淤泥质地层下地铁深基坑降水设计与施工

城市周刊CHENGSHIZHOUKAN

2019/12

地铁已经成为城市居民的常用交通工具。地铁的修建主要是在城市地下空间，工程本身的质量要求较高，但是因为施工环境的特殊性，地质质量并不理想，软土地层占比较高，其中淤泥质地层属于处理难度较大以及处理效益较差的地质层，如果处理不合理必然会导致后续的地铁施工效益下降。对此，探讨淤泥质地层下地铁深基坑降水设计与施工具备显著实际意义。

一、工程案例

本研究以我市某地铁工程为例，

该工程全长230.5米，基坑深度17米左右，采用地下连续墙加支撑支护，分层开挖，地下水降到拮抗开挖地板之下1米，地下水降深15米。基坑开挖以两个工作面同时进行，不同工作面上一次开挖3至5米，以20米作为间隔实现对施工段的推进。在工程中降水的难点在于饱水与流塑的淤泥质地层[1]。

本工点位于Ⅲ区滨海滩涂地貌。车站位于松福大道与桥和路交叉路口，原始地貌为滨海滩涂，现已被人工堆填整平为市政道路，周边主要建构筑物有德金花园、商务酒店、商场、村民自建房等，地面高程一般在3.5米左右。根据钻探揭露，

结合区域收集到的沿线既有工程资料，场地范围内上覆第四系全新统人工填堆填层、

全新世海冲积层、全新世海陆交互相冲积层、晚更新世冲洪积层、

残积层。根据其赋存介质的类型，场地地下水主要有三种类型：第一种是赋存于第四系人工填土层中的上层滞水，主要赋存于填砂、填块石层中；第二种是孔隙潜水，赋存于第四系海陆交互相沉积含有机质砂，

第四系上更新统冲洪积粉砂、细砂、中砂、砾砂中，残积砂质黏性土及黏性土层中含少量孔隙潜水，具微承压性；第三种为基岩裂隙水，主要赋存于基岩强～中等风化带中，为基岩裂隙承压水，富水性因基岩裂隙发育程度、贯通程度及胶结程度而变化。

二、降水设计

按照上述的资料显示，需要将施工段进行简化计算。将基底以上的松散地层简化成为潜水含水层，含水层厚度以22米为标准，其属于不透水层，渗透的系数以不同层渗透系数加权方式进行计算，平均值1.5m/d，以长条形的基坑为主，深度以17米为标准，地下水位需要下降到基础开挖地面1m 以下，

最多20米[3]。管井开孔直径700mm，井管采用直径400mm 的钢筋笼，镀锌铅丝包网，外裹一层尼龙网。

井管外150mm 厚及井底500mm 高度内充填粒径3～15mm 圆形、亚圆形砂卵石滤料，

井口1500mm 深用粘土回填夯实。三、降水施工

1.管径潜水泵的选择与应用。

管径的井点降水在所有管井中单独应用一台水泵，同时采用抽水的方式降低地下水位。因为这一项工程的降水深度相对较大，考虑到潜水泵的安装具备快速、低成本以及低能耗等特征，所以应用深井泵的潜水泵，这一潜水泵的额定功率为2.2KW，扬程25m。考虑到扬程影响因素，需要及时调节水闸门，促使管井出水量的适应性，假设水泵的抽水应用间隔抽水，在经济效益方面会更加突出[4]。

2.管井降水施工方面。

管井的构造主要是通过潜水泵、

深井井管构成，井管则是通过滤水管、吸水管以及沉砂管构成。其中滤水管的作用主要是起到过滤的效果，将含水层当中的水借助滤网进行过滤，将砂砾、土过滤在外面，同时将清水流入到管道内，滤水管应用无砂的钢管，壁厚与内径分别为50mm、300mm，每一节长度为3m。滤水管的整体长度按照降水层的厚度进行调整，一般在11到20m 左右，外侧垫直径6mm 的圆钢并包裹土层过滤网。吸水管则是实现对土层中水体的吸引与贮存，应用的滤水管直径需要和钢管相匹配[5]。沉砂管的主要作用在于降水期间沉淀通过滤网的各种砂砾土质，应用和滤水管相同的直径，同时需要做好一侧的封底处理。水泵则采用QY-25型号的潜水泵，该潜水泵带有吸水的铸铁管道，配备相应的自动开关，并以纵向间隔距离的方式循环应用，在井口安装阀门实现流量的及时调节，并采用夹板实现对阀门的调节固定。

在管井井点的施工期间，采用钻机实现钻孔，并采用泥浆实现护壁，孔口需要设置护筒预防坍塌问题，同时在单侧设置排泥沟和导浆坑。井管在成孔之前需要进行清孔处理，并在下管之前实行孔洞深度探测，保障井管长度相符合。成孔之后需要及时给安装井管，预防坍塌问题的发生，安装管节时需要逐节的进行沉降处理，在外侧帮助长竹片实现方向引导，促使接头正对。在管井下方完成之后及时填充敷料，填料以小砾石为主，从井底到井口填充1.5米左右，上部应用不含砂石的黏土进行封口。管井周边填充完滤料之后需要及时安装水泵并做好清洗处理，应用压缩空气冲洗的方式出渣，抽水系统安装完成之后需要进行预施工，确保无异常后再进行正式施工。

淤泥质地层下地铁深基坑降水设计与施工

王

帅

中国电建市政建设集团有限公司

摘要:伴随着城镇化建设进度的不断加快,地铁建设项目也在持续增多。因为地铁施工地段的特殊性以及环境本身的不可控特性,在施工过程中地质普遍较差,其中淤泥质的地层非常普遍,如何有效的做好降水处理是保障淤泥质地层施工效益的关键。对此,本文简要分析淤泥质地层下地铁深基坑降水设计与施工,希望可以借助本次研究为相关工作者提供路轮行帮助。

关键词:淤泥质地层;地铁;深基坑;降水设计;施工

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2019/12CHENGSHIZHOUKAN

城市周刊较大，在遭受水分侵袭之后，

很容易出现土质下沉的问题。软土的特性包含低透水性、

高压缩性、易触变性、沉降速度快以及不均匀等特性。低透水性则是指软土本身的透水性比较差，在建设过程中地基在排水准备方面的所需时间比较长，固结地基的难度比较高。高压缩性则是指软土在遭受高强度的影响后，软土的建筑物有较高可能性

出现沉降，在垂直压力超过0.1MPa 过后，软土会出现变形，

此时会导致建筑物发生大面积的沉降，从而形成安全风险。触变性主要是指软土在没有遭受水分影响时呈现出固态的

形态，但是在遭受水分影响之后便会形成流动性的形态。

沉降速度快则是指软土在建筑物建设过程中相对沉降速度会更快。不均匀沉降则是因为地基中土质情况的差异以及土层密度的不同导致建筑物出现受力不均匀，从而形成差异

性的沉降，导致安全风险的出现。另外，软土层中淤泥质地质属于最为典型的土质类型，在具体处理方面推荐采用排水固结法的处理技术。排水固结法能够有效的改善淤泥质地质条件稳定性比较差的问

题，预防深基坑沉降速度过快的问题，

这也是目前较为普遍的淤泥质地质条件了处理方式。排水固结的方式主要是由排水与加压两个系统构成，排水系统可以借助淤泥质地质

条件的透水性能实现相应的排水作用。

在实际处理工作中，因为加压的方式存在差异，所以排水固结的方式可以划分为不同的形式，例如超载预压、真空预压、降水预压等，其中真空预压的方式最为普遍，真空预压可以在淤泥质地质条

件的表面铺设相应的砂砾，并埋设相应的排水管道，

应用薄膜进行包裹，借助真空装置抽空其中的空间，

并形成一个空心的空间，提升整个深基坑的承载能力。超载的预压方式相

对而言处理效果更加理想，但是在当前超载预压的阈值仍

然属于有待解决的问题。对此，在实际施工过程中，

需要按照工程的实际情况采用针对性的施工技术，从而保障整个工程的施工质量。

三、结语

特殊地质条件下地铁施工技术措施的合理性显得更加重要。在今后，需要结合大量的研究资料以及实践性施工经验，根据土地的据特殊情况采取针对性的施工方案，积极总结地铁施工所可能导致的各种风险因素，提出施工应对技术措施，为地铁建设项目提供基础性质量保证。

参考文献:

[1]刘伊江.围岩水文地质条件对地铁隧道热沉积的影响[J].暖通空调,2017,11(5):105-106.

[2]汪高星,陈志乐,段稳盼,etal.特殊地质条件下灌注桩施工技术[J].水运工程,2017,23(4):244-245.

[3]黄国忠,伍伟军,杨先全.细砂层地质条件下隧道进洞施工方案比选[J].施工技术,2018,v.47;No.512(13):84-87+93.

[4]赵海雷,陈馈,周建军,etal.引松供水4标TBM 连续穿越灰岩的施工技术研究[J].隧道建设,2017,14(03):109-117.

[5]郭志,王小强,王以栋,etal.青岛地铁隧道双护盾TBM 适应性设计及应用[J].隧道建设(中英文),2018,23(14):155-156.

在明沟设置方面，基坑的排水采用集水井与明沟双方面排水，明沟的设置位置主要在于三个方面，在基坑的两侧设置边线距离1500mm 的明沟，促使其可以及时排泄掉地表的大量积水，预防地表水流向基坑内引流。基坑底部的坡脚位需要设置排水明沟，同时采用排泄基坑边坡上引流的雨水以及积水，同时预防水流向基底中流动，预防土体结构遭受破坏的风险。在基坑的横向建设截水明沟，实现对主体结构工作面以及开挖施工面的水流阻断，预防开挖期间水流向着住施工面引流，同时也可以预防雨水问题。集水井的设置则是在拮抗的排水明沟旁适当距离，和排水明沟衔接的同时促使地下水和明沟内部的明水聚集在集水井当中，并采用水泵进行排泄，集水以30到50米作为间隔进行设置，和普通排水明沟相比距离控制在1米左右。

在降水的施工方面，需要设置专人做好降水工作的施工与监督，在井点施工期间基坑周边的经典需要保持对称，同时促使水位差控制在限定范围内，

认真记录地层情况。井点的供电系统可以以双线路为主，预防中途停电或者是其他故障问题的发生，同时还可以配套抽水系统以及相关的材料设备，并做好专用电源的设置。强化对设备的管理维护，在设备出现任何故障时急需要及时进行维修处理，并及时更换设备。同时需要做好设备运行质量的监测，在水泵工作期间需要做好水位变化情况的实时监测，并及时检查电缆线是否存在膨胀碰撞等问题，预防因为摩擦破损所导致的电缆芯渗透风险，同时还需要及时检查密封情况，保障其可以正常运行。

四、结论

从基坑工程的降水效果来看，降水以及降压井的设计、应用效果相对比较理想。降水井的应用可以显著提高降水的时间效应，基坑开挖之前的降水应当及时高效，确保长时间与长降水，在运行一段时间之后降水井的作用会不断下降，所以需要确保景观设计以及真空度等方面数据的合理性，确保降水时间的充足性，保障疏干基坑、固结土体等效果，并为后续的开挖施工奠定基础，保障地铁修建质量。

参考文献:

[1]吴建政,杨有海,向亮,etal.第三系富水红砂岩地层地铁车站深基坑施工地下水的处理[J].铁道建筑,2017,21(7):94-96.

[2]黄戡,马启昂,詹艳云.深基坑开挖降水对邻近地铁隧道的影响[J].公路工程,2018,v.43;No.189(02):148-153.

[3]郑立志,范东振,谢申举.泉域地区地铁车站超深基坑管井降水设计及施工[J].建筑技术,2018,49(11):12-14.

[4]向亮.富水半成岩砂岩地层地铁车站深基坑变形监测与数值模拟分析[J].铁道标准设计,2017,14(11):125-131.

[5]赵勇,高文旗,王敏,etal.复杂地层中超大地铁车站深基坑施工关键技术[J].公路,2017,32(06):332-337.(上接29页)25