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1、深圳地鐵降水施工方案盾構刀盤前方降水施工方案在盾構施工中,尤其是在東南沿海地區海相地層中施工時,由于各種原因,可能在高含水量高、滲透性強、高靈敏性的地層中需要開倉換刀等工作時,應采取措施保證掌子面地層的穩定和換刀過程中無大量的地下水滲入土倉內,采取降水法不失為一種好的辦法。在地鐵車站等深基坑中對采取降水法降低地下潛水或承壓水，都取得了很好的效果。本文以深圳地鐵一期工程福民站會展中心站右線SSK2+325.8處為例進行說明。一、降水方法選擇及平面布置1、 降水方法選擇SSK2+325.8處的地質情況如圖一所示。圖一刀盤前方降水位置的地質圖盾構施工隧道的埋深約23.024m，采取輕型井點、噴射井點2、等不能滿足需要，故應采用深井管井井點降水法。根據深圳地區降水施工經驗，管井井點降水一般都取得了較好的效果。2、 平面布置21刀盤前方的地下水均為潛水，地下水位在-4.0m，地下水算至中風化巖（認為中風化巖為隔水層），則含水層厚H=23.024+6.3-4=25.324m。22滲透系數按占大部分的中砂和粉質粘土的平均值算，則滲透系數K=(5+0.1)/2=2.55m/d。23因需降水至隧道底部，降水深度取含水層度，則S=H=25.324m。24管井降水影響半徑為R=2SKH=407m。25涌水量的計算。我們認為在開倉過程中，在盾構前形成了寬6.3m（盾構直徑）*長8.5m（一個盾構長）*深25.3、324m（井深）的一個工作井，依此來計計算涌水量。工作井等效半徑r0=(8.5*6.3)/=17.045m。涌水量Q=1.336K(2H-S)S/Lg(1+R/r0)=26.8m3/d 26深圳地區的降水施工經驗認為，每個降水井點的有效降水面積為200m2。基坑施工中的深井施工經驗，一般情況下井距為1030m。所以，只需在刀盤正前方設一個降水井即可滿足要求。二、降水方案設計1、 降水井井徑為600mm，用鉆機成井，井深至隧道底部，井深為29.00m。2、 濾水管采用400mm鋼筋籠，主筋1218，螺旋箍筋8150，加強箍筋16500，外包5目鐵絲網及尼龍紗網，鋼筋籠至地面。濾水管如圖二所示。圖4、二 濾水管鋼筋籠示意圖3、 濾水管與井壁之間填1025mm直徑的碎石。4、 吸水管用50mm的鋼管，插入濾水井管內，其底端應沉到管井吸水時的最低水位以下，并裝逆止閥。5、 降水井抽水采用100SQJ2-40/8型深井潛水泵。三、降水施工1、 施工工藝流程。見圖三。2、 準備工作施工現場準備工作包括：根據設計準備所需的濾水管、水泵等設備和機具，同時，應考察好排水位置和線路，必要時做排水溝。因金田立交橋和濱河大道南邊的住宅房在降水影響半徑范圍內，應按有關規范要求設置沉降和變形監測點，按周期進行監測。3、 成井可根據施工場地條、土質條件和孔深要求，擬采用回轉鉆機鉆孔，用比重為1.31.5的泥漿護壁，5、孔口設置護筒，以防孔口坍方，并在一側設排泥溝、泥漿坑。為防止井底有些砂石等沉淀在井底，鉆孔深度應比設計深50cm。4、 清孔并回填砂墊層一般情況下，為減少對水泵的磨損、不便泵堵塞，根據鉆孔后的返漿中所含的泥砂、雜物的多少和大小等，決定是否進行清孔。清孔時，用通風管把壓縮空氣洗送入井底，反復上下吹風，用潛水泵及時的抽出混濁的泥漿。需要時停止通風，再次或多次向井內加純泥漿，用同樣的方法進行置換，直到沒有大量泥砂、雜物等要求。(壓力為 0.8MPa，排氣量為12m3min)。清孔后，回填井底厚50cm的中砂墊層。可用吊桶下放砂子。5、 吊放鋼筋籠濾水管吊放濾水管時，將預先制作好的濾水管用吊車分段下設6、，分段焊接牢固，直下到井底。井管安放應力求垂直并位于井孔中間；管頂部比自然地面高300mm左右。鉆 孔鉆機就位挖井口、安護筒放線定位回填井底砂墊層吊放井點管井管與孔壁間填碎石濾層濾水管鋼筋籠制作井管頂部與孔壁間填粘土封閉洗井設置水泵水泵試抽水正常抽水測量觀測井中底下水位變化使用結束拔除井管封堵井孔圖三 降水施工工藝流程圖6、 回填碎石過濾層濾水管下入后，及時在井管與土壁間填充碎石過濾料。碎石過濾料必須符合級配要求，雜質含量不大于3。不得用裝載機直接填料，應用鐵鍬下料，以防填層不均勻和沖擊井管，填濾料要一次連續完成，并在井的四周均勻向下投放。填到井口下1m左右，上部采用不含砂石的粘土封口。7、 7、洗井井管周圍填砂濾料之后，安設水泵之前，應按規定先清洗濾井，沖除沉渣。一般采用壓縮空氣洗井法，其原理是當壓縮空氣通到井管下部時，井管中變成氣水混合物密度小于1，而井管外的泥水混合物密度大于1，這樣管內外產生壓力差，井管外的泥水混合物，在壓力差作用下流進管內，于是井管內就變成氣、水、土三相混合物，其密度隨摻氣量的增加而降低，三相混合物不斷被帶出井外，濾料中的泥土成分越來越少，直至清洗干凈。當井管內泥砂多時，可采用“憋氣沸騰”的辦法，即采取反復關閉、開啟管上的氣水土混合物的閥門，破壞井壁泥皮。在洗井開始30min左右及以后每60min左右關閉一次管上的閥門，憋氣23min，使井中水沸騰來破壞泥皮和8、泥砂與濾料的粘結力，直至井管內排出的水由揮變清，達到正常出水量為止。洗井應在下完井管，填好濾料，封口后8h內進行，一氣呵成，以免時間過長，護壁泥皮逐漸老化，難以破壞，影響滲水效果。8、 安裝抽水機并及控制電路安裝前，應先檢查井管內徑、垂直度、是否符合要求。并對泵本身和控制系統作一次全面細致的檢查。檢驗電動機的旋轉方向，各部位螺栓是否擰緊，潤滑油是否加足，電線接頭的封口有無松動，電線先有無破壞折斷等情況，然后在地面上轉35min，如無問題，方可投入使用。深井內安設潛水泵，可用繩索吊入井管下部。帶吸水鋼管的應用吊車放入，上部應與井管口固定。設置深井泵的電動機座應安設平穩，轉向嚴禁逆轉(宜有擬止閥)9、，防止轉動軸解體。潛水電動機、電纜及接頭應有可靠絕緣。9、 試抽水深井泵在運轉前，應用清水預潤（清水通入泵座潤滑水孔，以保證軸與軸承的預潤）。檢查電氣裝置及各種機械裝置，測量深井的靜、動水位。達到要求后，即可進行試抽，一切滿足要求后，再轉入正常抽水。10、 降水完畢拆除水泵、拔出井管、封井降水完畢后，即可拆除水泵，用吊機等起重設備拔除井管。拔出井管所留的孔洞用砂礫或細石混凝土填實。四、深井井點降水注意事項1、 地下水下降后，就必然會造成地基的固結沉降，由于降水漏斗不是平面，因而產生的沉降也是不均勻的。同時，由于地下水的損失，地層中因增加附加應力，影響范圍的建（構）筑物因不可避免的發生變形，以下10、方法進行防治。11在沉降不易控制的建筑物旁邊施做回灌井點的方法，使地下水位保持不變，以求鄰近建筑物的沉降達到最小程度。回灌井如圖四所示。回灌井點的布置和管路設備等與抽水井點相似，僅增加回灌水箱、閘閥和水表等少量設備。回灌井點的濾管長度應大于深井井點的濾管深度，通常大于22.5m。 本次降水中應的金田立交橋正對刀盤前降水井的橋墩和濱河大道南側住宅房前各設一處回灌井。圖四 回灌井示意圖12降水時應減緩降水速度，均勻出水，一定防水土粒帶出。降水時應隨時注意抽出的地下水是否有混濁現象。及時更換濾網和回填的砂濾料。13井點應連續運轉，盡量避免間歇和反復抽水，以減小在降水期間引進的地面沉降量。2、 井點供11、電系統應采用雙線路，防止中途停電或發生其他故障，影響排水。必要時設置能滿足施工要求的備用發電機組，以防止突然停電，造成水淹基坑。3、 潛水泵在運行時，應經常觀測水位變化情況，檢查電纜線是否和井壁相碰，以防磨損后水沿電線芯摻入電動機內。同時，還須定期檢查密封的可靠性，以保證正常運轉。五、質量保證措施1、井點濾水管在運輸、裝卸和堆放時應防止濾網損壞，下入井點孔前，必須對濾水管逐段檢查，保證濾網完好。2、降水設備的管道、部件和附件等在組裝前，必須檢查和清洗，并妥善保管。井點系統各部件均應安裝嚴密，防止漏氣。3、井點管口設鋼板封蓋等保護措施，防止雜物掉入管內。4、在降水過程中應及時觀測流量和觀測孔內水位，并作好降水記錄。觀測孔孔口標高應在抽水前測量一次，以后定期觀測，以計算實際降深。5、施工過程中，及時在隧道內和土倉門附近觀察地層水量的變化，必要時及時更換抽水設備或增設別的方案等。第 7 頁 共 7 頁