动态井点降水在沈阳地铁东一滂区间盾构井的应用分析

　　1工程概述
　　沈阳地铁十号线东滂区间盾构井结构尺寸为11.4x16.1m，竖井开挖深度为21.8m。工程所处地貌为第四系全新统浑河高漫滩及古河道冲积层，地层分别为杂填土、中粗砂、砾砂、圆砾层。圆砾层中局部粘土层，厚度在1.3~10.6m，分部不连续。通过地质勘察报告，揭示本标段在勘探过程中地下水稳定埋深为6m左右，含水层厚度约为20m。地下水的补给方式为大气降水、地表人工河垂直渗透、浑河侧向渗透补给，地下水水位季节变换在0.5~2.Om,地下水的排泄方式主要为地下水向下游径流和地下水人工开采。根据现场地质情况，处于粘土层上方的砂层含水量非常丰富，渗透系数非常大。盾构井开挖施工作业而必须保证无水作业，否则地下水则会迅速围护桩间渗出，并且速度非常快，出现涌水、流砂。一旦桩间涌入大量粉质细砂，必然后造成状体后方出现沉陷，破坏周边地表环境。为了确保盾构井开挖施工安全及工程施工进度，盾构井采取管井井点降水措施。
　　2地表井点降水设计方案
　　2.1井点选择类型井点降低地下水水位的方法和设备选择，应根据施工现场的砂质岩层渗透系数、工程特点及施工要求降低地下水水位深度，进行技术、经济节能比较后确定。本工程根据地勘单位所提供的东一滂区间地质勘察资料，确定盾构井实施井点降水。通过调查本地区以往类似工程的施工经验总结，考虑降水井使用条件和水位降低深度要求，沈阳地铁东一滂区间盾构井施工采用管井井点降水施工方案。
　　2.2降水设计原则①降水施工不能影响地而交通、不得影响周边环境、满足工程施工需要。②降水施工方案设计必须考虑基坑形状、井位与周边管线及建筑物的位置关系。③降水井距盾构井围护结构最小距离不小于2m，降水井井深经计算结合现场实际地质情况取值。④盾构井开挖施工需要无水作业，地下水疏干需要一定的周期，而地下砂层透水系数非常大，因此，必须保证竖井井口周围的降水井能够具备降水条件。
　　2.3降水量的计算盾构井采取坑外管井井点降水施工方案，降水井沿盾构井井口环形布置。降水量计算(依据《沈阳地铁十号线工程降水专题研究报告》提供的计算公式)，按照狭长集水廊道侧壁进水条件。
　　为保证降水效果基坑涌水量按7468 x 1.5=11202m3/d计算。井间距按8m考虑，双排布井12口。采用80m3/h的水泵进行排水，利用率按75%计算，则单井出水量为80x24x0.75=1440m3/d，则实际每天总排水量为1440x 12=20160m3/d 11202m3/d满足要求。在施工中考虑到现场降水的实际情况及工程经济情况，可对所需水泵的泵型、井深及降水井运行时间进行控制和调整。
　　3降水井施工控制要点
　　降水井采用QJ200-1型反循环工程钻机酒己星型钻头)施工，孔径为小800mm，井管采用内径为小426mm的钢筋笼竹批管，钻至设计高程后及时下放钢筋笼竹批管，然后稀释泥浆比重接近1.08左右，在钢筋笼竹批管四周投放碎石虑料，最后进行洗井工作，在孔口填塞粘土并下泵抽水封堵井盖。
　　降水井施工过程控制要点:
　　①严格按照降水设计要求放设井位放样、控制降水井井位间距，如遇到障碍需要局部调整及时与设计单位沟通。降水井前0~4m必须采用人工开挖探明地下管线，护筒外侧必须用粘土封堵密实，防比钻井施工用水渗漏造成塌孔。②成孔过程中受潜水含水层底板凹凸不平的影响，或存在局部粘性土夹层，出现这种情况应放慢钻进速度，及时调整泥浆护壁的比重，防比水流将界而处细粒物质带走造成孔洞。地层变化处界而成孔过程中处理不好易产生孔洞、水囊，使井口周边出现坍塌，甚至影响基坑开挖施工。③降水井成孔过程中，如地质条件均匀则按照设计井深验孔;根据成孔出渣情况与地质资料比对如提前遇到承压水隔水层，则按照井底深入隔水层1.0~1.Sm为标准进行验孔，严禁钻穿隔水层。如在坑底附近出现不连续的隔水土层，则采取深浅井位跳打的方式施工降水井，深井按照设计要求成孔验收，浅井以深入隔水层2m左右为标准进行验收。成孔过程中地质工程师必须旁站，随时观察地质情况并与地勘报告进行比对分析，判断降水井的施工深度。④严控合格后下方钢筋笼竹批滤水管，管外侧四周包2层密目虑网，密目网外测用6号铁兹绕成螺旋状保护层，减小地下粉细颗粒流失。钢筋笼竹皮管四周对称均匀回填3~15mm水洗碎石滤料保护层，孔口3~5m用粘土封填并夯实。⑤洗井是降水井施工过程中容易忽略的工序，而洗井是否彻底直接影响降水井的降水效果。洗井一般采用空压机向井底吹高压气体，使井内水体充分搅动的同时采用泥浆泵向外抽排，洗井的标准是在向井底吹送高压气体搅动时排出为清水即为合格。⑥降水井孔口3~5m用粘土封填并夯实后，严格执行设计要求砌筑井口，井口砌筑时留置排水管，井盖采用重型抗压井盖，待砌体强度达到设计要求后开放交通。
　　4井点降水运行及效果
　　本工程在降水井施工过程中发现，在盾构井北侧地下19m深时开始出现不连续的隔水层，隔水层厚度通过钻渣变化情况计算分析为4.5~5.5m厚。为防I E:盾构井开挖过程中出现隔水层滞水，在出现隔水层的部位采取深、浅井结合的方式施工降水井。深井的主要降含水层的地下水，浅井在降低含水层地下水的同时主要承担抽排隔水层滞水。降水井施工完成后通过降水试验数据分析，在盾构井周边12口降水井全部开启的状态下，地下水下降值约为1.1lm/d。通过计算，开挖前8一10天开启6台水泵降水，盾构井基坑开挖后每3天增加开启一台水泵降水，直至12台水泵全部开启。动态控制降水井施工、水泵开启运行时间能够有效地控制地下水水位的降深幅度，减小隔水层滞水对工程施工带来的危害，加快了施工进度。同时也在一定程度上降低了工程造价，对工程控制成本起到了显著作用。
　　沈阳地铁十号线东滂区间盾构井开挖施工，采取动态管井井点降水施工取得了非常良好的效果，盾构井从开挖到底板封闭施工完成只有46天时间。通过对降水井井深以及降水井运行时间进行动态控制，竖井开挖过程中作业而始终保持无水状态，围护结构桩间没有突发性涌水、流砂出现。通过控制地下水位降深速率、隔水层滞水流砂危害，监控量测统计分析盾构井周边地表沉降、管线沉降数值均未超过10mm 。
　　5结束语
　　因此，在类似地层中施工深基坑工程，为保证工程安全、加快工程施工进度，实施坑外动态管井井点降水是必要的。但是，深基坑开挖施工实施降水施工在不同的地质条件下有不同的方式、方法没有定式，必须根据工程所地的地质条件、周边环境条件做专项设计实施。