机械施工。(3)降低承压水头高度，确保基坑稳定开挖和结构施作。
在井点布置形式上， 此工程基坑平面近似正方形，管井布置宜采用环行封闭式;根据降水层主要为基坑底部的承压含水层且降水深度较大的特点，宜采用坑外降水。优点是对以后各工序的施工影响小，结构完成后不用考虑封井问题。实际管井布置时，为了保证路面正常通车和施工工期不受影响。实际管井布置时，为了路面的正常通车和施工工期不受影响，同时尽可能为后续施工创造便利条件，采用基坑内、外相结合的布井方式。坑内降水井既作减压井同时又作为疏干井，将二元结构土体疏干至可塑(或硬塑)状态，便于施工，坑外设置的减压井主要用于方便结构封井施工。
3.基坑外围沉降量预测
由于井点埋设完成开始抽水时，井内水位开始下降，周围含水层的水不断流向滤管，经过一段时间，在井点周围形成漏斗状的弯曲水而，即所谓的“降水漏斗”。这个漏斗状水而需几天至几周才能稳定，漏斗范围内地下水位下降以后，必然造成地而固结沉降。降水期间，降水而至原地下水位而之间的土层因排水固结，会在所增加的自重应力条件下产生较大沉降。因此通常降水引起的地而沉降即以这一部分沉降量为主。
4.管井施工
井管由滤水管、吸水管和沉砂管3部分组成，滤水管的作用是含水层中的水通过该管滤网将土、砂颗粒滤除在外边，使清水流入管内。滤水管采用无砂混凝土管，内径为40、壁厚5、每节长3 m,滤水管总长根据降水层的厚度控制在15m左右。外侧包滤网(尼龙滤网，内层为镀锌塑丝)、竹垫片并包土工布滤网及缠丝包裹。 ( 2}吸水管连接滤水管，起挡土、贮水作用，采用与滤水管同直径实混凝土管制成。( 3)沉砂管在降水过程中沉淀那些通过滤网的极少量的砂粒。采用与滤水管同直径实混凝土管，下端用钢板封底。
在成孔后，换浆是控制单井涌水量的关键。换浆后泥浆比重控制在1. 03-1.05。防止泥浆过浓影响出水，也须防止泥浆过稀造成塌孔事故 ( 2)在下管前探测孔深，当与井管长度不符时，要重新成孔。成孔后立即安装井管，防止暴露时间过长出现塌孔，管节逐节沉入，外绑长竹片导向，使接头对正。下管时轻提慢放，并使井管居中;当上部孔壁缩径或孔底淤塞，应向孔内注水，缓慢放入，禁止上下提拉和强行冲击。( 3)管井下放完成后，及时向孔内投入填料，填料采用2} 4 mm砂，填料要一次连续完成，用铁鍬下料，防止填料分层不均匀和冲击井管，从井底填到井口下1. 5 m左右，上部采用不含砂石的载土封口。 ( 4)洗井采用活塞水泵相结合的方法，间隔反复进行，直到满足洗井前后两次涌水量差值<10% ,水中含砂量<1/ 20 000的要求。出现井内涌沙现象时，立即报废此井。待洗井完成后，进行降水试运行，一切满足要求后才能转入正常工作，稳定出水量>2 000 m3/ do
5.降水效果
在整个工程施工期间，虽有多次暴雨，但水位变幅较小，均控制在基底以下，未对施工及基坑造成任何影响。在涌水量及管井动水位降水初期，总出水量在20 000 m³/ 天，地下水位只能降至基底以上1. 5 m，此后出水量加大至23 000 m³/ 天，地下水位很快降至基底面以下1 m0整个基坑施工期间涌水量变化不大，直至结构施工结束，基坑出水量维持在23 000 m³/ 天左右。底板成形后，由于基坑外减压井作用，其降水井封堵顺利，确保结构质量。
四、结束语
降水施工在深基坑明挖施工中占据主导地位，它控制着施工进度与基础工程的安全。合理的设计和一流的成井质量是降水成功的关键。合理的设计思路和布井模式又是降水成本控制的重要环节。通过大井法计算承压水作用下基坑涌水量是可行的，能准确地确定井深、井数。合理的设计思路和布井模式是降水成本控制的重要环节。降水施工必须与管井封堵结合考虑，通过水头平压作用，封井是简单可行的，是保证结构底板质量有效的措施。
参考文献
[1]杨海庆. 地铁深基坑降排水施工技术[J]. 山东交通科技,2007,No.10302:31-33+40.
[2]郭勇刚,董春灵. 南京地铁深基坑降排水施工技术[J]. 铁道建筑技术,2004,04:36-39.
[3]危培松. 论城市地铁工程降排水施工技术[J]. 民营科技,2012,No.15312:303.