深基坑高水位降水井封堵施工技術(shù)

深基坑高水位降水并封堵施工技術(shù)摘要：加強(qiáng)對(duì)深基坑高水位降水井封堵技術(shù)的研究，對(duì)地鐵車站結(jié)構(gòu)施工的安全性有重要意義。本文以鄭州市軌道交通7號(hào)線一期東趙站為例，針對(duì)深基坑高水位降水井封堵技術(shù)進(jìn)行了研究，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)坑內(nèi)降水井封堵進(jìn)行分析，從具體施工技巧、操作性等方面對(duì)其進(jìn)行分析總結(jié)，確保了工程的安全性。關(guān)鍵詞：降水井封堵；防水鋼套管；后封堵；球閥；0引言近年來隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展，地下結(jié)構(gòu)的深度也不斷向下延伸?；娱_挖深度越來越大，施工中地下水的問題也越來越頻繁。地鐵車站逢深基坑高水位時(shí)，多采用坑內(nèi)管井降水的地下水處理方案。主體結(jié)構(gòu)封頂并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可進(jìn)行封堵作業(yè)，降水井封堵是降水工程的最后一道工序，也是最關(guān)鍵的一道工序。1工程概況1.1工程簡(jiǎn)介鄭州市軌道交通7號(hào)線01工區(qū)東趙站，位于文化北路與大河路交叉路口，沿文化北路南北向敷設(shè)，車站大小里程端接盾構(gòu)區(qū)間，南側(cè)為接收端、北側(cè)為始發(fā)端。車站為明挖地下兩層島式車站，主體結(jié)構(gòu)外包長(zhǎng)度為355.00m，標(biāo)準(zhǔn)段寬20.10m，基坑深約16.95m，120.40m處設(shè)隔斷樁。基坑采用明挖法施工，采用地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐的支護(hù)體系，施工期間的地下水位需降至基坑底板以下1.00m。1.2降水情況簡(jiǎn)介東趙站基坑采用坑內(nèi)管井降水的地下水處理方案，止水帷幕采用懸掛式0.70m地下連續(xù)墻，降水采用管井降水。通過計(jì)算基坑內(nèi)共計(jì)布設(shè)53口直徑①273mmX4mm管井，標(biāo)準(zhǔn)段深度為27.00m，端頭井位置深度為29.00m，管井間距按照縱向14.00m布置，橫向距離地連墻內(nèi)側(cè)邊3.00m。（端頭井位置基坑外增加5口（南側(cè)3口，北側(cè)2口）。地下水穩(wěn)定水位埋深8.30m?10.50m，近3?5年最高水位約4.00m，歷史最高水位埋深僅1.00m。地下水水位受周邊環(huán)境影響變化較大，施工過程中必須加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。2封井方法地鐵車站降水井封堵一般在主體結(jié)構(gòu)封頂后進(jìn)行，本車站亦不例外。根據(jù)降水井的平面位置、地下水的特點(diǎn)確定封井的順序，一般先封堵上游水位的井，后封堵下游水位的井。本項(xiàng)目主要分二種工況，一是坑內(nèi)降水井封堵，包括坑內(nèi)降水井封堵與坑內(nèi)降水井后封堵（最后封堵），二是坑外觀測(cè)井封堵。2.1封井前的準(zhǔn)備工作進(jìn)行降水井井點(diǎn)布置時(shí)，盡可能避開基礎(chǔ)梁、電梯井（集水坑）的邊坡處等位置，避免后期封井時(shí)缺乏工作面或操作困難。根據(jù)選定的方法加工制作套管。封井的材料和所有機(jī)具要及時(shí)到位。封井的材料主要有砂、石、水泥、水不漏（速凝型）、水玻璃、沙袋、鋼捫板、鋼轉(zhuǎn)換頭等，機(jī)具包括電焊機(jī)、鐵鍬、自吸真空泵、球閥、水泵、注漿機(jī)等。2.2坑內(nèi)降水井封堵（1）加工防水鋼套管：鋼套管采用①300mmX8mm的熱軋無縫鋼管制作，套管高度1.00m；在鋼套管的外側(cè)（垂直方向位置為底板的中部）焊止水鋼環(huán)，根據(jù)鋼套管外徑，選用不小于6mm厚的鋼板加工止水環(huán)，止水環(huán)外徑不小于0.50m；在鋼套管的頂部焊接法蘭片，便于后期安裝鋼捫板。固定防水鋼套管：在底部混凝土墊層澆筑前，將鋼套管固定在降水井中心上方的降水井口上，降水泵穿過鋼套管放入降水井進(jìn)行降水。鋼套管處防水層施工：施工底板防水層時(shí)，防水層上翻至防水鋼套管外側(cè)止水環(huán)底部，采用密封膠泥進(jìn)行防水收口處理。底板結(jié)構(gòu)施工：底板鋼筋綁扎時(shí)，應(yīng)按圖紙和設(shè)計(jì)要求對(duì)防水套管周圍進(jìn)行施工。（2）降水井第一次回填封堵：①封井前在待封降水井周邊用沙袋設(shè)置小圍堰，用水泥將沙袋之間的縫隙進(jìn)行封堵；②加強(qiáng)相鄰降水井的降水工作，減少基坑內(nèi)降水井封堵時(shí)的水壓，便于降水井封堵；③停止待封堵降水井抽水并將水泵取出，設(shè)置若干自吸泵，將自吸泵水管伸入降水井井管底部并投入運(yùn)轉(zhuǎn)（確保水位下降稍有余量）；④待降水井水位下降至井管底部，將降水井井管使用電鎬、電焊進(jìn)行割除，取出井管殘片；⑤采級(jí)配砂石料進(jìn)行管井底部回填（或土工布）密實(shí)，然后倒入一層水不漏干粉，井管與防水鋼套管之間的縫隙采用水不漏干粉填塞密實(shí)；⑥采用砂、石、水泥進(jìn)行干拌均勻，摻入適量水玻璃進(jìn)行翻拌均勻，將拌和物用鐵鍬鏟入降水井井管中并搗實(shí)，然后撒入一層水不漏干粉；⑦重復(fù)步驟⑥，直至止水環(huán)頂部，撒完最后一層水不漏干粉后，澆適量水將水不漏調(diào)成膏狀將表面抹平，靜待頂面冒“青煙”。（注意保持相鄰降水井保持正常降水、自吸泵24小時(shí)以后正常運(yùn)轉(zhuǎn)，待封堵降水井水位不變化）（詳見圖1）圖1降水井第一次回填封堵（3）降水井第二次回填封堵（第一次回填封堵完成24小時(shí)后）：①停止第一個(gè)自吸泵運(yùn)轉(zhuǎn)，割除自吸泵水管，留30cm長(zhǎng)（此時(shí)泡水已不影響封井效果）；②自吸泵水管采用鋼筋捅入土工布塞緊無明顯出水，倒入水不漏干粉，如此反復(fù)，直至水不漏填塞至防水鋼套管頂部平齊；③割除高出鋼套管頂部自吸泵水管；④重復(fù)①?③，直至所有自吸泵管均處理完畢。（4）清理鋼套管，安裝鋼捫板，將防水鋼套管處截?cái)嗖糠值装逯鹘钸M(jìn)行補(bǔ)充焊接牢固（見圖2）。鋼捫板上部澆筑底板同標(biāo)號(hào)微膨脹抗?jié)B砼，將混凝土振壓密實(shí)?；炷琉B(yǎng)護(hù)：混凝土表面覆蓋塑料薄膜，對(duì)該處混凝土養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。圖2降水井套管法蘭封堵2.3坑內(nèi)降水井后封堵（最后封堵）由于東趙站常年地下水位高，封井降水量大，采用水泵抽水+球閥+注雙液漿的方法進(jìn)行封堵。圖3坑內(nèi)降水井后封堵鋼套管、球閥、水泵安裝圖（1） 加工防水鋼套管、固定防水鋼套管、鋼套管處防水層、結(jié)構(gòu)施工與“坑內(nèi)降水井封堵”一致。（2） 確定后封堵的降水井后，需提前將水泵更換為功率稍大的5.5KW水泵，水泵位于降水井內(nèi)，泵管通過防水鋼套管、法蘭轉(zhuǎn)換頭、球閥（本車站封井采用Q41F-16C型球閥（QT450—10，PN16，DN125））穿出，此項(xiàng)工作須在旁邊降水井封堵之前完成。（3） 待其他所有降水井封堵完成，將水泵功率開到最大，水泵出水管提起20cm。以最快速度斷電、割斷泵管、水泵電纜，講究一氣呵成，水泵掉入降水井中一瞬間及時(shí)關(guān)閉球閥。將底板降水井預(yù)留槽的水清理干凈，靜置一段時(shí)間檢查有無滲漏情況。（4）在球閥上方法蘭位置接上注漿管法蘭轉(zhuǎn)換頭，接上注漿設(shè)備，準(zhǔn)備進(jìn)行注漿，注漿漿液采用水泥+水玻璃雙液漿。待注漿壓力接近降水井壓力時(shí)，打開球閥閥門，同時(shí)加大注漿壓力，注漿至降水井內(nèi)，直至注滿漿為止。確定注漿無誤后，關(guān)閉球閥閥門，拆除注漿設(shè)備。（5） 待注漿凝固，降水井不返水封堵完成后，松開防水鋼套管與球閥連接法蘭的螺栓，拆除球閥、連接法蘭，清理鋼套管，安裝鋼捫板。（6） 清理鋼套管，安裝鋼捫板，將防水鋼套管處截?cái)嗖糠值装逯鹘钸M(jìn)行補(bǔ)充焊接牢固。鋼捫板上部澆筑底板同標(biāo)號(hào)微膨脹抗?jié)B砼，將混凝土振壓密實(shí)?；炷琉B(yǎng)護(hù)：混凝土表面覆蓋塑料薄膜，對(duì)該處混凝土養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。2.3坑外觀測(cè)井封堵針對(duì)坑外的觀測(cè)井，采用混凝土直接進(jìn)行封堵。封井前預(yù)拌足量的C20混凝土。先向井內(nèi)投放兩包水泥，以控制灌入混凝土?xí)r的離析現(xiàn)象。灌入混凝土至濾管頂以上3?5m。等待混凝土初凝，并觀察井內(nèi)滲水情況，必要時(shí)再次下泵抽出余水。二次澆筑C20混凝土至地面下10cm，搗實(shí)混凝土。割除井管至地面，采用水泥砂漿抹平井口，至此封井完畢。3施工要點(diǎn)及安全注意事項(xiàng)3.1施工要點(diǎn)（1） 防水鋼套管在底部墊層混凝土澆筑前完成固定，底板施工過程中不得碰撞和晃動(dòng)，鋼套管與降水井管上口之間縫隙用水不漏填塞。底板鋼筋綁扎時(shí)，受力鋼筋應(yīng)盡量沿套筒側(cè)面繞過，當(dāng)必須截?cái)鄷r(shí)，應(yīng)按規(guī)范（或設(shè)計(jì)）要求在套管四周設(shè)加強(qiáng)鋼筋。（2） 降水井封堵前，應(yīng)測(cè)量水位、井深、涌水量等，核實(shí)水位是否低于設(shè)計(jì)抗浮水位，結(jié)合實(shí)際情況確定封堵順序、封堵方法。根據(jù)井深計(jì)算每口井所需材料用量，包括砂、石、水泥、水不漏（速凝型）、水玻璃、沙袋、鋼捫板、鋼轉(zhuǎn)換頭、焊條、法蘭片、連接螺栓等，提前運(yùn)送至工作面附近，材料必須準(zhǔn)備充足。提前備好封井所需機(jī)具、設(shè)備，接好電源，做好調(diào)試工作。（3） 封井前要進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，保證培訓(xùn)到位，設(shè)專人負(fù)責(zé)降水井封堵工作，并做好施工記錄。在封井過程中，要加強(qiáng)相鄰降水井的降水工作，整個(gè)過程要迅速、快捷?；靥罱邓ＡЩ炷粒毶倭慷啻芜M(jìn)行，快速翻拌均勻然后填入降水井并振搗密實(shí)（量大或動(dòng)作慢會(huì)導(dǎo)致拌和物凝固）。操作工人前后工序要連接好，前面的工序一完成，后面的工序立即開始。（4） 鋼結(jié)構(gòu)（鋼套筒、法蘭片、轉(zhuǎn)換頭等）各構(gòu)件的焊縫必須滿焊，焊縫高度不小于母材厚度。電焊工應(yīng)持證上崗，不得有虛焊、漏焊等質(zhì)量缺陷。法蘭螺栓連接時(shí)，注意橡膠片平整、法蘭清理干凈，先對(duì)稱擰緊直徑方向倆螺栓，再依次擰緊其他螺栓。（5） 封井前對(duì)結(jié)構(gòu)做一次沉降觀測(cè)、封井后第二天及時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)做一次沉降觀測(cè)，待地下水位上升至自然水位時(shí)再觀測(cè)一次；并將封井前后的觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較、分析，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)解決處理。3.2安全注意事項(xiàng)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備好安全防護(hù)用具，帶電作業(yè)必須穿戴好絕緣防護(hù)用品，操作工人應(yīng)穿戴絕緣的雨靴和手套。施工機(jī)具應(yīng)放置在高處，防止遇水引起觸電事故，用電線路提前檢查，不得有破損和漏電部位。降水井周圍清理干凈，不得有影響施工的障礙物，夜間施工確保足夠照明。4結(jié)語本文以鄭州市軌道交通7號(hào)線一期東趙站降水井封堵為例，結(jié)合深基坑高水位的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，對(duì)坑內(nèi)、外降水井提出了有針對(duì)性、切實(shí)有效的措施，封堵后無滲漏情況發(fā)生。實(shí)踐表明，本文提出的封井方法，所用材料常規(guī)、水泵數(shù)量少，封井質(zhì)量高，成本節(jié)約，減少了降水井封堵安全風(fēng)險(xiǎn)