卵石地层PBA法施工地铁车站地下水处理方法

　　摘要：介绍北京地铁8号线木揖固桥北站地下水处理施工方法及采取的措施，成功地解决了卵石地层PBA法施工地铁车站地下水处理难题，所采用洞�扰潘�位土、注浆加固为辅的地下水处理措施，克服了富水卵石地层施工技术难题。 　　关键词：卵石地层PBA法地下水处理技术 　　1工程概况及工程水文地质情况 　　北京地铁8号线木樨园桥北站，车站总长199m，采用八导洞PBA暗挖法施王。车站底板及第五次横通道均坐落于卵石⑤层，站址处地层由上至下分别为：杂填土①层、粉土填土①2层、粉质粘土③层、粉土③2层、粉细砂③3层、粉质粘土④层、粉细砂⑤3层、卵石⑤层。卵石⑤层渗透系数为200m/d，地下水位标高为17.5m左右，横通道底标高16.0m，小导洞底标高16.5m，横通道及下层小导洞底板全部位于地下水位以下，由于受场地限制，无地面降水条件，施工中采取了以洞内排水位主、注浆加固为辅的地下水处理方案。 　　2总体施工安排 　　2.1施工方案 　　经过对地面降水方案、全注浆止水方案、洞内排水为主+注浆加固为辅方案的综合对比.决定选用洞内排水辅助注浆加固方案进行第五层横通道的施工。洞内排水辅助部分注浆加固方案的抽水量较小，排水时间短，排水路由相对容易解决；横通道及小导洞处马头门注浆，可以对土体进行预加固，保证开挖面稳定，防止流沙，同时对控制管线沉降有利，对施工进度影响小。 　　2.2第五层横通道施工 　　由于地下水位较高（通道底面以上1.2米），考虑到开挖土体（卵石层含砂）渗透系数大，为降低士体的渗透性，减少排水量；同时为保证开挖安全，减少沉降（横通道上方管线多），采取从第四层横通道，对第五层横通道进行超前深孔注浆的措施。马头门施工，利用竖井内的集水井抽水形成降水漏斗，使第五层横通道马头门处水位降至底板下，然后进行马头门破除施工。第五层横通道进洞15-20米后开始施工集水井，集水井内设置潜水泵排水，随开挖进尺每间隔10-15m米设置一处集水井，保证掌子面能够步步推进至封端；施工过程中应根据实际出水员大小灵活调整集水井间距及集水井距离横通道的距离。见图1注浆及排水系统图。 　　2.3下层小导洞施工 　　为保证马头门段施工安全、控制沉降，开马头门前，对下层小导洞马头门处施做一循环10米长深孔注浆加固。边导洞进尺15米后，开始在小导洞内施做集水井，每间隔10-15米设一处，步步推进小导洞开挖至贯通；施工过程中应根据实际出水量大小灵活调整集水井间距及集水井距离小导洞的距离。中导洞水位较低，通过�M通道及边导洞集水井抽排降低地下水位进行施工，开挖过程中如出现有水的情况可设置集水井抽排；小导洞贯通后，随条基施工逐步封井，底纵梁、横通道底回填施工完成后，洞内排水可以基本停止。 　　3主要施工方法 　　3.1深孔注浆施工 　　（1）注浆范围及孔位布置。从第四层横通道对第五层横通道进行半断面注浆，注浆�悸硗访�2m范围为实测水位线以上0.52-0.54m左右，进洞以后为开挖面以上0.5m；侧墙外均为1，5m，开挖轮廓线下1m，开挖轮廓线内0.5m. 　　（2）注浆参数确定。对深扎注浆的初压为0.3～0.75MPa，终压为0.5～1.0MPa，在终压状态下当每分钟进浆量小于3L或注浆压力在终压状态逐步升高可停止注浆。由于注浆是从第四层横通道向第五层横通道注，第五层横通道位于卵石⑤层，卵石中含有地下水，局部位置注浆压力变化小时，现场根据注浆量来控制注浆结束时间。通过现场试验，浆液配比如下表所示，地层注浆加固后单轴无�雀�抗压强度不小于0，7Mpa，渗透系数不小于1×10-5cm/s。 　　3.2集水井设计 　　（1）第五层横通道进洞15-20米后开始施工集水井，集水井内设置潜水泵排水，随开挖进尺每间隔10-15m米设置一处集水井；下层小导洞施工边导洞进尺15米后，开始在小导洞内施做集水井，每间隔10-15米设一处. 　　（3）井身构造 　　井深2m，护筒采用直径1m钢护筒，井管采用Φ400无砂水泥管，管外包一层120目尼龙网，砾料：含水层段砾料应具有一定的磨圆度，砾料含泥员（含石粉）≤3%，粒径采用2-4mm。 　　（4）排水系统设计 　　水泵：采用20m3/h潜水泵作为集水井内抽水泵，抽水设备每井一套，另外预留4套备用。抽水泵配备减压启动箱和水位调节自动开关。当抽水泵由于某种原因发生缺相、过载、欠压、堵转时，减压启动箱能及时切断电源，有效避免电动机的销毁，可有效确保和延长水泵的使用寿命。水位调节自动开关能根据井内水位变化及时开启或闭合水泵电路，保证降水效果。 　　排水管线：采用直径50mmPPR管，由于第五层横通道为主要的运输通道，排水管沿第四层横通道底部布置到横通道口，沿竖井井壁排至地面排水沟，由于地下水量较大及竖井距离井口高，不具备设置主排水管的条件，所以每个集水井单独设置一根排水管。 　　沉淀池：在排水管线转角连接处、排水管网进入市政管线接口处设置容积不小于4m3沉淀池。 　　（5）集水井管井结构 　　井口设置钢板进行覆盖，以防止地表污水、杂物混入井内。成井护壁人工挖井过程中采用壁厚10mm的直径1000mm的钢管作为护壁。井壁管均采用无砂混凝土管，扑壁管的内径为Φ400mm。无砂混凝土管管壁透水性良好，沿井深通长埋设，可用作过滤器。沉淀管长度为0.2m，采用回填砾石封死。下部井管外侧用洁净石英砂填充作为过滤层。井滤料从井口四周均匀回填，防止将井管挤偏。 　　（6）集水井开挖 　　横通道及小导洞内集水井均为10-15m布置一个，井深2m，钢护筒直径1m，井径0.4m，随开挖随施工集水井。集水井统一布置在靠近侧壁一侧，保证通道内运输车辆正常通行，破除仰拱格栅时只破除钢护筒直径（1m）范围内的格栅，井口破除格栅采用6根（上下共两层，每层3根）直径25的钢筋进行加固。格栅加固完成后，先人工开挖集水井约0.5m时，埋深护筒，护筒共分两节，每节长1m，两节之间采用焊接连接，人工掏除护筒内�I土，使护筒下沉至设计标高。 　　（7）封井施工 　　在下层小导洞贯通后施王边导洞条基防水时对集水井进行封堵，封井时井内浇筑C30微膨胀混凝土，挠筑过程应振捣密实，浇筑完成后再施做防水，施做条基结构，横通道内集水井在车站主体结构全部施工完成后进行回填。 　　4地下水处理效果 　　通过竖井内集水箱的抽排及马头门深孔注浆加固，第五层横通道马头门安全破除.注浆效果明显，开挖面无渗流水现象。第五层横通道通过横通道内集水井抽排及探孔注浆加固，通道掌子面及侧壁注浆效果明显，整体开挖面稳定，局部位置有少量渗水，但通道内无明显流水。小导洞内通过设置的集水井抽排，掌子面无明显渗流水，廾挖面稳定。从横通道马头门破除到封端，通道顶部管线累计沉降3ram，变化趋势稳定。 　　5总结 　　采用洞内排水辅助从第四层横通道对第五层横通道进行超前深孔注浆加固，一定程度的降低了土体的渗透性，减少了排水量，同时加固了土体，防止流砂，确保了开挖掌子面的稳定，有效的控制了横通道拱顶管线沉降，降低了地下水抽排费用，同时确保了运输通道的顺畅，满足了文明施工要求，对横通道及小导洞的开挖进度未造成影响，每天进尺均能满足1.5-2.0m。