一种急倾斜条带状互层复合地层基坑的降水处理方法

摘要

本发明公开了一种急倾斜条带状互层复合地层基坑的降水处理方法；本发明包括明挖厅浅坑、明挖厅深坑、车站浅坑、深‑浅坑分界线、端头井深坑区、过轨电缆加深区、集水坑、地下连续墙、内侧灰岩裂隙注浆、墙底灰岩裂隙注浆、降压井、疏干井、承压水观测井兼应急回灌井和下翻梁坑槽。本发明特别适用于上部老城杂填土、中部硬塑状粘土和下部基岩的复合地层基坑地下水处理。本发明可概括为：“全封闭、局注浆、上疏干、下降压、底集排、外测灌”。本发明可减少降水井数量和抽水量，节约工期和造价；同时可保证基坑和周边环境的安全，取得了良好的经济和安全效益。

权利要求

1.一种急倾斜条带状互层复合地层基坑的降水处理方法，其特征在于：具体施工方法如下：

步骤1、施工完成基坑的地下连续墙(8)；所述基坑由明挖厅浅坑(1)、明挖厅深坑(2)和车站浅坑(3)组成；所述明挖厅深坑(2) 采用放坡开挖，且在明挖厅浅坑(1)和明挖厅深坑(2)之间通过浅‑深坑分界线（4）连接；

步骤2、在地下连续墙(8) 预埋的套管内打设注浆孔，结合墙底溶洞情况，进行墙底灰岩裂隙注浆(10)；所述注浆孔内插入注浆管，注浆深度为土岩结合面至地下连续墙(8)墙底以下5m，长度9.5m；

施工地下连续墙(8)内侧注浆孔，注浆范围为基坑底向下13.5m，对地下连续墙(8)进行内侧灰岩裂隙注浆（9）；

相邻所述注浆孔之间的间距为2m，注浆孔有效扩散半径为1.5m；注浆终压不小于3MPa；

采用水泥‑水玻璃的双液浆；双液浆的水泥与水玻璃质量配比1:1～1:0.5，其中水玻璃模数

2.4～2.8，波美度30～42Be；正式施工前应进行现场试验，根据试验结果调整注浆参数；

所述注浆管采用∅90mm钢花管注浆；

注浆结束标准：单孔注浆压力达到设计终压并继续注浆20min以上，可结束本孔注浆；

单孔注浆量与设计注浆量相同，结束时的进浆量20 30L/min以下可以结束本孔注浆；

~

注浆效果检查：一个注浆段的注浆孔全部注完后，按每50平米钻2 3个孔对注浆效果进~

行检验，并取岩芯观 察浆液充填情况，同时检查孔内涌水量不应大于0.2L/min，且某一处的漏水量不大于10L/min；或者进行压水试验，在1.0MPa压力下检查孔进水量应小于10L/min,否则加密钻孔注浆；

在注浆及注浆检查结束后，需要做好注浆孔和检查孔的封孔工作，封孔严格按照地质要求执行；

步骤3、上疏干，基坑内土体开挖前，先进行疏干井（12）施工，对上层填土中的潜水进行疏干，要求坑内潜水降低至开挖面以下1m位置；

步骤4、下降压，基坑内土体开挖前，还需进行降压井（11）施工，按需降低灰岩中的承压水；

步骤5、底集排，在基坑内设置明挖厅端头深坑区(5)、过轨电缆和风道加深区(6)和集水坑(7)，通过底板下翻梁坑槽(14)将基坑岩层中的基岩裂隙水排至集水坑(7)内，再通过水泵抽至地面，排至市政管网中；

步骤6、外测灌，在基坑外侧进行承压水观测井兼应急回灌井(13)的施工，深度同基坑内侧降压井（11）深度；观测基坑内降压井(11)的降压效果，同时利用承压水观测井兼应急回灌井(13)观测坑外承压水水位，确保按需降压；若因坑内降压导致周边地表和环境变形较大，则通过承压水观测井兼应急回灌井(13)进行回灌。

说明书

一种急倾斜条带状互层复合地层基坑的降水处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑工程、城市轨道交通、隧道与地下工程技术领域，具体涉及一种急倾斜条带状互层基岩复合地层基坑的降水处理方法。

背景技术

[0002] 随着城市化的发展，地下基坑工程越来越多，遇到的工程和水文地质也越来越复杂。地下水的处理对基坑工程来讲至关重要，成功处理地下水是基坑工程安全的前提。

[0003] 复合地层常指上部为土层、下部为岩层的地层，根据国内外类似工程调研，在此类地层中进行基坑降水，往往降水设计较为保守，增加造价，延长工期；另外，若存在上部潜水
和下部承压水，降承压水可能会导致上部潜水和周边环境的变化，甚至引发工程和周边环
境安全事故。

[0004] 故提出一种急倾斜条带状互层复合地层基坑的降水处理方法，该发明适用于上部老城杂填土、中部硬塑状粘土和部为急倾斜条带状互层的基岩，且灰岩中存在较高承压水
复合地层基坑地下水处理。同时适用于其它复合地层中的基坑降水。可减少降水井数量和
抽水量，节约工期和造价；同时可保证基坑和周边环境的安全，取得了良好的经济和安全效
益。

发明内容

[0005] 本发明针对现有复合地层中基坑降水问题，适用于上部老城杂填土、中部硬塑状粘土和下部基岩的复合地层基坑地下水处理；提供了一种急倾斜条带状互层复合地层基坑
的降水处理方法，本发明可概括为：“全封闭、局注浆、上疏干、下降压、底集排、外测灌”；减
少降水井数量和抽水量，节约工期和造价；同时可保证基坑和周边环境的安全，取得了良好
的经济和安全效益。

[0006] 本发明采用的技术方案是：一种急倾斜条带状互层复合地层基坑的降水处理方法，具体施工方法如下：

[0007] 步骤1、施工完成基坑的地下连续墙；所述基坑由明挖厅浅坑、明挖厅深坑和车站浅坑组成；所述明挖厅深坑采用放坡开挖，且在明挖厅浅坑和明挖厅深坑之间通过浅‑深坑
分界线连接；

[0008] 步骤2、在地下连续墙预埋的套管内打设注浆孔，结合墙底溶洞情况，进行墙底灰岩裂隙注浆；所述注浆孔内插入注浆管，注浆深度为土岩结合面至地下连续墙墙底以下5m，
长度9.5m；

[0009] 施工地下连续墙内侧注浆孔，注浆范围为基坑底向下13.5m，对地下连续墙进行内侧灰岩裂隙注浆；

[0010] 相邻所述注浆孔之间的间距为2m，注浆孔有效扩散半径为1.5m；注浆终压不小于3MPa；采用水泥‑水玻璃的双液浆；双液浆的水泥与水玻璃质量配比1:1～1:0.5，其中水玻
璃模数2.4～2.8，波美度30～42Be；正式施工前应进行现场试验，根据试验结果调整注浆参
数；

[0011] 所述注浆管采用∅90mm钢花管注浆；

[0012] 注浆结束标准：单孔注浆压力达到设计终压并继续注浆20min以上，可结束本孔注浆；单孔注浆量大致与设计注浆量相同，结束时的进浆量20 30L/min以下可以结束本孔注
~
浆；

[0013] 注浆效果检查：一个注浆段的注浆孔全部注完后，按每50平米钻2 3个孔对注浆效~
果进行检验，并取岩芯观 察浆液充填情况，同时检查孔内涌水量不应大于0.2L/min.m，且
某一处的漏水量不大于10L/min；或者进行压水试验，在1.0MPa压力下检查孔进水量应小于
10L/min.m。否则加密钻孔注浆；

[0014] 在注浆及注浆检查结束后，需要做好注浆孔和检查孔的封孔工作，封孔严格按照地质要求执行；

[0015] 步骤3、上疏干，基坑内土体开挖前，先进行疏干井施工，对上层填土中的潜水进行疏干，要求坑内潜水降低至开挖面以下1m位置；

[0016] 步骤4、下降压，基坑内土体开挖前，还需进行降压井施工，按需降低灰岩中的承压水；

[0017] 步骤5、底集排，在基坑内设置明挖厅端头深坑区、过轨电缆和风道加深区和集水坑，通过底板下翻梁坑槽将基坑岩层中的基岩裂隙水排至集水坑内，再通过水泵抽至地面，
排至市政管网中；

[0018] 步骤6、外测灌，在基坑外侧进行承压水观测井兼应急回灌井的施工，深度同基坑内侧降压井深度；观测基坑内降压井的降压效果，同时利用承压水观测井兼应急回灌井观
测坑外承压水水位，确保按需降压；若因坑内降压导致周边地表和环境变形较大，则通过承
压水观测井兼应急回灌井进行回灌。

[0019] 与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

[0020] （1）明确了地下水类型，为上部老城杂填土中的潜水和基岩中的裂隙水；潜水受大气降水补给，承压水受地层地下水及周围基岩裂隙水补给；且基岩承压水与上部潜水无水
力联系，承压水降水不会对周边环境产生影响。

[0021] （2）明确了坑底基岩的条带分布范围、条带的富水性能。页岩和砂页均为隔水层，且与灰岩之间的联系很弱；承压位于灰岩条带中，灰岩中存在溶洞和裂隙，承压水补给方向
沿岩石条带走向补给，北东→南西方向补给；馒头组上段灰岩裂隙水沿节理、层面垂向径流
最为强烈；条带之间水力联系差。

[0022] （3）对承压水较大的馒头组上段进行局部注浆，填充岩石裂隙,增加承压水绕流路径长度，减小基坑北侧的承压水补给，最终减小承压水抽水量。

[0023] (4)结合富水的灰岩条带范围，将降压井布置在灰岩条带内，相对常规复合地层基坑，降压井数量较少，且降压效果更好，更具有针对性。

[0024] (5)开挖至坑底后，利用车站结构的加深区域，大面积释压，集水明排，有效降低承压水水位，减少降水井数量，节约投资和工期。

[0025] （6）外部设置观测井兼应急回灌井，可随时观测坑内承压水井的降压效果和坑外承压水的变化，确保按需降水；

[0026] 综上，本发明基于类似复合地层，可减少降水井数量和抽水量，节约工期和造价；同时可保证基坑和周边环境的安全，取得了良好的经济和安全效益。

附图说明

[0027] 图1为本发明的降水平面布置图；

[0028] 图2为本发明的降水A‑A纵剖面图；

[0029] 图3为本发明的降水B‑B剖面图；

[0030] 图4为本发明的降水C‑C剖面图。

[0031] 图中：1‑明挖厅浅坑、2‑明挖厅深坑、3‑车站浅坑、4—深‑浅坑分界线、5—端头井深坑区、6—过轨电缆通道加深区、7—集水坑、8—地下连续墙、9—内侧灰岩裂隙注浆、10—
墙底灰岩裂隙注浆、12—疏干井、11—降压井、13—承压水观测井兼应急回灌井、14—下翻
梁坑槽。

具体实施方式

[0032] 为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。

[0033] 实施例1

[0034] 如图1‑4所示，一种急倾斜条带状互层复合地层基坑的降水处理方法，具体施工方法如下：

[0035] 步骤1、施工完成基坑的地下连续墙8；所述基坑由明挖厅浅坑1、明挖厅深坑2和车站浅坑3组成；所述明挖厅深坑2 采用放坡开挖，且在明挖厅浅坑1和明挖厅深坑2之间通过
浅‑深坑分界线4连接；

[0036] 步骤2、在地下连续墙8)预埋的套管内打设注浆孔，结合墙底溶洞情况，进行墙底灰岩裂隙注浆10；所述注浆孔内插入注浆管，注浆深度为土岩结合面至地下连续墙8墙底以
下5m，长度9.5m；

[0037] 施工地下连续墙8内侧注浆孔，注浆范围为基坑底向下13.5m，对地下连续墙8进行内侧灰岩裂隙注浆9；

[0038] 相邻所述注浆孔之间的间距为2m，注浆孔有效扩散半径为1.5m；注浆终压不小于3MPa；采用水泥‑水玻璃的双液浆；双液浆的水泥与水玻璃质量配比1:1～1:0.5，其中水玻
璃模数2.4～2.8，波美度30～42Be；正式施工前应进行现场试验，根据试验结果调整注浆参
数；注浆管采用∅90mm钢花管注浆；

[0039] 注浆结束标准：单孔注浆压力达到设计终压并继续注浆20min以上，可结束本孔注浆；单孔注浆量大致与设计注浆量相同，结束时的进浆量20 30L/min以下可以结束本孔注
~
浆；

[0040] 注浆效果检查：一个注浆段的注浆孔全部注完后，按每50平米钻2 3个孔对注浆效~
果进行检验，并取岩芯观 察浆液充填情况，同时检查孔内涌水量不应大于0.2L/min.m，且
某一处的漏水量不大于10L/min；或者进行压水试验，在1.0MPa压力下检查孔进水量应小于
10L/min.m。否则加密钻孔注浆；

[0041] 在注浆及注浆检查结束后，需要做好注浆孔和检查孔的封孔工作，封孔严格按照地质要求执行；

[0042] 步骤3、上疏干，基坑内土体开挖前，先进行疏干井12施工，对上层填土中的潜水进行疏干，要求坑内潜水降低至开挖面以下1m位置；

[0043] 步骤4、下降压，基坑内土体开挖前，还需进行降压井11施工，按需降低灰岩中的承压水；

[0044] 步骤5、底集排，在基坑内设置明挖厅端头深坑区5、过轨电缆和风道加深区6和集水坑7，通过底板下翻梁坑槽14将基坑岩层中的基岩裂隙水排至集水坑7内，再通过水泵抽
至地面，排至市政管网中；

[0045] 步骤6、外测灌，在基坑外侧进行承压水观测井兼应急回灌井13的施工，深度同基坑内侧降压井11深度；观测基坑内降压井11的降压效果，同时利用承压水观测井兼应急回
灌井13观测坑外承压水水位，确保按需降压；若因坑内降压导致周边地表和环境变形较大，
则通过承压水观测井兼应急回灌井13进行回灌。

[0046] 下面具体以徐州1、2号线换乘站彭城广场站基坑为典型的异型“坑中坑”为例，该基坑施工中，由上到下的土层为：上部老城杂填土、中部硬塑状黏土、下部为条带状互层的
中风化灰岩、页岩、泥岩和砂岩。岩石呈大角度的条带互层，竖向倾斜角度65°80°，水平呈
~
北东‑南西走向；其中页岩、泥岩和砂岩为隔水层，灰岩中含有大量地下承压水，承压水沿着
条带补给，岩石条带之间的水力补给很弱，且基岩承压水与上层潜水之间无水力联系。若按
常规设计，基坑内需设置28口承压水降水井，45口疏干井，34口承压水观测井兼应急回灌
井，总造价约495万；采用本发明后，承压水降水井只需设置8口，疏干井设置10口，承压水观
测井设置7口，节省造价约379万，经济效益明显。

[0047] 同时采用本发明后，便于基坑分区分段开挖，极大的提高了出土效率，节约工期约3个月。

[0048] 以上通过实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的示例性实施例，不能被认为用于限定发明的实施范围。本发明的保护范围由权利要求书限定。凡利用本
发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，在本发明的实质
和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均
等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖保护范围之内。应当注意，为了清楚的进
行表述，本发明的说明中省略了部分与本发明的保护范围无直接明显的关联但本领域技术
人员已知的部件和处理的表述。