近年來我國隨著經濟和城市建設的迅速發展，地下工程施工技術也有了飛速發展，但由於深基坑工程具有技術難度高、不可預見的因素多等特點，其安全可靠性不僅影響基坑工程本身，而且往往會影響周邊環境。如設計、施工錯誤和不當，亦會帶來嚴重的後果，因此要求我們不斷總結施工經驗，提高施工技術和管理水平。本文以國道107線鄭州段改建工程gdtj-9標段明挖隧道為例，介紹了在粉土地層中如何進行深基坑降水施工，以期對今後類似地下工程的施工具有一定的參考價值。
一、工程概況
國道107線鄭州段改建工程ak41+635~ak42+035隧道工程位於鄭州市新鄭國際機場高速出口處200公尺，即航空港迎賓大道環島下。隧道總長400公尺，隧道基礎底板最低處埋深約9.5m，幫浦房區域性埋深約13m。
本工程地基土質為黃褐色粉土，地下水屬於空隙潛水型別，地質勘查報告顯示地下水位埋深在4~5.5m處，地下水位要求降至施工作業面以下不低於0.5m。
二、基坑降水方案總體技術思路
根據設計圖紙開口段降水深度最深為9.0m,閉口段降水深度最深為10m；根據隧道施工計畫，首先進行閉口段施工，最後進行開口段施工。降水也將根據施工區段分別進行。
根據專家組對本隧道工程降水方案的評審意見，降水採用坑內管井降水方案，宜採用密布淺降和深降相結合，控制降水對周邊環境的影響。做法是在深基坑的坑內埋置深於基底的井管，使地下水通過設定在井管內的潛水電幫浦將地下水抽出，使地下水位低於基坑坑底不低於50cm。井管管徑採用30cm，井深定為20～25公尺。
井間距詳見井點布置圖。
三、降水設計計算：
5.1基坑湧水量計算:
根據國道107線鄭州段改建工程gdtj-9合同段地質勘查報告，場地地下水屬穩定潛水型別，場地地下水主要接受大氣降水和地表水滲入待補給，基坑周圍沒有地表水存在，故可採用均質含水層潛水完整井基坑湧水量計算公式計算：
q=1.366k (2h-s)s /lg（1+r/r0）
計算簡圖（5-1）如下:
1. 基坑等效半徑r0
r0＝0.29(a+b)
式中：a為基坑長度，分別為100m,60m,80m,80m（含每邊井點到底板外皮距離）；
b為基坑寬度，約為44m（含每邊井點到底板外皮距離）。
即：r0=41.76m，31m，36m，36m綜合考慮r0分別取42m，31m，36m，36m。
2. 影響半徑r：
r=2s
式中：h為含水層厚，統一取30m ；（根據勘察報告）
s為降深，分別取4.6m，5.6m，4.6m；
k為滲透係數，粉土取1.5m/d。（設計提供）
則 r≈114m，135m，121m。
3. 基坑湧水量q
q=將以上引數代入上式得：q≈ 916m3/d，856m3/d，922m3/d，816 m3/d。
4. 管井單井出水量能力q：
參考相關規範並根據經驗資料單井出水量按q=45 m3/d
5. 確定管井數量n:
n=1.1≈21眼、20眼、21眼、18眼
四、井點布置：
閉口段管井沿基坑邊坡兩側坡頂線外一公尺及坑內交錯布置四排，間距12～13公尺，開口段沿基坑開挖線及坑內交錯布置三排。祥見井點平面布置圖及大樣圖
五、施工工藝程式:
井點測量定位→挖井口、安護筒→鑽機就位→鑽孔→回填井底砂墊層→綁竹片、尼龍網→吊放井管→ 回填井管與孔壁間的砂礫過濾層→洗井井管內下設水幫浦、安裝抽水控制電路→試抽水→ 降水井正常工作→降水完畢拔井管→ 封井。
1、成孔可根據土質條件和孔深要求，本工程採用潛水鑽；用泥漿護壁，孔口設定護筒，以防孔口塌方，並在一側設排泥溝、泥漿坑。孔徑應較井管直徑每邊大150~250mm，鑽孔深度當不設沉砂管時，應比抽水期內可能沉積的高度適當加深。成孔後應立即安裝井管，以防塌方。
2、井管沉放前應先清孔，一般用壓縮空氣洗井或用吊筒反覆上下取出泥渣洗井，或用壓縮空氣（壓力為0.8mpa排氣量為12m3/min）與潛水幫浦聯合洗井。
3、本工程深井降水採用無砂混凝土管作井管，可在成孔後，逐節沉入無砂混凝土管，外壁綁長竹片導向，使接頭對正，並且在井管外側纏繞兩層尼龍網。井管安放應力求垂直，並位於井孔中間管頂應比自然地面高500mm左右。井管過濾層應放置在含水層適當的範圍內，進井管下入後，及時在井管與土壁間用鐵鍬分層填充砂礫濾料。
粒徑應大於濾網的孔徑，一般為3~8mm細礫石。填濾料要一次連續完成，從底填到井口1公尺左右，上部採用不含砂石的粘土封口。管周圍填砂濾料後，安設水幫浦前應按規定先清洗濾井，沖除沉渣。
一般採用壓縮空氣洗井，洗井應在下完井管、填好濾料、封口後8小時內進行，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。
4、幫浦在安裝前，應對水幫浦本身和控制系統作一次全面細緻的檢查。如無問題，方可放入井中使用。深井內安設潛水幫浦，可用繩索吊入濾水層部位，上部應與井管口固定。
潛水電動機、電纜及接頭應有可靠絕緣，每台幫浦應配置乙個控制開關。主電源線路沿深井排水管路設定。安裝完畢應進行試抽水，滿足要求後始轉入正常工作。
5、地面排水管為ф50水管，布置在基坑四周，並埋入自然地面下0.3m，經沉澱池沉澱後排至航空港區市政汙水或雨水井內。具體排放口根據現場情況再定。
抽水：用潛水幫浦抽水，水幫浦下至距井底1.50公尺，其下部為沉澱用。
6、水幫浦的安裝與運**水幫浦採用膠皮軟管引至地面排水管道，應根據出水量及降深調整水幫浦的位置。要邊打井、接著洗井、裝幫浦、試抽水、水幫浦一旦啟動即要24小時連續運轉，爭取早日將水位降到設計要求，定時通過水位觀測孔觀測水位，以確定水幫浦的停與用，必要時配備專用發電機。
7、井管使用完畢，用吊車或用三木搭借助鋼絲繩、倒鏈，將井管口套緊徐徐拔出，拔出後所留的孔洞用砂礫填充、搗實。
六、防止沉降措施
1、根據對周圍環境的調研，在隧道開挖邊線周圍建築物主要有位於環島內的禮儀之門雕塑、位於隧道西側的好想你商店及加油站。 「禮儀之門」門寬門高30m，27.5m,主要結構為鋼管柱，平面及立面梁形式為鋼框架結構，主結構外面設有三角支架和懸挑支架，牆面圍護結構為銅板。
基礎尺寸為12.705×8.255×2.
0，自下而上依次為10cm厚c15混凝土墊層、40cm厚鋼筋混凝土底板、160cm厚毛石混凝土，基礎埋深為-3.5m，基礎主體總重約1300噸，距開挖邊線約28公尺。「好想你」商店為二層小樓，外牆最近處距開挖邊線約21公尺。
加油站在隧道開挖線內，需拆除。本工程防沉降重點是禮儀之門雕塑。
2、防沉降措施
1）控制抽水含沙量，在深井濾水管及潛水幫浦外包密目濾水網，控制抽水含沙量不超過萬分之一。同時應重視埋設井管時的成孔和回填砂濾料的質量。必要時在基坑外採用回灌水措施。
2）降水控制採用密布淺降，儘量減少對深層地下水的擾動。
3）對禮儀之門的基礎採用雙液注漿予以加固。
4）加強監測措施，基礎施工期間，特別是降水期間，應對附近建築物和馬路進行沉降和位移觀測。如發現有異常情況，即應與設計和建設單位協商解決的方案。監測工作由業主委託具有資質的監測單位進行。
3、降水保證措施：二十四小時派人輪流值班，圍護降水正常進行，並且專案部安排專職人員監督降水作業，其次每天派人記錄降水井水位變化情況，對比分析後制定相應措施，保證降水工作的順利進行。
七、各項資源需要量計畫
該計畫僅供參考，可根據具體情況進行調整。
1、勞動力需要量計畫：
2、施工機械需要量計畫：
降水井機械裝置一覽表(總體需用)
八、總結
本專案區內地基土層在第四系全新統地層，淺部土層中的地下水屬孔隙潛水型別，其水位動態變化主要受控於大氣降水、人工灌溉和地面蒸發。在這種地質條件下採用管井降水與明排相結合的方法進行降水工作可以滿足施工要求。重點在於湧水量的計算和降水井位置、數量的確定，加強監測保證邊坡穩定和防止因降水引起臨近建築物沉降。
附圖：1、管井布置大樣圖
2、管井橫斷面圖
閉口段管井布置圖
開口段管井布置圖
參考文獻 ：
1、國道107線鄭州段改建工程gdtj-9合同段施工圖（第二冊）
2、gdtj-9合同段地質勘查報告
3、《建築基坑支護技術規程》等國家現行規範標準。
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