摘  要：苏州市区东部地质多属于以陆相为主的海陆交互相沉积物，轨道交通1号线车站基坑大多处在粉土粉砂中，如何在这种地质情况下处理钻孔灌注桩桩间涌水涌砂，就成了施工中的重要技术环节。以苏州地铁1号线西环路站为例，介绍在特殊地层分布情况下，如何运用水平向井点降水技术解决上述问题。

关键词：地铁；车站；基坑；水平向；井点降水

 

     井点降水分为轻型井点降水和管井降水2种，轻型井点降水是利用在基坑开挖前，在预开挖基坑四周或两侧竖直向下往土体内埋植直径较细的集水管并与地面抽排水装置联通，将预开挖基坑地下水位抽排降低到开挖面以下的办法，使得开挖基坑的土体达到干燥状态，防止出现流砂、坍塌等现象，创造良好的施工条件和环境。因此，一般所说的轻型井点降水多指竖向轻型井点降水，本文简要介绍水平向轻型井点降水技术。

 

      苏州市地铁1号线西环路站位于西环路和干将路交叉处（图1）。西环路站为东西走向，西环路以高架桥的形式南北向跨越车站，桥梁下方净高为6  m。西环路站结构为地下2层岛式车站，车站全长115.3  m，明挖施工，车站围护结构主要采用1  m厚的地下连续墙，与主体形成复合式侧墙结构。

      该地域地层岩土性质主要为：①填土层，层厚1.00～2.70  m；②粘土层，层厚2.00～4.00  m；③粉质粘土层，层厚1.40～3.30  m；④粉砂层，层厚9.80～14.70  m；⑤粉质粘土层，层厚3.40～6.20  m。

     地下水分为：①潜水，场地潜水位埋深约1.70  m左右，相应标高0.80  m左右；②微承压水，含水层由粉土、粉土—粉砂层、粉砂层组成，均为良好的赋水和透水地层。该含水层组埋深6～8  m，最大厚度达17.9  m。车站结构底板位于粉砂中，为对车站施工影响较大的含水层；③承压水，含水层由粉土—粉砂层组成，埋深较大，约35m左右，厚度3～4  m，中密实状。承压水头埋深3.66～3.85  m，承压水头标高-1.01～-1.07  m。

 

      西环路站基坑开挖分2期实施，一期主要采用连续墙围护结构，二期桥下段和与一期基坑交界处均采用钻孔灌注桩加桩间旋喷桩止水。

      一期基坑开挖过程中情况变化较大。第1道～第2道支撑之间共有3个漏水点（图2），基本属于杂填土和粘土，在这种地层开挖时漏水点一般在开挖1  h后出现，且漏水量不大，施工中只需及时将桩间余土挖出，并模注混凝土即可保证不漏水。第2道～第3道支撑之间共有16个漏水点，属于粉土层，围护结构为钻孔灌注桩的侧墙漏水点开始大量增加，施工单位开挖后立即在桩间布设钢筋网片，随后喷射混凝土，也能将漏水控制住。第3道～第4道支撑之间属于粉砂层，进入此地层后，漏水点涌水速度不断加快，甚至到了一边挖一边出水的情况，这时根本来不及布设钢筋网片，喷射的混凝土也无法在涌水的桩表面固结，采用以前喷射混凝土的方法已无法控制漏水。于是施工中改在钻孔灌注桩背后打入花管，注入水泥浆的方法控制漏水，这个方法一开始取得了一定的效果，大部分漏水较严重的位置都控制住了。但当开挖基坑西北角时，有1个漏水点在开挖后几分钟突然涌入大量泥沙，且漏水点由1个点变成1条沿桩间40～50  c m的缝，施工单位用花管注入几十吨水泥浆，毫不见效，后改用双液浆，也不见效，施工单位立即堆土反压，并向花管内注入聚氨酯，方才将漏水控制住。

      为后续基坑开挖顺利进行，施工单位研究决定采用轻型井点降水技术。通常情况下，轻型井点降水技术集水管都是竖直插入土中，抽取地层含水量比较丰富的地下水。根据西环路站基坑施工中出现的具体情况，将集水管竖直插入改为水平插入桩间空隙。这种技术措施不仅抽取基坑外大量涌入的泥沙中的水分，同时，又将泥沙留在了坑外，有效地控制了沉降。基底涌水时即采用传统的竖向集水管降水。图3显示了第3～第4道支撑间开挖时水平轻型井点及竖向轻型井点（红色）降水的情况，通常情况下每个漏水点插1根集水管，5～8根集水管接到1根集水总管上，最后连接到井点泵，1个井点泵组成1套降水设备。图4显示了第4道支撑至基底间开挖时水平轻型井点及竖向轻型井点（红色）降水的情况。由于2种轻型井点降水大量灵活地运用，剩下的工程在短时间内顺利完成，整个开挖共使用了34套轻型井点降水设备。

      传统的轻型井点降水工艺成孔时，一般利用7.5  kW高压水泵，通过软管与1根特制的Φ40  mm钢管相连，钢管端部设有喷水孔，由2名操作工人手持钢管在集水管位置上下抽动，直至成孔，成孔深度一般比滤管深0.5  m。冲孔时注意冲水管垂直插入水中，并做左右上下摆动，成孔后立即拔出Φ40  mm冲水管，插入集水管，再向管外侧灌入少量粗砂，保证流水畅通。

      以上均为竖直向下成孔时方可采用的手段，这种施工方法在基坑尚未开挖时，表层为粘性土实施较容易，但当基坑开挖十几米后，基底全是充满饱和水的粉砂，如果仍然采用上述冲孔方法成孔，没有了表层起密封作用的粘土，高压水很快就会使作业面更加泥泞不堪，无法施工。当成孔方向为水平时，因为有了钻孔灌注桩的保护，冲孔还勉强可以实施，但要向集水管周围灌入粗砂就很难做到了。另外，当桩间出现1条40～50  cm长的大缝，泥浆不断涌入时，冲孔会增大坑外水土压力，使漏水缝隙和泥浆压力同时增大。在这种恶劣条件下，我们改进了传统的成孔工艺。由于无法在井点管与滤水管之间灌入粗砂，就将长2  m、Φ40  mm的钢管一头做尖，并在尖头一侧50  cm范围内打出直径1  cm的小孔若干，用密目网包裹，防止砂子吸入集水管中，将井点管和过滤管合二为一。在涌水点沿围护结构之间的空隙直接插入这种集水管（注意，这里并没有用高压水成孔），随后，将5～8根集水管接到1根集水总管上，最后在集水总管上连接轻型井点降水泵。由井点降水泵启动，在井点系统中形成真空，并在集水管周围一定范围形成1个真空区，真空区通过集水管扩展到一定范围。在真空力的作用下，集水管附近的地下水被强制性吸入井点系统内，使集水管附近的地下水被抽出，桩外的泥沙则留在原处。水平向轻型井点降水的办法在基坑中起到了很好的降水效果，基坑涌水涌砂得到了控制。