浅谈地铁车辆段出入段线深基坑降水安全控制要点

缪焕山

（北京铁城建设监理有限责任公司，北京 100855）

1 工程概况

某地铁车辆段出入段线主体结构总长为362.774 m，标准段宽度为16.5 m，最大宽度为20.79 m，主体结构覆土一般段约为3 m，主体结构采用明挖顺筑法施工。标准段结构为双跨矩形断面，标准段结构宽度约为16.5~20.8 m。区间设置有1 个盾构接收井、3 组射流风机、1 处雨水泵房（与车辆段预留线共用），区间为地下一层现浇钢筋混凝土框架结构（局部二层），基坑开挖深度约为8.7~17.2 m，施工方法为明挖法。主体基坑分为第一期、第二期先后施工，第一期施工盾构接收井至某大道中心分隔墙处，第二期施工某大道中心分隔墙处至预留段。出入段线区间底板位于粉土与粉质黏土互层、淤泥质粉质黏土夹粉土，基坑依次穿越地层为杂填土层、素填土层、黏质粉土层、黏质粉土层、砂质粉土层、粉土与粉质黏土互层、淤泥质粉质黏土夹粉土层，在基坑开挖过程中，极易出现涌水涌沙及纵向边坡坍塌。根据地勘报告，本场地可不考虑软土震陷影响，黏质粉土层、砂质粉土层、粉土与粉质黏土互层在设防烈度7 度条件下可产生轻微程度的液化。

2 施工总体计划

根据设计验算，结合现场施工条件进行设计，坑内33 口疏干井，坑外67 口控制性降水井，共100 口降水井，基坑开挖前20 d 应采用坑内井点对坑底进行降水、疏干，以加固坑内土体，基坑降水深度应控制在坑底以下2 m，同时在基坑外控制性降水井兼做水位监测井。坑外降水井在抢险情况或其他必要条件下启用，对基坑内的降水可能对墙体外部的损毁进行必要的监测，消除基坑外由于降水引起的下沉和塌陷对路面或者周边构（建） 筑物造成影响和损害。

2.1 施工技术准备

1） 熟悉和审核施工图纸。开工前，参加业主组织的图纸会审和设计交底会议；依据施工图，编制可实施性的施工组织设计及专项施工方案，报监理工程师初审，经专家论证，将修改后的《出入段线深基坑降水方案》报监理部门进行审批，审批通过后进行方案实施。

2） 根据设计单位所提供的相关测量数据和点位信息，进行测量资料的复合和核测，并将复测结果报告提交给监理工程师进行审核批准。

3） 在进行组织施工前，应当对施工场地和周围区域进行充分的实地踏勘，及时和详细掌握场地和周围区域内的低下管线、电缆或构筑物详细情况，对需拆迁的建筑物、构筑物、危险建筑进行改移或保护，为顺利开工做好准备。

3 降水井施工

3.1 降水井设计

根据设计要求，本工程坑内采用φ700 mm 疏干降水井，延基坑边线内侧6 m，梅花型布设平均间距14 m，共33 口；坑外控制性降水井采用φ700 mm，延基坑边线外侧2.5 m，平均间距12 m，共计布设67 口。

3.2 水泵选择

根据基坑涌水量、单井出水量的计算结果及设计要求，选用25LG3-10x5 型潜水泵，并预留10 台水泵备用；水泵流量3 m3/h，扬程50 m，电机功率1.5 kW，日抽水量为24×3 m3/d＝72 m3/d；每口井一台水泵，配备一个控制井内水位的自动开关，并在井口安装阀门以便调节流量的大小。

3.3 应急用电计算

施工现场备有两路工业用电，保证任何一路电源停电1~10min 内能自动切换到另一路电源，确保在基坑开挖过程中降水连续进行。另外配置一台P0=200 kW应急发电机，满足现场应急降水用电要求。

3.4 降水控制措施

降水井在基坑开挖前20 d 开始运行，并在基坑内外及地下地上设一定数量具有代表性的监控点，监测降水期间，对周围环境和基坑的影响，指导基坑开挖施工和降水。基坑分段分层开挖，保持基坑内降水井中的水位处于开挖底面标高1 m 以下，降水方向同基坑开挖的方向；根据基坑开挖情况，控制降水速度；每天对降水设备进行巡查，对每口井的流量、水位测量一次，及时反馈数据，实行动态管理；降水管井含砂量体积比控制在1∶100 000 以下。

3.5 基坑内抽排水和基坑外的截水和排水

基坑采用地下连续墙加裙边抽条加固的围护结构，由于出入段线范围内特殊的水文地质，开挖期间仍存在一定的地下水和地表降水，在基坑内设置汇水沟，将水流导入集水井，再将水抽排到基坑周边的地面排水系统，经沉淀后排入雨水管。围挡四周设置C25 混凝土400 mm×200 mm（宽×深） 的地表水沟，用于基坑及地面排水。基坑到围挡边硬化成2%的纵坡，出入段线基坑南端设配套沉淀池，施工排水经过沉淀池，进入市政雨水管道。

3.6 降水井保护与运行

井管口设置醒目标志，做好标识和保护工作；随着基坑开挖深度的不断加深，井管沿纵向与每道支撑要可以及时焊接钢筋加固；严禁挖掘机等机械设备碰撞降水井，保证降水系统的完好性。成立降排水作业班，专门负责降排水管路及设备的维修保养工作，并根据水位监测情况，随时调整降水深度，确保降水效果；每天24 h 派人现场值班，做好抽水水位等记录。当降水深度不能满足施工要求时，调整泵深或更换大功率设备，在征得设计、监理同意后，也可增补降水井点；降水结束水泵拆除后，及时将降水井注浆封闭。

4 施工监测

4.1 监测组织及监测指标

成立专业监测小组，监测技术人员具有结构受力计算和监测分析能力，能够对监测组织的方案设计、监测组织实施、监测仪器操作、数据收集和处理，并将所监测数据通过相应的计算软件迅速的提供精准的反馈信息，以便对现场施工进行指导，并且具备发现问题能够快速做出反应和采取措施。为了保证施工期间施工场地及周边区域内地表构（建） 筑物的稳定，结合施工设计、施工场地及周边区域调查结果等资料，确定监测项目和监测仪器，明挖基坑施工监测预警值控制指标，见表1。

表1 明挖基坑施工监测预警值控制标准

4.2 降水井监测与控制

1） 降水动态监测与控制。根据在某市的施工经验，降水施工过程中，对地表造成的沉降或位移很小，在降水施工中派专人重点对周边地面进行监测，根据监测的情况，采取不同的监控措施，见表2。每周至少监测一次，并加以比较，如发现有异常情况，及时采取紧急措施。为了监控其降水过程中地下水位的变化情况，对每个井点的流量及设备运转情况等进行监测并详细记录，根据水位、水量变化情况及施工情况及时采取调整措施。

表2 降水动态监测控制表

2） 地表沉降监测与控制。车辆段地表沉降监测网的布设以已有高程系统为基准，以设计提供的基准点和工作基点为基础构建控制网，并且与根据方案设计要求，在施工场地和周边可能影响区域内的地表位置布置的监测点位共同布设成闭合、附和导线测量监测路线。并按照相应的埋设方式对监测点位进行设桩和埋设，点位埋设深度要求必须超过路面的结构层；为了在监测过程或者监测间断内消除对行人和车辆正常运行的影响，点位埋设应平整。同时，点位埋设应当稳固，标记清晰，上部加装钢制保护盖（直径不小于110 mm）。

3） 管线沉降监测与控制。为了提高监测效率，地下管线的沉降监测可以选择与地表沉降监测共同使用同一个监测网，为了提高监测精准度，应当根据地下管线与施工场地及周边区域的相对关系进行沉降监测点的布置和埋设（见图1、图2），同时埋设点位应当核查清楚所布置监测点位置管线的属性和特征，保证对监测点的布置能够真实准确反应相应管线的沉降情况。

图1 有检查井管线测点埋设图

图2 无检查井管线间接测点埋设图

除此之外，周边管线变形量测主要采用精密水准仪，悬吊保护管线变形主要采取全站仪，利用监测周期间高程数据差值对管线变形量进行有效监测。建筑物的沉降监测，应当将监测点位设置在能够有效反应建筑物沉降信息且容易实施仪器监测工作的位置，测点布置拟在2H（H 为基坑开挖深度）施工影响范围内对重要建筑物布点，根据周期性的监测数据绘制相应的变形监测曲线图，结合施工情况对相应数据进行分析。

4.3 监测资料的处理与信息反馈

1） 施工监测单位经过现场量测取得监测数据后，编制施工监测报表，于13∶00 前，将当日监测数据上报第三方监测单位，上传至监控管理信息平台，确保数据的真实、准确、及时、连续性。

2） 施工监测单位每日14∶00 前，将施工监测日报及信息会审表报送施工单位负责监测相关负责人，签署审核意见及采取防范措施后，由施工单位报送至监理单位专业监理工程师、总监理工程师审核，签署意见。施工单位负责防范措施落实，并将会审表存档。

3） 针对在施工过程中，出现不同的施工区域和地点发生连续红色预警的现象，应当立即停止施工，及时对发生预警的原因进行分析。对于施工过程中突发险情，必须按照应急要求根据险情危害程度和级别启动相应的应急预案；报警时，由项目负责人第一时间将报警情况上报工点业主代表、驻地监理及第三方监测单位。同时，整理监测数据信息，12 h 内将书面文件送抵相关单位。总监组织施工单位项目负责人、技术负责人与业主代表、设计、监理等相关人员，召开突发险情预警的分析探讨相关会议，对引起预警的原因、相应的预警处理和后续施工控制和监测施工等进行探讨研究。

4） 除此之外，对预警后措施的采取和相应施工控制等进行监测，如果多日监测数据呈现收敛态势，表明预警得到了有效的控制，可以申请解除预警；按照流程，该申请由申请单位根据监测结果提出，经设计、监测、建设单位业主代表审核后，上传至远程监控平台并报地铁集团相关部门备案后方可消警。

5 结束语

总之，深基坑开挖施工是一个循序渐进的过程，一边基坑降水，一边开挖，结合监测发现问题，及时消除安全隐患，通过对深基坑降水的有效管控，最终顺利实现深基坑开挖安全。