临江、临地铁的深大基坑降水施工浅谈

顾姝伟 申双恩 丁江伟 唐涛 徐培东

摘要：降水作为基坑开挖、边坡保护和地下施工过程中的关键环节，对深基坑工程施工质量起到重要的作用，尤其现代城市进行大开发建设，许多项目为利用地下空间，项目基坑紧贴用地红线，而且城市发展日新月异，诸多的工程项目临近地铁、河道、管线等设施。当基坑开挖深度较深，下有高水头的承壓水且基坑周边环境复杂，若降排水不及时，会出现严重的管涌现象，不仅基坑无法挖深，还可能造成大量水土流失、基坑边坡失稳、地面塌陷等现象，严重者危及邻近建筑物的安全。希望通过本文的论述，能够增加大众对临江、临地铁的深基坑降水的认识，从而推进项目施工进度，提高施工质量，保证施工安全，节约项目成本。

关键词：临江、临地铁、深大基坑、降水

1.工程概况：

本工程位于上海市浦东新区。总建筑面积104119m²，项目基坑开挖面积约18142m2。主楼基坑开挖面标高为-15.80m，开挖深度14.80m;坑内局部深坑开挖深度分别为15.8m、16.30m、17.60m。基坑场地东北侧靠近地铁隧道段，最近离区间隧道28.20m，基坑西侧临黄浦江，距离大约40m。另外，除了基坑南侧为空地外，其余三侧均为市政道路下均有各类管线。基坑总开挖面积为18142 m²，共分为三个分区：A区16617 m²，B区864m2，C区765 m²。

2.降水设计：

2.1设计思路

降水单位根据本工程的工程地质和水文地质条件，结合本工程的群井抽水试验结果，建立本工程地下水渗流三维计算数值模型，进行群井抽水试验的三维有限差分法反演分析。

2.2减压降水设计

基坑外围的地下连续墙深度为38m，虽已经完全隔断第⑤2层微承压含水层，但仍需对第⑤2层微承压水进行减压，尤其是局部深坑减压幅度较大，考虑周边环境复杂，需控制减压降水可能引起的不利影响。同时参考抽水试验建立的三维渗流模型，秉承分区分块降水的原则，在A区坑内拟布置12口第⑤2层减压降水深井（含2口备用井），在B区和C区坑内各拟布置1口第⑤2层减压降水深井。

11.2.3真空疏干深井设计

为确保基坑顺利开挖，需降低基坑开挖深度范围内的土体含水量，本工程需要疏干整个基坑均分布有较厚①3层粘质粉土夹淤泥质粉质粘土（俗称“江滩土”）。

参考附近地区的降水施工经验，根据计算，基坑开挖过程中共布设减压井28口：A区布置减压井21口，备用井兼观测井3口;B区布置减压井1口，备用井兼观测井1口;C区布置减压井1口，备用井兼观测井1口。减压井深度30m，材质采用钢管。基坑外靠近地铁侧布置第⑤2层观测井兼应急回灌井5口，井结构同减压井。监测坑内外水位和环境沉降变化情况，必要时可以进行回灌。

3.降水施工：

1）施工范围

降水施工贯穿整个地下基坑及主体结构施工，采用坑内疏干井加减压井、坑外设置回灌井的方式，能够达到快速降低地下水位的效果，很好地解决了临江、临地铁等复杂条件下的深大基坑的降水施工。

2）施工工艺原理

在疏干井打设完毕后放入水泵抽取地下水，降低地下水的水位，主要起降水作用。基坑外回灌井是在井点降水的同时，将抽出的地下水通过回灌井点再灌入地基土层内，水从井点周围土层渗透，在土层中形成一个和降水井点相反的倒转降落漏斗，使降水井点的影响半径不超过回灌井点的范围。这样能够有效地防止因坑内过度降水而导致周围建筑物不均匀沉降、地面开裂等影响。

4.操作要点：

1）井位测放

根据井位平面布置示意图测放相应布置的井位，如果现场施工过程中遇到障碍或受到施工条件的影响现场可做适当调整。

2）钻机安装

机台应安装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘与孔的中心三点成一垂线。

3）钻机就位后钻进成孔

降水井开孔孔径为φ600mm，一径到底，混合井钻孔施工达到设计深度时，宜多钻0.3～0.5m。做好钻探施工描述记录，钻进过程中发现实际地质情况与勘察时提供的资料不一致时需及时通知设计人员。

4）成孔后清孔换浆

下井管前的清孔换浆工作是保证成井质量的关键工序，为了保证成孔中在含水层部位不形成过厚的泥皮，当钻孔钻至含水层顶板位置时即开始加清水调浆。

5）成孔后下井管

井管进场后，应检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。下管前必须测量孔深，孔深符合设计要求后，开始下井管，下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器（找中器），以保证滤水管能居中。

6）井管填砾

填砾前应用测绳测量井管内外的深度，两者的深度值均不能浅于沉淀管的深度以上50cm。填砾过程中应随填随测砾料的高度。填砾工序也应连续进行，不得中途终止，直至砾料下入预定位置为止。

7）封闭井口

在采用粘土球封孔时，为防止围填时产生“架桥”现象，围填前需将粘土捣碎（粒径小于3cm为宜）后填入。围填时应控制下入速度及数量，沿着井管周围按“少放慢下”的原则围填。然后在井口管外做好封闭工作。

8）洗井

洗井的目的：①清除井壁上的泥皮，并把深入到含水层中的泥浆抽吸出来，恢复含水层的孔隙;②抽吸出含水层中一部分细颗粒，扩大含水层的孔隙，形成一个人工过滤层。

9）安泵试抽

成井施工结束后，应及时下入潜水泵，铺设排水管道、电缆等，抽水与排水系统安装完毕，即可开始试抽水。

10）排水

洗井及降水运行时应用管道将水排至场地四周的明沟（渠）内，通过三级沉淀后排入场外的市政管道中。

5、效益分析

5.1经济效益：采取疏干井加减压井降水，对于周边复杂地形情况下的深基坑降水非常有利，可快速降至基坑底面以下安全水位，确保了基坑施工的流畅，缩短了施工工期。所以对于周边复杂地形情况下的深基坑降水工程均可采用此方法。

5.2社会效益：通过此方法将会对基坑降水中可能发生的危险性因素将至最低，有助于提高施工安全性、质量与施工速度，提高施工企业业内整体水平，营造良好社会影响。

5.3环保效益：采用此方法降水，产生建筑垃圾少，所采取的设备能耗普遍较低，噪声较小，且对周边环境无有害影响，具有环保意义。

参考文献：

[1] 地铁深基坑降水施工技术探讨[J]. 张少恒. 智能城市. 2020（10）

[2] 地铁站深基坑降水施工技术浅谈[J]. 祝旻. 科技创新导报. 2014（22）

[3] 地铁车站深基坑降水方案研究[J]. 苏江川. 福建建筑. 2020（03）