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【摘 要】 地铁施工由于地处地下,所以更容易受到降水的影响,所以在施工中要注意深基坑降水施工技术的应用。就我国目前情况来看,因降排水不当造成的工程事故时有发生,这不仅延误了工期,也给施工带来了巨大的经济损失,影响社会正常公共设施的使用。因此,在地铁车站建设中如何有效降水已成为保证深基坑工程的安全和经济重要课题。
【关键词】 地铁深基坑;敞开式;降水施工
一、目前地铁施工中降水施工特点
施工难度大:地铁车站长度和宽度一般都较长,而且埋深较大有时能达到几十米,在施工中要采用的结构形式是两端明挖、中间暗挖相结合的方式,而且交叉位置较多,交叉位置很难形成封闭的区域,施工难度大。
风险因素多:地铁工程施工在地下,许多地方地质条件较为复杂,基坑降水工程应配合车站主体结构施工,降水周期时间长,风险因素多,每个因素出现纰漏都可能导致降水环节失效甚至整个工程的失败。
技术要求高:在地铁施工中对技术的要求是非常严格的,在一般工程中都会涉及到多层潜水位,深度越大,降水层位就会越多,这样施工的难度就有了很大程度的提高,跟要求技术的到位,在地铁施工中,地铁线周围一般都是邻近高层建筑物和既有的设施,而降水井位布置又受到场地、管线的限制,施工技术要求较高。
工期压力大:在地铁施工的盾构段需为区间盾构提供接收或始发条件,这就一定程度上加大了工期的压力,在施工中要想高效、如期的完成某项地铁施工,各个方面的工作都要全力的配合起来,这样才能将设计基坑降水的效果发挥到最大程度,保证了人们的出行安全、方便和快捷。
二、在地铁深基坑施工中应用降水技术的必要性
在地铁施工建设中,若在地下水位较高的地方开挖深基坑,因为含水层被切断,再加上压差的影响,就会导致地下水渗入深基坑。此时,如果不做降水、排水处理,就会致使基坑积水,使施工环境变差,严重时会导致地基承载力降低,致使流砂、边坡失稳、管涌等现象的出现,威胁到地铁深基坑施工的安全。鉴于此,必须要做好地铁深基坑施工中的降水工作。降水工作必须要达到以下几点要求:
1、降低深基坑内的土体含水量,提高土体的强度,防止深基坑以外的地表发生沉降过大的现象。
2、将深基坑开挖范围内的地下水疏导干净,为机械施工以及施工人员的坑内作业提供良好的环境。
3,最大限度的提高基坑边坡的稳定性,防止边坡上的土层发生滑坡。
4、做好承压水降压工作,遏制地面的不均匀沉降,防止围护墙发生过大的水平位移,防止地面沉降过大,威胁到附近建筑物的安全。
三、地铁深垂坑施工中的降水方法
在地铁深基坑施工中常用的降水方法有轻型井点降水法、电渗井点降水法、集水明排法、多级轻型井点降水法、管井降水法以及真空井点降水法。具体采用何种降水方法,必须要根据对地铁深基坑施工中的降水深度、地层条件以及渗透系数的全面分析而定。此处要着重说明一下管井降水法,这种方法主要用于降水深度大于10m且渗透系数在6~10之间的粉质粘土、沙土、卵石、砂质粘土、沙砾等地层中。地铁深基坑施工中的降水工作主要分为坑外降水、坑内降水、坑内外结合降水。在设置深基坑的围护时,如未设置止水帷幕,且群井设在深基坑内或是深基坑外没有太大的差别,此时为了方便施工建设,主要采用坑外降水法;当深基坑围护结构中的止水帷幕设置深度达到了含水层的10m以上或是深入到含水层的底板以下,或者是占据了含水层厚度的30%~80%,此时就必须采取坑内降水法。
四、深基坑敞开式降水施工
(一)施工工艺
管井降水的施工工艺流程如下所示:准备工作→钻机进场→定位安装→开孔→下护口管→钻进→终孔后冲孔换浆→下井管→稀释泥浆→填砾料→止水封孔→洗井→下泵试抽水→正式抽水→水位与流量记录。
(一)施工技术要点
①成孔。在地铁施工土层,实际的石粒较大,运用钻孔机进行施工过程中很容易出现一些问题,例如卡孔,这样就会延误施工。所以,为了避免此情况,一般情况下施工采用BG-20旋挖钻机钻孔。确保孔径不小于705mm,考虑抽水期间沉淀物沉积的影响,成井深度略大于设计深度0.20m。钻孔过程中做好成孔记录,并采集土样,核对含水层所在部位和土的颗粒组成。②清孔。在将井管送入地下的保证工作要做好,这就是清孔,这里施工工艺主要是采用注入清水置换的方式进行清洗,利用砂石泵抽出沉渣,并测定井深。③下井管。井管采用无砂砼滤水管,在预制混凝土管鞋上放置井管,同时水位以下包缠尼龙滤网,缓缓下放,当管口与井口相差200mm时,接上节井管。井管要高出地面不小于200mm,并加盖防水雨布临时保护。④填滤料和洗井。井管下入之后還有一些随后的工作,例如填滤料和洗井等等。在滤料填充的时机要选好,应该在下管后立即填入,保证施工连续性,主要的方法是在井孔四周均匀连续填入。滤料的填充一般达到一米左右就可以了,填充夯实完成之后洗井工作要跟上,及时洗井,防止井底沉渣厚度过大或无砂管孔隙堵死;洗井时间不少于3个台班,要求基本达到水清。洗井结束后应进行单井试抽水试验,当出水量小于预计水量时,应采取其它处理措施以增大出水量,必要时应重新施工降水井。⑤水泵安装。将潜水泵及泵管吊放至井底以上1.5m处。安装并接通电源,做到一井一泵一闸一漏,检查水位继电制动抽水装置和漏电保护系统。
(一)水位控制
①当日降水情况详细记录并及时反馈信息,对地下水动态掌握,对降水梯度能及时调整,基础施工能保证顺利进行。②为了确保降水井在降水中的连续性,准备两台250kW的发电机,这样是为了在停电后,还能确保降水井的顺利进行。③检修抽水设备,多配应急工具保障降水正常进行。④为了保证含沙量满足规范要求,在降水过程中定期检查含沙量。
五、施工中质量问题的处理
1、当有不明来源的水出现在深基坑开挖的过程中,应该立即停止基坑开挖,并做好引流回填工作。然后再查找出这股不明水流的来源,以寻源断流的方式进行处理。另外,还必须要对出水范围内的基坑壁做好加固工作,常采用局部土钉补强、小导管注浆等方法进行,等到基坑壁稳定以后再开挖。
2、对于减压降水引起的地面沉降,可采取以下一些措施进行控制。
(1)尽量缩短靠近管线、临近建筑物的地铁深基坑中减压井的抽水时间,根据需求进行短时间的降水。
(2)充分利用信息技术跟踪监测坑内外降水井的状况,一旦发现问题就必须立即调整抽水井的数量,及时控制抽水量。
(3)与环境检测相关的各种文件资料要及时上报到项目部,以便相关的图表的绘制,为降水工作做好指导,确保深基坑开挖的安全以及施工环境的安全.
(4)如果在深基坑施工的过程中出现了连续渗漏或是严重渗漏情况时,必须要及时采取相应的封堵措施,避免渗漏量过大引起基坑外侧浅层潜水位下降。
六、结语
地铁车站深基坑的施工,施工降水是个很值得探讨的课题,地铁施工过程中,降水对工程质量和工期都起着至关重要的作用,管井降水是一种有效的方法,但一定在降水前做好周边管线调查、地质勘察。其成功的降水经验在类似的地质情况下,类似的工程施工中有许多值得借鉴的东西。
参考文献:
[1]王继刚,刘琴文,徐刚.地铁深基坑降水施工技术[J].中国水运(下半月),2012,04:215-216.
[2]孙德志,梁方.浅谈地铁深基坑降水施工技术[J].城市建筑,2013,06:142-143.
[3]黄传胜.地铁深基坑开挖变形预测方法及工程应用研究[D].中南大学,2011.
【关键词】 地铁深基坑;敞开式;降水施工
一、目前地铁施工中降水施工特点
施工难度大:地铁车站长度和宽度一般都较长,而且埋深较大有时能达到几十米,在施工中要采用的结构形式是两端明挖、中间暗挖相结合的方式,而且交叉位置较多,交叉位置很难形成封闭的区域,施工难度大。
风险因素多:地铁工程施工在地下,许多地方地质条件较为复杂,基坑降水工程应配合车站主体结构施工,降水周期时间长,风险因素多,每个因素出现纰漏都可能导致降水环节失效甚至整个工程的失败。
技术要求高:在地铁施工中对技术的要求是非常严格的,在一般工程中都会涉及到多层潜水位,深度越大,降水层位就会越多,这样施工的难度就有了很大程度的提高,跟要求技术的到位,在地铁施工中,地铁线周围一般都是邻近高层建筑物和既有的设施,而降水井位布置又受到场地、管线的限制,施工技术要求较高。
工期压力大:在地铁施工的盾构段需为区间盾构提供接收或始发条件,这就一定程度上加大了工期的压力,在施工中要想高效、如期的完成某项地铁施工,各个方面的工作都要全力的配合起来,这样才能将设计基坑降水的效果发挥到最大程度,保证了人们的出行安全、方便和快捷。
二、在地铁深基坑施工中应用降水技术的必要性
在地铁施工建设中,若在地下水位较高的地方开挖深基坑,因为含水层被切断,再加上压差的影响,就会导致地下水渗入深基坑。此时,如果不做降水、排水处理,就会致使基坑积水,使施工环境变差,严重时会导致地基承载力降低,致使流砂、边坡失稳、管涌等现象的出现,威胁到地铁深基坑施工的安全。鉴于此,必须要做好地铁深基坑施工中的降水工作。降水工作必须要达到以下几点要求:
1、降低深基坑内的土体含水量,提高土体的强度,防止深基坑以外的地表发生沉降过大的现象。
2、将深基坑开挖范围内的地下水疏导干净,为机械施工以及施工人员的坑内作业提供良好的环境。
3,最大限度的提高基坑边坡的稳定性,防止边坡上的土层发生滑坡。
4、做好承压水降压工作,遏制地面的不均匀沉降,防止围护墙发生过大的水平位移,防止地面沉降过大,威胁到附近建筑物的安全。
三、地铁深垂坑施工中的降水方法
在地铁深基坑施工中常用的降水方法有轻型井点降水法、电渗井点降水法、集水明排法、多级轻型井点降水法、管井降水法以及真空井点降水法。具体采用何种降水方法,必须要根据对地铁深基坑施工中的降水深度、地层条件以及渗透系数的全面分析而定。此处要着重说明一下管井降水法,这种方法主要用于降水深度大于10m且渗透系数在6~10之间的粉质粘土、沙土、卵石、砂质粘土、沙砾等地层中。地铁深基坑施工中的降水工作主要分为坑外降水、坑内降水、坑内外结合降水。在设置深基坑的围护时,如未设置止水帷幕,且群井设在深基坑内或是深基坑外没有太大的差别,此时为了方便施工建设,主要采用坑外降水法;当深基坑围护结构中的止水帷幕设置深度达到了含水层的10m以上或是深入到含水层的底板以下,或者是占据了含水层厚度的30%~80%,此时就必须采取坑内降水法。
四、深基坑敞开式降水施工
(一)施工工艺
管井降水的施工工艺流程如下所示:准备工作→钻机进场→定位安装→开孔→下护口管→钻进→终孔后冲孔换浆→下井管→稀释泥浆→填砾料→止水封孔→洗井→下泵试抽水→正式抽水→水位与流量记录。
(一)施工技术要点
①成孔。在地铁施工土层,实际的石粒较大,运用钻孔机进行施工过程中很容易出现一些问题,例如卡孔,这样就会延误施工。所以,为了避免此情况,一般情况下施工采用BG-20旋挖钻机钻孔。确保孔径不小于705mm,考虑抽水期间沉淀物沉积的影响,成井深度略大于设计深度0.20m。钻孔过程中做好成孔记录,并采集土样,核对含水层所在部位和土的颗粒组成。②清孔。在将井管送入地下的保证工作要做好,这就是清孔,这里施工工艺主要是采用注入清水置换的方式进行清洗,利用砂石泵抽出沉渣,并测定井深。③下井管。井管采用无砂砼滤水管,在预制混凝土管鞋上放置井管,同时水位以下包缠尼龙滤网,缓缓下放,当管口与井口相差200mm时,接上节井管。井管要高出地面不小于200mm,并加盖防水雨布临时保护。④填滤料和洗井。井管下入之后還有一些随后的工作,例如填滤料和洗井等等。在滤料填充的时机要选好,应该在下管后立即填入,保证施工连续性,主要的方法是在井孔四周均匀连续填入。滤料的填充一般达到一米左右就可以了,填充夯实完成之后洗井工作要跟上,及时洗井,防止井底沉渣厚度过大或无砂管孔隙堵死;洗井时间不少于3个台班,要求基本达到水清。洗井结束后应进行单井试抽水试验,当出水量小于预计水量时,应采取其它处理措施以增大出水量,必要时应重新施工降水井。⑤水泵安装。将潜水泵及泵管吊放至井底以上1.5m处。安装并接通电源,做到一井一泵一闸一漏,检查水位继电制动抽水装置和漏电保护系统。
(一)水位控制
①当日降水情况详细记录并及时反馈信息,对地下水动态掌握,对降水梯度能及时调整,基础施工能保证顺利进行。②为了确保降水井在降水中的连续性,准备两台250kW的发电机,这样是为了在停电后,还能确保降水井的顺利进行。③检修抽水设备,多配应急工具保障降水正常进行。④为了保证含沙量满足规范要求,在降水过程中定期检查含沙量。
五、施工中质量问题的处理
1、当有不明来源的水出现在深基坑开挖的过程中,应该立即停止基坑开挖,并做好引流回填工作。然后再查找出这股不明水流的来源,以寻源断流的方式进行处理。另外,还必须要对出水范围内的基坑壁做好加固工作,常采用局部土钉补强、小导管注浆等方法进行,等到基坑壁稳定以后再开挖。
2、对于减压降水引起的地面沉降,可采取以下一些措施进行控制。
(1)尽量缩短靠近管线、临近建筑物的地铁深基坑中减压井的抽水时间,根据需求进行短时间的降水。
(2)充分利用信息技术跟踪监测坑内外降水井的状况,一旦发现问题就必须立即调整抽水井的数量,及时控制抽水量。
(3)与环境检测相关的各种文件资料要及时上报到项目部,以便相关的图表的绘制,为降水工作做好指导,确保深基坑开挖的安全以及施工环境的安全.
(4)如果在深基坑施工的过程中出现了连续渗漏或是严重渗漏情况时,必须要及时采取相应的封堵措施,避免渗漏量过大引起基坑外侧浅层潜水位下降。
六、结语
地铁车站深基坑的施工,施工降水是个很值得探讨的课题,地铁施工过程中,降水对工程质量和工期都起着至关重要的作用,管井降水是一种有效的方法,但一定在降水前做好周边管线调查、地质勘察。其成功的降水经验在类似的地质情况下,类似的工程施工中有许多值得借鉴的东西。
参考文献:
[1]王继刚,刘琴文,徐刚.地铁深基坑降水施工技术[J].中国水运(下半月),2012,04:215-216.
[2]孙德志,梁方.浅谈地铁深基坑降水施工技术[J].城市建筑,2013,06:142-143.
[3]黄传胜.地铁深基坑开挖变形预测方法及工程应用研究[D].中南大学,2011.