大学堂论文网致力于各类论文代写、论文发表、论文修改、论文查重等论文服务！客服QQ：82274534

在城市地下暗挖工程施工中，目前多采用管井封闭降水措施，但是由于地层渗透系数、地质结构等影响，在地下水丰富地段往往无法达到理想的疏干效果，特别是在黏土隔水层与中粗砂、卵石圆砾层等分界面位置的残留水量较大，暗挖过程中往往形成流砂、坍塌等地质灾害，极大地影响了地下暗挖结构的施工安全及进度。 随着城市建设迅速发展，开展地铁建设已成为趋势。 在地铁暗挖施工过程中，带水作业具有危险性，降水是必须要解决的难题。利用真空降水超前排除地下水，对节约工程投资、加快工程进度、保证施工安全具有重大意义。

　　1、工程概况

　　北京地铁 16 号线肖家河站—西苑站区间竖井位于圆明园西路西侧现状绿地内，西侧为国际关系学院，设计范围为右 BK18+994.037—右 BK19+003.637。 竖井平面净尺寸为 6.6 m×4.5 m，地面标高 46.38 m，井深25.948 m，采用“倒挂井壁法”施工；横通道宽度为 4.0～4.5 m，总高 12.320 m，施工通道分 3 层，采用“台阶法”施工。 竖井安全等级为 1 级。

　　1. 1、工程地质情况

　　施工场区所处地层由人工填土层、第四集沉积的黏性土、粉土、砂土、碎石土、第三纪基岩及侏罗纪九龙山组基岩构成。 竖井及横通道由上至下穿越地层依次为：杂填土①1、粉质黏土②1、卵石②5、粉质黏土③1、卵石⑤、黏土⑥、中细砂⑥3。 其中横通道拱部位于卵石层中，竖井及横通道底部位于砂岩层中，地质剖面图见图 1。

　　1. 2、水文地质情况

　　根据详勘报告，场地位于永定河冲洪积扇中上部，地貌属于第四纪冲洪积平原区。 地下水类型分别为上层滞水（一）、潜水（二）、承压水（三）。上层滞水（一）：静止水位深度 7.6～9.6 m，标高36.64～38.80 m，水位不连续，无明显含水层，主要接受大气降水、管沟渗漏补给，以蒸发为主要排泄方式。潜水（二）：含水层主要为粉质黏土③1层、粉细砂③3层，稳定水位深度 13.40～18.00 m，标高 29.20～33.00 m，主要接受降水及侧向径流补给 ，以侧向径流和向下越流为主要排泄方式。 水头标高位于竖井基底以上 12.5 m 处。承压水（三）：含水层主要为粉质黏土⑥层、中细砂⑥3层及卵石⑥4层，稳定水位深度 18.50～25.00 m，标高 21.50～27.90 m，主要接受降水及侧向径流补给，以侧向径流和向下越流为主要排泄方式。 受低层分布影响，局部表现出承压性，承压水头 2～3 m。 水头标高位于竖井基底以上 7.468 m 处，施工前需采取合理有效的地下水控制措施。

图 1 肖家河站—西苑站区间竖井及横通道地质剖面图

　　2、真空降水施工工艺

　　浅埋暗挖隧道施工辅助工法中，洞内真空降水具有干扰小、成本低、操作简单、适应性强的优点[1]。 隧道采用上下台阶法施工，台阶长 3.5～4.0 m，高约 1.2 m。上台阶施工完毕后，于隧道两边墙处用高压水或高压风冲洗成孔，孔径 10～15 cm。 将降水管安设于孔中央，周围根据土层颗粒大小填以相应的中细砂，孔口用黏土封闭严实。在粉砂质土及砂性土层中，一般降水深度能达到 1.5～2.0 m[2]。 开始降水后即转入下台阶施工，下台阶开挖面后方应保证至少 1～2 组降水管工作。

　　竖井及横通道周边降水效果不显着，导致地下水较多，施工进度严重滞后，且层间水较大，易造成流砂等地质灾害，对于暗挖施工来说存在极大的安全隐患。 按原施工方案，区间竖井及横通道采用管井降水，在周围设置降水井，将水位降至底板以下 1 m 处。 实际降水施工过程中，因底板以上 2 m 为砂岩段，降水井无法打通至设计深度，故无法将地下水降至施工要求水位。

　　区间竖井开挖至横通道①号导洞时，根据地质资料显示，横通道拱顶位于卵石⑤层与黏土⑥1层之间，形成隔水层，层间水较大，拱部卵石⑤层中的细砂填充物易形成流砂。 由于难以疏干隔水层以上界面的地下水，造成暗挖带水作业，给施工带来很大的安全隐患[3]。 含水层位于横通道①号导洞上台阶，为保证开挖安全，减少沉降，保证施工质量，必须对该水层进行处理，满足无水开挖要求。 因此，建议在横通道①号导洞使用真空降水。

　　具体做法为：使用 60 m3/h 真空泵 ， 集水管采用2.5 m 长 覫50 mm 钢管，降水管采用 3 m 长 覫25 mm 钢管，下部 60 cm 打 覫5 mm 的小孔，加工成花管，花管部分加有垫筋，并用尼龙网包裹。 真空泵与集水管连接，集水管每隔 1.2 m 焊接 1 根 覫25 mm 支管，支管安装覫25 mm 阀门，阀门与降水管用内带钢丝的塑料管连接，各接头用塑料膜包裹。 开挖时将 5 根 覫25 mm 降水管沿拱部以及拱脚插入掌子面内，边开挖边抽水。 横通道总长 27 m，降水管随着横通道开挖跟进敷设。 层间水通过真空泵排至集水井内，通过集水井内的水泵排至地面，见图 2。

　　采用真空降水后，横通道①号导洞拱脚处层间水减少，基本实现了无水开挖。 掌子面真空降水后，可以有效地疏干纵向 2.5 m、横向 5 m 范围内的地层残留水，实现局部范围内的无水作业。 上下台阶同时作业，节省了开挖时间，施工进度由降水前的 0.5 m/d 提高到1.5 m/d。 降水后工作面仅处于稍湿润状态，无明显渗流水，完全可以满足施工需要。

图 2 肖家河站—西苑站区间横通道降水图

　　3、施工要点

　　1）真空泵的真空度控制在 0.6～1.0 MPa，当真空度小于 0.6 MPa 时应仔细检查管路密封状态；当真空度大于 1.0 MPa 时及时打开真空泵上的排气阀。

　　2）施工中必须做好各连接处的密封，避免漏气。

　　3）安设降水管时注意掌握好外插角度及下管深度，沿隔水层与透水层界面插入[4]。

　　4）降水时注意检查出水情况，若出水一直浑浊不清，应立即停抽，查清原因，重新下管。

　　5）工作面后方应保证至少 1～2 组降水管工作，以隔断后方来水。

　　6）隧道封闭成形后，可对降水管进行回收或回填注浆处理。

　　4、结语

　　施工实践证明，真空降水取得了较好的施工效果，其优点如下：1）洞内真空降水有效地处置了残留水，基本实现了暗挖无水作业，避免了残留水冲刷造成的流砂、坍塌等事故；2）洞内真空降水是对管井降水的补充，对管井降水盲点能够起到迅速疏干的效果；3）技术简单，操作方便，成本低廉[5]。

TAG标签： 代写工程论文