隧洞深井开挖的施工技术研究

隧洞深井开挖的施工技术研究

本文结合某灌区引水工程隧洞工程项目实例，针对大基坑开挖过程中有关深井降水系统的设计问题以及施工技术实施要点进行分析与探讨，望能够在客观条件限制下确保基坑作业的顺利完成。

标签：大基坑；深井降水；施工技术

隧洞开挖是工程建设领域非常重要的一项内容。在隧洞开挖施工的过程中，进口段基坑一直是施工作业的重点与难点所在。由于这一区域地形条件相对复杂，且开挖作业面积大，因此如何确保基坑开挖的质量与性能，已成为施工人员高度重视的一项课题。结合既往经验来看，在大基坑开挖施工过程中，必须正确处理降水问题，以免基坑作业面出现管涌、流沙以及坍塌等一系列问题，确保基坑作业的顺利进行。以下即结合某隧洞工程项目实例，就大基坑开挖过程中深井降水系统关键施工技术进行研究与分析。

1、工程概况

某灌区引水工程隧洞工程項目进口段施工起点河8+600地面高程13.0m，河底开挖高程为﹣8.8m。现场开挖基坑为大深基坑，呈矩形布置，南北走向长度实测为87.05m，东西走向长度实测为73.58m，进口段形成深度为21.8m的深基坑，采取顺作法施工方式。根据施工现场地质勘查资料可见，深基坑开挖区域土体相对透水，地下水位较高，因此在深基坑开挖期间必须配合做好降排水工作。

2、深井降水系统设计

对于本工程项目而言，大基坑开挖施工期间构建深井降水系统的主要目的在于：第一，提高大基坑开挖边坡结构稳定性，预防基坑开挖与后续施工中出现滑坡等质量问题；第二，对基坑内地下水进行及时疏干，为挖掘机以及工作人员在基坑内的作业创造有利条件；第三，提高大基坑坑底土体结构稳定性，增强强度，以合理控制围护结构变形量，预防过量沉降对基坑稳定性产生的不良影响。

由于本工程项目基坑开挖面积大且深度深，工程施工期间基坑开挖周期长，加之所处区域地质条件比较复杂，因此给基坑开挖带来了一定的风险。为克服大基坑深井降水施工中存在的一系列问题，在设计方案中采取如下措施加以应对：第一，为满足不同土层对降水的要求，采取差异化的降水方法进行处理，结合大基坑开挖现场的土层渗透性差异，于现场合理布置疏干井滤水管，以实现对浅层土层水位的合理控制；第二，针对大基坑承压水问题，通过布置降压井以及观测备用井的方式加以控制，以保证基坑安全；第三，利用大基坑外观测井以及基坑内部未抽水井作为临时观测井，重视对基坑开挖现场水位变化的观测，并视观测结果进行回灌或抽水处理。

深井降水施工现场降水井井管选用钢筋混凝土预制管，预制管直径为

360.0mm，井径为600.0mm。砂砾层选用管径为360.0mm滤水管，外包80目不锈钢滤网。沉淀管选用360.0mm管径预制管，以2.0mm～4.0mm石英砂为滤料。

3、深井降水系统施工技术

第一步，施工准备。基坑深井降水系统施工前，施工现场三通一平等相关准备工作完工后，面向施工单位提供地下区域平面布置方案示意图，清除既有障碍物，为现场施工创造有利条件。同时，对井位与钻机安装偏差进行严格控制，不得超过20.0cm，核对井中心、磨盘中心以及天轮中心的一致性，并将钻机妥善安装固定于施工现场，预防倾斜位移等问题。

第二步，钻机钻孔。现场确定机台安装稳定后将大钩与孔中心对准，使孔中心、转盘中心与打钩中心成一线，根据地层情况在现场施工中选用相应钻头。针对本工程而言，大基坑内疏干微承压井孔径以及降压井孔径均按照650.0mm标准控制，若遭遇障碍物无法继续钻井，需视情况对井位进行调整并重新钻进。

第三步，井管安装。采用托盘法下管，工作人员提前将第一节井管与井底盘连接，用尼龙网妥善包装后经铁丝逐步下方，逐节将井管下放至基坑底部。管道进场后需要由专人负责检查过滤器缝隙是否与设计要求相符合。在下管前，还需对孔深是否符合设计要求进行测量，检查无误后方可进行井管下放作业。下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5.0cm的扶正器（找中器），以保证滤水管能居中，下到设计深度后，井口固定居中。

第四步，砾料回填。填料前需要对井管进行妥善固定，然后自四周同步填砾。工作人员需要提前将钻杆下入井管内，距离孔底保持0.3m～0.5m高度，上方应妥善密封，从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步调浆使孔内的泥浆从滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆，本工程中需将泥浆浓度控制在1.05左右。

第五步，洗井。洗井需要在回填作业结束后立即开展，将井内沉淀物控制在30.0cmn范围内，以井管内排出水完全变清且出水量正常为标准。

第六步，排水管网铺设。排水管网采用钢管、硬塑料管做为排水主管路，排水管直径150mm，必要时可采用多向排水。排水管线布置在降水井外侧，按照5.0m～8.0m的间隔标准砖砌托台，排水管居中放置。井口设置保护砌衬并加盖。排水管网向水流方向的倾斜度以 1.0‰为控制标准。

第七步，抽降联网。抽降后需要连续抽水，尽可能避免中断。开始抽水时由于水量较大，可通过间隔逐一启动水泵的方式弥补排水管网在排水能力上的局限性。并通过抽水试验评估单井出水量、出砂量以及含水层渗透系数，根据试验结果适当上提水泵或通过重新洗井、停泵补井的方式确保基坑深井降水效果。

4、结束语

在基坑开挖施工过程中，对深井降水系统施工质量的控制备受工作人员的关

注与重视。本文结合某隧洞工程项目实例，针对大基坑开挖过程中有关深井降水系统的设计问题以及施工技术实施要点进行分析与探讨，望能够在客观条件限制下确保基坑作业的顺利完成。

参考文献：

[1] 董哲.深基坑深井降水的施工实践[J].房地产导刊，2013，（10）：156-156，346.

[2] 陈松华.浅谈船闸基坑深井降水施工技术[J].建筑工程技术与设计，2015，（21）：50-50.