深基坑降水与止水

基坑支护结构 外侧因泥沙随水渗 流进入基坑，造成 局部沉陷坍塌事故
上海、广东、江苏、山东、浙江等地均有多雨季节，地 下水充沛，基坑土方开挖时排水或降水不当，均有可能造成 支护结构失效坍塌事故。
（2）减少降水影响的措施 ①减缓降水速度，勿使土粒带出 a. 利用降水曲线使其平缓，使邻近建筑物均匀沉降 办法：将井点加长，减缓降水速度 b. 根据土粒，改换滤网 c. 提高施工质量，确保砂滤层厚度，滤网ห้องสมุดไป่ตู้填砂其直径不 小于200mm d. 井点上部1~1.5m深度用粘土封口。
在事故发生前，施工单位———中煤矿山工程有限 公司上海分公司项目部对原定的施工组织设计擅自进行 了调整。方案调整没有严格遵循冻结法施工工艺的有关 规定，导致旁通道冻土结构在施工中出现薄弱环节。 调整后的方案，降低了对冻土平均温度的要求，从 原方案的－10℃减少到－8℃；旁通道处垂直冻结管数 量减少，从原方案的24根减少到22根，而原先为25米 深的7根垂直冻结管，其中4根被缩短到14.25米，3根 被缩短到16米，造成旁通道与下行线隧道腰线以下交 汇部冻土薄弱；下行线仅设单排6个冻结斜孔，孔距1 米，虽然在冻结孔长度上予以增加，但数量偏少、间距 偏大，导致冻结效果不足以抵御相应部位的水土压力。
（2）减少降水影响的措 施
②在建筑物沿基坑一边， 采用回灌井，使建筑物保 持原有地下水位（地下水 位降低，土层压缩下降） a. 采用回灌沟 条件：建筑物离基坑稍远， 无隔水层或弱透水层 无隔水层回灌 有隔水层回灌
（2）减少降水影响的措 施 ②在建筑物沿基坑一边， 采用回灌井，使建筑物保 持原有地下水位（地下水 位降低，土层压缩下降） b. 采用回灌井 条件：土层中有粘质粉土 夹层
深基坑止水技术
1 止水帷幕施工方法 （1）高压喷射注浆法——成幕质量好， 适用土层广，但成本高； （2）深层搅拌法——成本低，只适用 软粘土地基； （3）压力灌浆法——适用土层较广， 施工方便，但注浆可控性差，形成完整 帷幕较难。
2 高压喷射注 浆法
堵水防渗按 双排或三排布孔， 孔距0.866倍旋 喷桩直径。喷射 水泥浆，可掺 2%~4%的水 玻璃，提高抗渗。 有抗渗要求，不 宜掺矿渣水泥 。 先喷浆后旋转和 提升。
在这样危险的情况下，7月1日零时许，中煤上 海分公司项目副经理李柱和明知旁通道冻土结构存 在严重隐患、工程已停工，竟还擅自指挥当班班长 任秀忠，执意安排施工人员拆除冻土前掘进面部分 封板，用风镐凿出直径0.2米的孔洞，准备安装混 凝土输送管。正是这个孔洞出水，水砂从掘进面的 右下角和侧墙不断涌出，以致封堵无效，最终酿成 事故。
抽水试验（扬水试验） （1）在试验点钻中心试验孔； （2）在中心孔每侧钻不少 于2个观测孔； （3）在中心孔持续抽水至 孔内水柱稳定，测得孔内水位降 深（S），涌水量（Q）与相应 的影响半径（r）
对于无压完整井
lg x2 lg x1 k 0.73Q ( m / d ) 2 2 y2 y1
从6月28日出现险情征兆到7月1日隧道渗水坍 塌的3天里，上海轨道交通4号线有许多次机会可以 提前制止险情的发生 。 施工方案的擅自调整，虽然经过了中煤公司副 总经理、总工程师李功洲批准，但没有按程序规定， 正式送交工程总承包方———上海隧道工程股份有 限公司审批、工程监理公司———上海地铁咨询监 理科技有限公司审定；而作为总承包公司和监理公 司，有关当事人明知施工方案被调整，却没有履行 职责要求施工方报送调整后的施工方案，更没有编 制相应调整的施工组织设计，从一开始就丧失了一 个防范风险的良机。
特点： 射流泵是利用流体传递能量，其结构简单，工作可靠， 寿命长，管理使用方便。 适用于土的渗透系数数为5-20m/昼夜及降水深度为 10-25m的工况。由于吸上高度大，从而增加了基坑 开深度。 与轻型井点喷射泵比较，在同样抽吸深度时，轻型井 点泵需二次以上分段降水，而射流深井泵则一次到位， 减少了工作量。 与机械长轴深井泵比较，克服了长轴深井泵安装复杂， 故障多，使用要求高，维修不便等弊病。
2 降水方法与降水深度 （1）一般轻型井点（一 级） 3~6m （2）射流泵轻型井点 8m （3）喷射井点8~20m （4）深井泵 15m （5）管井井点（潜水泵） 浅的3~6m，深的可达 20m。 上海常用：轻型、喷射 南京常用：管井、轻型
工作原理 由离心泵提供的高压工 作水通过管通进入埋于井 点管中底部的射流泵内， 水流从喷嘴中高速喷出， 在其周围形成真空，从而 使地下水通过滤水管吸入 泵内汇同工作水一起升压 后排出。
4 基坑开挖与降水对邻近建筑物的影响及措施 （1）降水不当引起的危害 〔实例〕上海康乐路十二层大楼工程 基础：箱基，开挖5.5m，面积70×14m2 降水方案：钢板桩加井点降水 抽水6天后沉降观测点的沉降量： 离井点距离（m) 3 5 10 20 31 41
沉降量(mm) 10 4.5 2.5 2 1 0 危害：降水期间，距基坑6~10m处旧民房略有裂缝。拔起钢 板桩后，挟带泥土很多，使民房成危房
1溢流口
2机组水箱 3压力表
4真空表
5真空表接管 6出水管
7进水管
8外套管 9射流管
10管接
11滤水管 12外套管滤头
管井井点降水
砂滤料运输
管井井点四周 填入砂滤料
管井井点管
管井降水井点管
井点管外包滤层
基坑底部增加轻 型井点降水
3 降水方案选择要素 （1）气象条件——特别考虑暴雨水，如上海暴雨量 120~150mm/d，广州300mm/d （2）地质条件——按当地条件及施工经验确定抽水量 （3）场地条件 （4）坡面保护——井点抽水保真空，不使坡面漏气（薄膜 覆盖、挂网喷浆） （5）电渗井点——粘性土中用 （6）电源有两路，井点泵有备用量
6月28日上午隧道下行线小型制冷机发生 故障，停止供冷7.5个小时。下午2时左右，施 工人员在下行线隧道内安装水文观测孔，发现 一直有压力水漏出，尽管采取了用木板封堵掘 进面等一定措施，但效果不佳。29日凌晨3时， 水阀处测出的水压接近外部第七层承压水水压。 险情初露征兆，但现场没有任何人将这一情况 向总承包及监理公司汇报，导致险情逐步加剧。
回灌实例
上海友谊商店主楼，楼长82m，宽34m，高33m，6层升板建筑。 片筏基础，基础挖深地面下3.4m，东面离上海电台大楼10m处挖深达 4.2m。电台大楼为30m高的六层框架结构，建于三十年代。原地下水 位于地面下1.5m。 降水井点范围44m×85m，井点长度7.1m，其中滤管长1m。 回灌井点与降水井点相距7m，局部因场地限制缩小到3m。沿电 台大楼布置，共长38m，间距3m。回灌井点长8m，埋至灰粉土层底 部。5m高水箱。 效果：沉降观测表明，回灌区一般沉降量1~2mm，非回灌区沉降可 达9~12mm。
3 深层搅拌法 深层搅拌法 分喷浆深层搅拌 法和喷粉深层搅 拌法两种。形成 止水帷幕常用喷 浆深层搅拌法。 浆液水灰比
0.45~0.55
4 高压灌浆法
（1）钻孔Ø91mm （2）钻杆内灌入封闭 泥浆。 （3）插入阀管到设计 深度。 （4）封闭泥浆凝固后， 在塑料阀管中插入双 向密封注浆芯管进行 注浆。 （5）注浆完毕冲洗塑 料阀管中残留浆液。
现代施工技术
深基坑降水与止水技术
深基坑降水技术
1 土的渗透系数测定 渗透系数K反映土的透水性大小（cm/s或m/d） 现场渗透试验： （1）抽水试验——用于含水层或地下水位较浅，且 有一定富水性的土层； （2）压水试验——用于贫水、干旱地层； （3）注水试验——钻孔注水，原理同抽水试验。 大型工程对土的渗透系数作测定
c. 回灌的做法及技术要求 回灌井为较长的穿孔井管，同滤管，外填滤料，粘土封口， 回灌井的计算同一般井点计算。水位如何用观测井观测。有 时加压回灌，压力为10m水柱。 ●回灌井的回灌水位曲线是倒漏斗形； ●防止降水和回灌两井相通，应保持距离6m以上； ●回灌井点，深度控制在长期降水曲线下1m为宜； ●回灌应用清水。
冻结法施工新技术
上海轨道交通四号线工程事故
2003年7月1日发生的上海轨道交通4号线事 故，已被查明是一起造成重大经济损失和社会影 响的工程责任事故，仅直接经济损失就达1.5亿元 左右。
发生事故的上海轨道交通4号线旁通道，采 用的是冻结加固暗挖法施工。据事故调查组专家 成员、中国矿业大学教授翁家杰介绍，冻结法是 一种成熟、先进的施工工艺，已有100多年历史。 1992年起，冻结法工艺被广泛应用于上海地下 工程中。这项施工工艺不仅通过专家的技术论证， 而且还曾获得上海市科技进步三等奖。但上海轨 道交通4号线恰恰在这样一个成熟工艺上摔了重 重的一跤。