摘要:以某地鐵盾構(gòu)區(qū)間為工程背景,圍繞地鐵超深基坑坑內(nèi)降水及降水井封堵施工技術(shù)展開探討,總結(jié)了坑內(nèi)降水處理中應(yīng)考慮的因素,并從具體施工流程以及施工工藝要點(diǎn)等方面對(duì)其進(jìn)行分析,以期為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞:超深基坑;降水作業(yè);降水井封堵

1工程概況

18號(hào)線土建2標(biāo)盾構(gòu)區(qū)間段長14910.928m,車站及風(fēng)井總長1160.5m,在換刀或取石區(qū)域打設(shè)6口降水井,盾構(gòu)機(jī)前采用PVC降水井,其余位置降水井則為鋼管型,鋼管為Φ300的管徑,Φ800的成孔孔徑,對(duì)排水井的水位進(jìn)行測(cè)量,以確保水位低于隧道底板1m。

2地鐵超深基坑坑內(nèi)降水處理中應(yīng)考慮的因素

在地鐵項(xiàng)目的施工作業(yè)中,進(jìn)行超深基坑坑內(nèi)降水作業(yè)這一工序時(shí),有以下幾個(gè)方面需深度考量:

(1)施工前需對(duì)施工環(huán)境地質(zhì)進(jìn)行檢測(cè),熟悉施工場地地下水的流動(dòng)情況,而后依據(jù)實(shí)際項(xiàng)目施工方案及超深基坑坑內(nèi)降水的建設(shè)需求制定出最佳的施工方案,并逐步進(jìn)行超深基坑的施工作業(yè),使超深基坑能夠達(dá)到方案需求標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到效益最大[1];

(2)施工方案需結(jié)合施工費(fèi)用及實(shí)際技術(shù)水平等因素制定,從多方面對(duì)超深基坑坑內(nèi)降水進(jìn)行深度探究,而后以實(shí)際理論為基礎(chǔ)結(jié)合項(xiàng)目具體情況,使施工方案更加合理、細(xì)化,最大程度保證該工序施工質(zhì)量符合整體施工標(biāo)準(zhǔn)要求;

(3)為了盡可能避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性安全隱患問題,需要把超深基坑坑內(nèi)降水研究融合到前期作業(yè)中,為地鐵施工計(jì)劃的安全進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。

3降水施工

降水井具體施工工藝流程:現(xiàn)場踏勘→施工準(zhǔn)備→井位施放→埋設(shè)護(hù)筒→泥漿及泥漿循環(huán)系統(tǒng)配備→鉆機(jī)安裝→成孔→測(cè)量孔深、直徑、傾斜度→清孔→下井管→清運(yùn)泥漿,起拔護(hù)筒、鉆機(jī)移位→填濾料→洗井→做檢查井→清運(yùn)渣土→埋設(shè)排水聯(lián)絡(luò)管線→下泵抽水→清理現(xiàn)場→恢復(fù)原地面。需要注意的施工技術(shù)要點(diǎn)如下:

(1)勘測(cè)放井位置:按照井位平面布置示意圖勘測(cè)出放井位置。當(dāng)?shù)孛嬲系K物以及施工條件對(duì)井位產(chǎn)生影響時(shí),可對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行合理改動(dòng)。在施工開始前,必須探查地下管道,防止其他管道在施工中被破壞[2]。

(2)預(yù)埋護(hù)口管:護(hù)口管底口應(yīng)插入原狀土層,管外用黏土和草編填塞密封,防止作業(yè)過程中泥漿返出管外,護(hù)口管的上部應(yīng)與地面有0.3~0.5m的距離。(3)鉆機(jī)安裝:鉆機(jī)安裝應(yīng)平穩(wěn)。吊鉤應(yīng)與孔中心對(duì)齊,吊鉤、轉(zhuǎn)盤和孔中心應(yīng)對(duì)齊。

(4)鉆進(jìn)成孔:降水井孔徑為800mm,一徑到底。當(dāng)鉆入開口孔時(shí),應(yīng)將鉤絲繩懸掛并輕輕按下,以確保開口孔內(nèi)鉆入的垂直程度。在建造孔洞時(shí),用制漿機(jī)制漿,將黏土置于孔洞中,形成泥覆蓋物。鉆井過程中,泥漿密度控制在1.10~1.15之間。當(dāng)提起鉆桿或停止工作時(shí),必須在孔上涂上泥漿,以防止墻壁倒塌[3]。

(5)清理、灌漿:鉆到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),把鉆桿抬到距孔底0.5m處。通過沖壓去除孔內(nèi)雜質(zhì),直至孔內(nèi)泥漿密度達(dá)到1.10,且底部淤泥厚度<30cm,回返的泥漿沒有泥塊。

(6)井下管道:井下管道進(jìn)入現(xiàn)場后,需要查看過濾器間隙是否符合設(shè)計(jì)要求?椎纳疃缺仨氃谙鹿苤斑M(jìn)行測(cè)量。當(dāng)井深達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,開始下井管。首先需在過濾管兩頭分別安裝1個(gè)符合型號(hào)的扶正器,以此來保證過濾管能夠處于正中的位置。在進(jìn)行井管焊接的過程中需保證焊接質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn),焊接位置準(zhǔn)確。

(7)填充濾料:在填充濾料之前,將鉆桿插入井管中0.30~0.50m,然后使用堵頭將井管密封。泥漿從鉆桿中流出,進(jìn)而邊打邊注入清水,使泥漿稀釋到一定程度,此時(shí)孔內(nèi)的泥漿會(huì)由于壓力而從過濾管及管縫中逐漸溢出,孔內(nèi)泥漿密度上升[4]。當(dāng)泥漿稀釋至1.05后,依據(jù)井的實(shí)際建設(shè)結(jié)構(gòu)需求,進(jìn)行濾料的填充作業(yè),填充量需達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的位置。

(8)井口封閉:使用優(yōu)質(zhì)黏稠土填充濾料填充表面。為防止填土過程中出現(xiàn)“造橋”現(xiàn)象,在填土前應(yīng)將黏土搗碎(顆粒尺寸<5cm)。進(jìn)行灌裝作業(yè)時(shí),需注意灌裝的速度及量,進(jìn)行井管周圍的灌裝時(shí)需降低速度、減少數(shù)量。灌裝完成后還需進(jìn)行管外的密封作業(yè),保證密封性。

(9)洗井:工程主要運(yùn)用聯(lián)合洗井的方式進(jìn)行作業(yè),主要流程如下。①在填海工程完成后,井中的泥沙首先由空氣壓縮機(jī)清洗。將空氣壓縮后送入氣管內(nèi),到達(dá)排水管下方后,會(huì)使管內(nèi)密度變?yōu)樗c空氣結(jié)合體,小于排水管外的泥漿和水混合物的密度,這樣管內(nèi)和管外的壓力就有了差別。排水管外混濁水的密度由于輸入空氣量的上升而下降,進(jìn)而使混合物排至井外,最終使濾料中土壤含量不斷減少,直到被清洗。若井內(nèi)的泥沙量較大,可運(yùn)用保持氣體沸騰的方式來降低泥皮與泥沙的結(jié)合性。②活塞洗井。運(yùn)用活塞的方式需將活塞由下而上拉出過濾管,使水溢出井。對(duì)于出水量小的井,活塞可在過濾位置上下移動(dòng),沖擊孔壁表皮。此時(shí),應(yīng)將活塞拉到井的注入側(cè)。拔出活塞時(shí),應(yīng)能聽到活塞拔出后伴有明顯的爆破聲,并且有很多的氣水混合物涌出。否則,應(yīng)更換活塞的橡膠圈。

(10)安泵試抽:在降水井內(nèi)安裝完潛水泵后開始試抽水。

(11)水井采用排水系統(tǒng)運(yùn)行。主管運(yùn)用直徑Φ219的鋼管,分管運(yùn)用直徑Φ100的鋼管。從降水井抽水后,由支管聚集至干管再至沉淀池,經(jīng)沉淀后排入到城市的排水系統(tǒng)。

4降水井封堵

(1)在抽水作業(yè)中,將坑底下500mm的井壁(孔和井管之間)虛土處理干凈,之后用C15混凝土填實(shí)。(2)把降水井中的水泵拿出,下注漿管(Φ50鋼管),下入深度離井底大概300mm,將球閥安裝在坑底附近注漿管上。

(3)井管內(nèi)填充Φ10~20礫石,礫石高度h<H-L-0.5(H為坑底至井底距離,m;L為擋水器長度,m)。

(4)將安全氣囊放在坑底下方≥300mm的位置,然后充氣,氣囊使整個(gè)排水井充滿。并在48h后,將氣囊上部殘留的水處理掉,然后將管子切斷到設(shè)計(jì)高度。

(5)井口用Φ210mm的鋼板焊絲,完成后方可進(jìn)行注漿作業(yè),調(diào)制泥漿水與灰的最佳比例為0.5∶1。注漿結(jié)束后馬上關(guān)掉球閥,之后將注漿管截?cái),讓井口成為一個(gè)平面,最終將井口到墊層頂標(biāo)高位置用混凝土澆筑[5]。

5注意事項(xiàng)

降水井施工及降水過程中應(yīng)注意:(1)成孔:成孔過程中孔位偏差和垂直度一定要把控好,垂直度偏差控制在1%內(nèi)。(2)下管:保證下管垂直。(3)填礫料:濾料的含泥量需嚴(yán)格把控。(4)洗井:需控制好沉沒比,做到水清砂凈。(5)下泵:下泵前要認(rèn)真查看泵體有無漏電現(xiàn)象,下到位后需固定好位置。(6)水位觀察:降水過程中要時(shí)刻查看水位變化情況。(7)排水:作業(yè)時(shí)要提防水回流和水管被泥沙堵塞。

6結(jié)語

綜上所述,地鐵超滲透基坑坑內(nèi)降水和降水井封堵較成功,完全達(dá)到了防水作業(yè)的質(zhì)量目標(biāo)。降水井封堵因?yàn)榧夹g(shù)簡單、作業(yè)方便,因此可以將施工成本降低。在地鐵超深基坑降水工程中具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn):

[1]張永樂,張進(jìn),孫中昕,等.深基坑降水井封堵施工技術(shù)[J].施工技術(shù),2015(S1):85-88.

[2]李亞飛.復(fù)雜地質(zhì)地鐵車站超深基坑降排水施工技術(shù)[J].石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2017(S1):148-150.

[3]黃鋒.地鐵深基坑降排水施工技術(shù)[J].工程建設(shè),2017(3):84-86.