基于地铁真空管井复合降水技术的研究

韩朝兴

【摘要】真空管井降水对整个地铁的工程质量的影响是很大的。近几年来看，真空井降水技术在铁路工程建设上得到了广泛的应用。本文通过分析武汉地铁工程进行实例的分析，研究真空管井复合降水技术工作原理，解决地铁施工中存在的降水难题。[1]总结以往的实践经验，提出有效的管井降水方法以及保护降水工程的环境的策略 ，防止地下水对铁路工程的影响。

【关键词】地铁建设；真空管井；降水技术

【 abstract 】 the vacuum to the whole of the precipitation casing well subway engineering quality of influence is very big. In recent years to see, vacuum well technology in railway construction precipitation on a wide range of applications. Through analysis of wuhan subway engineering example analysis, research vacuum composite precipitation technology work principle, propose, solve the existing in the subway construction of precipitation problems. [1] the summary of experience, put forward effective method and protection of the casing well rainfall precipitation of the strategy of engineering environment, prevent the influence of ground water on railway engineering.

【 key words 】 the subway construction; Vacuum casing well; Precipitation technology

中图分类号：U231+.4 文献标识码：A文章编号：

1.前言

在地铁工程建设中，怎样才能解决好地下水成为了铁路建设中的一个大难题。本文结合了武汉的地质情况，把真空技术和管井降水技术进行有效的结合，最终形成真空管井复合降水技术，对地铁施工中存在的弱透水层、含水界面残留水、上层滞水等问题，提出有效的处理方法。我们研究真空管井降水技术的应用原理，防止地下水对铁路工程产生不良的影响，保障地铁工程施工的安全。[2]真空管井复合降水技术可以依据地质情况，在任何一个管井添加负压力，这样就能达到降水的作用，也可以防治地下水污染，还可以节约用水，具有很好的环保作用。本研究将提出有效的真空管井降水方法，希望对日后地下工程建设研究起到一定的借鉴作用。

2.实验工程概况

我们对武汉地铁一号线的各个标段的水地质条件、施工环境等进行了深入的研究后，决定选择在古田一路折返线的地段进行实验性的研究。实验地段总长为六十米，沿路周围有多的建筑物，交通密集，地下有很多的管线。它的地质状况比较复杂，地下的水层也有很多。

3.实验地段的地质状况与水文状况

本实验工程选择的地段是位于冲洪积扇上，它属于第四系冲洪积层。它的地层很厚，地下水位比较浅，地下的水层也很多，是降水工程最多的地方。我们通过勘测了解到该地段有四个地下水层，它的水层主要包括中粗砂层、粉土层、细中砂层等，它的水系很复杂，地下水量很丰富。而它的地层主要为砂层与勃土的交互地层，粉土与猫土交互地层。这个地段的地层含水量大，使得土体很容易就会被液化，这样严重影响地铁工程的建设安全。

4.检测真空管井降水法的可行性。

检测真空管井降水实验的可行性。为了确保此次降水实验能够顺利的进行，我们对真空管井降水法在这个地段的可行性进行了检测。我们在所选择的地段设置一个管井进行检测。依据公式计算出真空管井降水影响半径要在8米以上，设置的一个管井在隧道侧距中线5米处，真空管井的深度与隧道开挖底相距5米。[3]当真空管井进行抽水的时候，我们要观察真空管井抽出的水量和时间，测量真空管井降水影响半径和地下水层下降的速度。在相同的真空泵功率,抽水压力在0.8至1.2MPa之间，真空管井井深为12米的条件下，检测真空管井的数据：当抽水3小时后，抽出的水量为43.26m3。当抽水6小时后，抽出的水量为75.34m3。当停止抽水后，我们观察水位补水情况，得出这个地段的土层的渗透性较弱。依据公式计算出真空管井降水影响半径在8米以上，经过检测，在这个地段进行真空管井降水是可行的。

5.真空管井降水技术的施工步骤及降水流程

真空管井降水技术的施工原理，主要是利用管井、地层及填料之间所形成的真空高度，引起管井和含水层产生巨大的压力差，就可以抽取地下水层的水，起到了降水的作用。真空管井复合降水技术内容主要包括抽水管路、潜水泵、井口密封等。真空管井复合降水技术的施工步骤如下：（1）真空管井成孔，我们可以使用旋转的钻机进行钻孔，密封成孔的直径为600厘米，孔深为15米。（2）)清理管孔。管孔成型后，要清理管孔内的泥浆，使管孔保持在一个干净的状态。（3）)安放滤布。为了防止一些泥沙进入孔内，以保障真空管井的出水量，我们要在管井的外壁安防两层滤布，这样可以起到过滤泥沙的作用。（4）安设实壁混凝土管。在地下水和地面之间安设实壁混凝土管，以保障管井内的真空高度。（5）巩固混凝土管。使用不透气的密封材料来密封实壁混凝土管之间的缝隙，再有铁丝等金属物来巩固实壁混凝土管。（6）采用泥砂浆和铁盖对管井口进行密封，铁盖上会有抽水和抽气的管口。（7）在管井的周围填充滤料，防止管口漏气。（8）开始连接抽水、抽气和真空泵。（9）检查真空的高度是否足够。（10）对地下水层进行抽水和抽气。真空管井降水流程：钻孔的施工准备—钻井—洗井—下无砂滤水管—下实壁混凝土管—回填滤料—回填粘土—管口边夯实—密封管口—安装真空管—试抽水—进行降水。

6.实验中操作要点

在进行真空管井降水技术的时候，其中的操作要点也是很重要的。我们只有准确把握其中的操作要点，才能确保真空管井降水工程能够有效的进行。（1）管井成孔直径应为600厘米。（2）真空管井降水中的真空高度要控制在0.01MPa至0.06MPa之间。（3）真空管井的影响半径要在6米以上。（4）过滤层的总长度不能少于管井深度的百分之二十五，但是也不能超过管井深度的百分之五十。（5），每个真空管井应安设一台真空泵，运用真空泵进行抽气时，速度应该保持在每秒3 m3。抽气时的压力要保持0.8至1.2MPa。再依据管井出水量，就可以进行抽水了。（6）为了防止降水对一些建筑造成影响，我们要实行缓慢的降水方法，降低地层下降的速度，减少降水对建筑物的影响。（7）真空管井降水的时间安排很重要，要在隧道开始前五天就要进行降水，以确保地铁建设工程的顺利进行。

7.真空管井复合降水技术的优点

真空管井降水法与原来的管井降水法相比具有以下优点：（1） 真空管井最大的优点就是，可以节约降水成本，而且也很环保。（2）真空管井降水法可以进行分段密封，形成分段降水。分层降水可以避免地下水污染。（3）真空管井降水法可以依据不同的水文地质状况及地铁工程的需要，可以在任何的地方添加负压力，就可以吸取地下水层的水。（4）保留了原始管井降水技术的优点。

8.真空管井降水实验的结果

我们采用真空管井复合降水技术在武汉地铁一号线中古田一路折返线的地段进行实验性的研究，整个研究效果很好。我们发现只要在地铁开挖前进行有效的降水，就可以保证地铁工程能在无水的状态下进行建设。[4]真空管井复合降水技术对地铁工程降水起到了很大的作用，它不仅改善了原本复杂多变的水文地质条件，促进工程建设的速度，而且它还具有很好的节能环保作用，它可以减少百分之五十以上的降水成本,节省百分之三十八以上的电能，缩短了百分之五十的降水时间。可以说是一种快速有效又环保的理想降水方法。

9.结语

本文针对武汉地铁一号线中古田一路折返线的地段的水文地质特点，采取真空管井复合降水的方法进行降水，达到了快速的降水作用。武汉地区的水文地质状况多为粉土和砂土交互性质的地层，这样的水文地质条件，采用真空管井降水法是最好的。[5]真空管井复合降水法，可以快速有效的处理好弱透水层中的饱和水和界面残留水，还可以解决上水层的滞水，确保隧道工程能在无水的状态下进行施工，大大的减少了施工的时间，降低了施工的成本，提高了施工的安全度。希望通过这次的实验研究，使得真空管井复合降水的技术在建设工程中能得到推广，真空管井降水技术能被越来越多的施工人员广泛用于建设中，以促进我国的建设技术的发展，提高我国的建设水平。

【参考文献】

[1]房青.井点降水在施工中的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2011,(04):56-60.

[2]文健,马强.浅谈深基坑井点降水[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2011,(03):78-81.

[3]王維献.北京地铁十号线熊猫环岛车站降水工程技术[J].探矿工程(岩土钻掘工程), 2010,(03):113-115.

[3]王德雨.管井降水施工技术在工程中的应用[J].山东水利职业学院院刊,2009, (04):84-87.

[5]杨海兵.管井降水施工技术[J].安徽水利水电职业技术学院学报,2010,(02):74-78.