浅谈明挖隧道降水设计与施工在北京市广渠路东延隧道工程3#标段中的应用

韩伟

摘要：随着我国交通网络的不断完善，各城市的隧道建设已全面展开，使得我国隧道工程项目数量逐渐增加。本文以北京市广渠路东延（怡乐西路～东六环路）隧道工程3#标段为例，介绍了明挖隧道中降水施工工艺的技术原理。从基坑降水处理、降水井的施工等方面，阐述了明挖隧道中降水施工工艺的技术应用，对提升施工安全性和降低处理成本起到很大的作用。该工程在要求周边道路沉降量小、工期紧的情况下，采用合理的降水施工工艺，既加快了施工进度，又有效提高了隧道工程质量，较好地解决了隧道施工中基坑漏水、渗水的问题。

关键词：明挖隧道;降水施工;施工工艺

绪论：明挖施工是一种重要的隧道开挖方式，在施工过程中，容易出现渗水或漏水的问题，对工程质量和安全造成影响。因此，相关施工人员应当采取一定的降水处理措施，确保施工的安全性和隧道工程的施工质量。

在隧道开挖过程中对于降水的处理，首先，应当妥善分析施工所在地的地质条件以及周边环境的具体情况，判断工程整体的施工需求。其次，尽可能采用降低基坑开挖范围内水含量的方式，减少基坑渗水问题的出现，满足隧道开挖的安全要求和质量要求。

根据大量的工程现狀来看，采取有针对性的技术工艺进行降水处理，可以使施工过程中渗水、漏水问题出现的频率减少，施工质量显著提高，安全性得到保障。同时，减少了后续处理渗水、漏水问题的工作量，节约施工成本，使整个隧道工程的经济效益有所提高。此外，隧道降水施工工艺的有效应用，可以使施工环节中产生的废水得到及时处理，减少对周边生态环境造成的污染，符合绿色施工理念，对我国低碳环保事业的发展具有重要意义。

基于此，本文结合笔者自身经历的北京市广渠路东延（怡乐西路～东六环路）隧道工程3#标段。选择适当的明挖隧道降水工艺，分析正确的施工方法，以期能够提高明挖隧道降水处理水平，为我国隧道工程的建设提供一定参考。

一、工程概况

（一）隧道工程的设计概要和土质特征

广渠路东延（怡乐西路～东六环路）3#标段某隧道工程起点接广渠路二期预留高架，终点与东六环路相交，起止桩号K14+660～K16+300，隧道全长为1640m，隧道整体较宽。本隧道的开挖采用明挖法，隧道主体为闭合框架结构，设计时速为每小时80km，覆土厚度最高值为5.5m，开挖宽度最大是30.3m。根据施工前的考察，我们得知该隧道工程所在地的土质以粉质黏土、粉土以及黏性土为主，也含有一定量的砂类土。

本工程降水设计为线状降水，线路总长1.6km，降水工程复杂程度为复杂，设计安全等级为一级。降水井布置在基坑内，南北各一排，距结构边线2.5m，间距8.5m，降水井设计井径为600mm，设计深度27m;观测井布置在基坑外侧，基坑南北两侧各布置一排，红线南北两侧各布置一排，间距40m，具体布置情况下图1-1-1，基坑抽水周期按360天考虑。

（二）隧道工程周边地下水特征

隧道工程周边地下水特征是施工前应当着重勘测的要点，该隧道工程的周边地下水主要来源于自然降水供给，受季节性降雨影响较大。在勘察过程中，还发现该隧道工程的周边地下水深度存在波动变化的情况，全年高水位集中于夏季，地下水深度通常在11m～18m之间。

二、施工技术难点

（一）根据设计要求，明挖隧道基坑在开挖和主体结构施工过程中，需保证地下水水位在开挖面以下，局部地区需不停地进行抽水作业，水量极大，给施工场区排水造成很大的压力。

（二）降水过程中，局部降水量大的区域容易出现地表沉降，对施工现场周边道路和地下专业管线有一定的影响，给现场施工带来一定难度。

三、具体技术应用

施工前，全面熟悉地勘报告及设计图纸，并制定施工方案，对工人进行技术、安全交底。检查设备性能，确保正常运转。合理布置施工现场，选用符合设计要求的透水性材料处理地基。具体而言，明挖隧道降水施工要点如下：

（一）施工工艺流程

施工准备→井点测量定位→钻机就位、调整→钻孔至设计深度→吊放井管→回填砂砾过滤层→洗井→安装试抽→正式抽水→完毕后封井。

（二）明挖隧道施工之前的准备工作

在进行隧道基坑开挖前，技术人员需要针对通州区广渠路的周边地形和地质进行勘测和数据搜集，对勘测所获得的工程资源与数据进行综合分析，对整个隧道挖掘施工过程进行全面考察，避免因为专业接口不同导致施工方案的细节遗漏，提高施工方案的准确性。

技术人员应当在明确隧道工程的地质情况与地下水位情况后，展开全面的数据核对工作，确保设计资料与实际情况相吻合，做好施工前期的准备工作。如果技术人员在实地考察过程中发现施工设计方案与实际情况存在偏差，应当立即调整和优化施工方案，避免因施工方案与实际状况不相符合而影响后期施工进度。

（三）降水井的施工处理

降水井的施工工艺应用是隧道工程降水处理的关键。具体而言，需要开展以下几个方面的工作：

1.检查钻机情况

钻机是降水处理工艺应用的关键设备，在钻机进场之前，设备管理人员首先应当对钻机进行全面的安全检查，确保钻机运行良好，钻头、孔位以及磨盘的精准度都能符合相关要求，做好校准工作，尽可能降低施工误差，为后期施工提供更好的支持。

2.管井钻孔作业

本工程钻进方法采用反循环钻机钻进成孔，钻孔直径600mm，管井钻孔作业首先需要操作人员将钻机套管与作业面设置为垂直角度，确保误差不超过1%。在钻进的过程中，工作人员需要对管井水位变化进行实时记录，研究水位的变化规律，控制施工效果。同时，针对管井的涌沙量数据进行观察和分析，确保施工过程的合理性，在完工后还需要确定水位达到相关要求，再开展下一环节的施工。

3.完成清孔换浆作业

当钻孔中存在杂质时，降水处理的施工质量难以得到有效保证，甚至会影响施工的安全性。因此，在完成钻孔作业后，施工人员应该对钻孔进行清洗，避免出现井壁坍塌问题，提高基坑挖掘质量和安全性。

4.安装井管

在井管安装的过程中，应当将井管按照设计要求进行排列和组合，控制好下管的底部标高，将不同的井口标高设置到同一水平位置。井管在入孔的过程中需要保持平稳，井管两侧应该开展找平处理，在滤水管上加装扶正器，保障间隙的合理性。

5.滤料的回填与洗井

滤料的回填工作中，应做好校正处理，将中粗砂与碎石按1：1的比例混合，用这些石料作为降水井的滤料，避免周边的粉质黏土进入到降水井中。此外，还需要让填料和作业地面保持在5m范围内，再利用黏土进行回填夯实处理。在滤料回填作业完成之后，还应当利用活塞完成洗井工作，也能通过空气压缩机和活塞进行联合的方式对降水井进行全面性的清洗，这样可以提高降水效果。

6.抽水与封井操作

降水处理过程中，需要为降水井配备潜水泵，通过潜水泵对降水井来完成抽水作业，提高抽水效果，保障抽水能力符合标准要求。施工人员在回填基坑完成后，还应当根据工程的实际降水情况做好水位测量工作，根据具体降水情况和季节水位变化，确定最佳封井时机。本工程封井方案为停止抽水后，取出水泵，回填级配碎石至基坑底以下30cm，再浇筑素混凝土至封井法兰底，加盖封井法兰，拧紧法兰螺栓，最后在井口浇筑微膨胀混凝土，完成封井。封井方案见下图3-3-1：

（四）基坑降水要点分析

明挖法的基坑降水处理，通常采用管井降水的施工方式。在具体的施工过程中，施工人员应当根据工程实际需求挖掘排水沟，根据施工开始前的降水试验结果和地质勘察数据，安排具体的施工作业。确定工程降水井和排水沟的具体位置，建立降水井，集中处理隧道基坑中的地下水，确保地下水能够得到良好排放，随后再进行挖掘工作。具体的施工要点：

1.施工前做好降水处理和分析工作

在隧道基坑开挖之前，首先做好降水处理工作，工作时长通常在两个月左右。本工程利用沉淀池沉淀降水井抽排水的方式进行地下水净化处理;进行隧道井点的水位变化监测，严密监控水泵运作状态，保障地下水水位在基坑开挖面一米以下;同时记录和保存降水量、降水时间等数据信息，在后续的施工中用以参考，提高降水处理工作的科学性。

2.基坑周边水位处理

本工程隧道基坑采用地下连续墙和内支撑的支护形式，降水方式为坑内降水。由于本工程位于北京市通州区主干道，社会交通压力大，周围居民建筑物多，对于地面沉降较为敏感，为此，本项目在基坑以外5m位置设置地下水位监测点，并在基坑以外20m位置设置回灌井，延隧道方向每20m设置一个监测点和回灌井。一旦监测点水位下降至警戒点以下即停止隧道内降水，并于回灌井进行回灌作业，避免基坑外地面因地下水水位降低出现沉降。

3.降水过程中的废水处理

由于隧道开挖深度约为20m，且北京市通州区地下水水位较高，设计方案为基坑内南北两侧各设置一排降水井，井中间距8.5m，距基坑内壁2.5m，井深26m，隧道施工区域内每日降水，抽水量极大，约为5000m³/天。为保证降水井正常运行，于基坑顶两侧分别设置一根D=500mm的焊接钢管排水管道，集中收集降水井废水，在基坑两侧每隔100m设置一座沉淀池，集中进行沉淀净化处理后排入现况雨水管道。如出现大规模降雨天气，即停止坑内施工，同时停止大规模降水作业，降低周围现况雨水管道的排水压力。

结语

明挖隧道中，采取有针对性的技术工艺进行降水处理，能够为后期隧道工程的继续建设和顺利完工奠定基础，有效提高隧道工程的安全性。

通过北京市广渠路东延（怡乐西路～东六环路）隧道工程3#标段实践证明：施工过程中，关注基坑降水处理、降水井施工处理、隧道基坑的排水处理，能够保障明挖隧道降水处理效果。并且，明挖隧道降水施工工艺流程相对简单，有利于加快施工进度，缩短施工周期，给施工企业带来显著的经济效益。

但是明挖隧道中降水施工对基坑周边地下水水位影响较大，对附近建筑物和社会道路有较大影响。因此，在进行明挖隧道降水施工过程中，相关施工人员和技术人员应当根据施工项目的具体需求，认真检查周边地质、环境情况、地下水位，根据数据和经验进行施工工艺与方案的选择，因地制宜，谨慎操作。作为工程技术人员，我们在加强专业知识学习、提升自身专业素质的同时，有必要通过实际运用，保证施工效果，消除施工工艺流程中的安全隐患。

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[5]北京市广渠路东延（怡乐西路～东六环路）隧道工程3#标段降水施工图.