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摘要：随着科技的进步，经济的发展，地铁建设的步伐不断加快。地铁隧道建设成为了地铁建设工程的重点工作。本文围绕浅埋暗挖地铁隧道降水的施工技术，分析了降水施工技术的要点和重点。以期能为我国浅埋暗挖地铁隧道进行降水施工提供参考。
关键词：浅埋暗挖；地铁隧道；降水；施工技术
一、前言
地铁隧道的施工比较复杂，不仅受到了城市建筑物、管线因素的制约，还需要考虑城市建设的规划问题，所以，隧道的浅埋暗挖施工成为了城市地铁建设的重要方式。浅埋暗挖施工是在无水的环境中进行，所以，必须要利用合理的降水技术。
二、浅埋暗挖法的特点
浅埋暗挖法严格来说是矿山法的一种，是适合中国地质条件的、独特的变异施工方法。与其他地下工程施工方法相比具有自身的特点：
1、可适应各种地质水文条件的地层；
2、适应各种结构断面形式（如单线、双线、多线及车站等）和变化断面（如过渡段、多层断面等）；
3、采取分步开挖和辅助施工的方法，可以很好地控制地表沉降；
4、从整体效益出发，浅埋暗挖法是比较经济合理的施工方法；
5、浅埋暗挖法也存在缺点，如喷射混凝土时粉尘较多、劳动强度大、机械化程度低以及高水位地层结构防水比较困难等。
三、浅埋暗挖地铁隧道降水技术
目前浅埋暗挖隧道的降水技术主要有轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水、管井井点降水及洞内全断面注浆止水等，施工时需要对施工地的地质情况和周围环境进行充分调查和分析，然后结合地质水文的资料、施工技术水平、工程造价和工程工期等所有因素，进行综合比对。然后确定出最为合理、科学的降水方案。下面我们就重点对应用较为广泛的轻型井点降水和管井井点降水技术进行研究：
1、轻型井点降水技术
（一）轻型井点的技术原理及特点：轻型井点降水技术是指沿基坑的四周，每隔一段距离布设井点管，然后在井点管的底部设置滤水管并插入到透水层中，上部连接软管与集水总管，通常集水总管设置为Φ150mm的钢管，并在与井点管间距相同的周围设计直径相对较小的吸水管，然后使用真空吸水泵将集水管内的水吸出，进而达到有效的降水目的。轻型井点降水技术所使用的机具比较简单，操作比较容易所以便于进行施工管理；采用轻型井点降水可有效减少边坡开挖，降低开挖的土方量，对施工的影响较小，也大大的提高了工程施工的进度。这种降水技术比较适合应用于软弱土层和地下水丰富的地铁隧道工程中。
（二）井点的布置：通常对于一些地下水比较丰富的地铁施工地段，可采用单排环型井的布置方法，但利用单排井点降水时，降水的深度不应该超过5m。降水前需要测量基坑处的原地面标高，然后根据地面标高和基底的设计标高，来确定出基坑开挖的深度、开挖坡率以及开挖的尺寸等。井点吸水管的位置可在距离基坑边缘1m处进行设置。
2、管井井点降水技术
（一）管井（深井）井点降水技术原理及特点：管井井点降水技术是指在深基坑的周围埋设低于基坑底的井管，并利用井管内的潜水泵将地下水抽出，使地下位始终低于基坑低。
（二）技术工艺：管井井点主要由滤水井管、吸水井管和抽水水泵组成。管井井点降水可沿隧道两侧或者单侧呈直线形布置。当采用钻孔法成孔时管井井中心距离结构边缘的距离应该在3m以上，如果采用冲击钻应该在0.5～1.5m之间，实际施工时可根据情况进行适当调整；管井的埋设深度通常为8～15m，间距应该为10～15m；管井埋设时可采用泥浆护壁的钻孔方法，其孔径应该比管的外径大20cm，成孔的底端要比滤水井深20cm以上；在井管下沉之前需要对滤井的沉渣进行清除，以保持滤网的畅通；井管下沉以后其滤管应该设置在含水层的适当范围内，滤水管的下端需要进行封堵，采用砾石在井管与孔壁之间进行填充来作为过滤层；安装水泵，并对水泵和管井井点进行全面的试抽，当出水量及其它参数满足要求后，便可投入运行。在抽水的过程中，应该由专人对抽水设备和井内水位的下降情况进行观察，并随时做好记录，以保证系统的正常运行。
四、工程实例
1、工程概况
某地铁工程隧道顶部覆土层：主要为杂填土及素填土层、砂质粉土层。该地层土体较疏松，自稳性较差；受地表水补给，地下水位在地表下约1.5m。隧道洞身穿越土层主要为砂质粉土夹粉砂，弱透水性，中密状为主，薄层状构造，下部多夹粉砂、细砂薄层。土体渗透性相对较好，在10-4cm/s～10-3cm/s数量级左右，土层饱和水情况下，扰动易液化，另外若出现流沙、管涌均会造成开挖面失稳。下卧层主要为砂质粉土层。该工程所處地层的水平和垂直渗透系数不同，水平渗透系数较大，水力联系较强，垂直渗透系数较小，所以在暗挖隧道的两侧施做咬和桩旋喷桩和深孔。地表注浆止水帷幕与两端明挖基坑的围护结构连接，形成封闭结构，截断地下水补给。
2、方案选择
原方案采用深井降水，但大部分降水井的出水量很小，降水效果达不到施工要求。为了使洞内开挖能在无水的条件下进行，同时更好地控制沉降，采取了洞内轻型井点、地面深井降水的联合降水系统。
井点系统的涌水量按降水井理论进行计算。该工程地下水表现为第四系松散岩类潜水，主要赋存于场区浅部人工填土及其下部砂质粉土层内，具有各向异性特别是浅部填土层约2m厚，透水性良好，下部粉性土层透水性较弱。可按无压非完整井进行计算。
（一）井点管埋深计算
H=3.7+1.0+1/10×0.5=4.7m取5.0m。
（二）涌水量计算
利用公式，将上述参数值代入，得Q=13.5m3/d。
（三）单根井点管出水量计算
主渠道选用不小于覫100mm钢管，滤管和吸水管均用覫40mmPVC管。 （四）井点数量及间距
井点数量N=1.1×Q/q=1.1×13.5/7.6=2根。因为假想半径为7m，换算成断面布置根数则为3m/根，与实际相同。
（五）抽水设备的选择
一般按涌水量、渗透系数、井点管数量与间距、降水深度及需用水泵功率等综合数据来选定水泵的型号。降水设备采用射流泵QJD-60型，配用功率7.5kW，可带井点根数30～50根，总管长40～60m，符合隧道开挖要求。
3、地表降水施工技术措施
（一）降水前以清水洗泵，将泥浆、沉碴等冲掉，保持水路通畅，然后将潜水泵下到设计深度抽水至沉淀池。
（二）地面钻孔前，须探明孔位处确无地下管线后方可钻孔，否则调整井位。
（三）按照降水井内水量大小，确定降水时间，隧道开挖前10d开始抽水，根据开挖情况保持开挖面附近有3口井同时降水。
（四）全面进行抽水施工前应先进行抽水试验，以确保单井出水量和降水深度满足设计要求。按抽水井动水位波动值不超过水位降深1%，出水量波动值不超过正常出水量5%的要求，调试抽水設备，以达到稳定抽水。
（五）抽水工作由专人负责，做好水位观测及监测记录，根据水位及水量变化情况及时采取调整措施。
（六）水泵必须下放到设计深度。泵管连接紧密不透水，抽出的水须经沉淀符合排放标准后方可排入市政污水井。
（七）开始降水后，应随时了解动态变化，进行监控量测，了解隧道周围土体沉降量及对建筑物或管道等的影响。必要时采取措施（如加固、设回灌井等措施），防止发生事故。
五、结束语
综上所述，在浅埋暗挖地铁隧道工程中，为了保证降水的有效性，必须要提高降水的技术水平，施工队伍要结合地铁隧道施工的实际情况，采取有效的施工措施来提高降水施工的有效性。
参考文献：
[1]江正荣.建筑施工计算手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.12.
[2]胡敏良，徐伟章.流体力学[M].武汉：武汉理工大学出版社，2011.25.
[3]陈希哲.土力学与地基基础[M].北京：清华大学出版社，2010：38-41.
作者简介：
1、周华求（1981年---），男，中铁一局宝兰客专甘肃段9标项目经理部工程部长，工程师。
2、康立玲（1980年---），女，中铁一局宝兰客专甘肃段9标项目经理部中心试验室，内业工程师。
关键词：浅埋暗挖；地铁隧道；降水；施工技术
一、前言
地铁隧道的施工比较复杂，不仅受到了城市建筑物、管线因素的制约，还需要考虑城市建设的规划问题，所以，隧道的浅埋暗挖施工成为了城市地铁建设的重要方式。浅埋暗挖施工是在无水的环境中进行，所以，必须要利用合理的降水技术。
二、浅埋暗挖法的特点
浅埋暗挖法严格来说是矿山法的一种，是适合中国地质条件的、独特的变异施工方法。与其他地下工程施工方法相比具有自身的特点：
1、可适应各种地质水文条件的地层；
2、适应各种结构断面形式（如单线、双线、多线及车站等）和变化断面（如过渡段、多层断面等）；
3、采取分步开挖和辅助施工的方法，可以很好地控制地表沉降；
4、从整体效益出发，浅埋暗挖法是比较经济合理的施工方法；
5、浅埋暗挖法也存在缺点，如喷射混凝土时粉尘较多、劳动强度大、机械化程度低以及高水位地层结构防水比较困难等。
三、浅埋暗挖地铁隧道降水技术
目前浅埋暗挖隧道的降水技术主要有轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水、管井井点降水及洞内全断面注浆止水等，施工时需要对施工地的地质情况和周围环境进行充分调查和分析，然后结合地质水文的资料、施工技术水平、工程造价和工程工期等所有因素，进行综合比对。然后确定出最为合理、科学的降水方案。下面我们就重点对应用较为广泛的轻型井点降水和管井井点降水技术进行研究：
1、轻型井点降水技术
（一）轻型井点的技术原理及特点：轻型井点降水技术是指沿基坑的四周，每隔一段距离布设井点管，然后在井点管的底部设置滤水管并插入到透水层中，上部连接软管与集水总管，通常集水总管设置为Φ150mm的钢管，并在与井点管间距相同的周围设计直径相对较小的吸水管，然后使用真空吸水泵将集水管内的水吸出，进而达到有效的降水目的。轻型井点降水技术所使用的机具比较简单，操作比较容易所以便于进行施工管理；采用轻型井点降水可有效减少边坡开挖，降低开挖的土方量，对施工的影响较小，也大大的提高了工程施工的进度。这种降水技术比较适合应用于软弱土层和地下水丰富的地铁隧道工程中。
（二）井点的布置：通常对于一些地下水比较丰富的地铁施工地段，可采用单排环型井的布置方法，但利用单排井点降水时，降水的深度不应该超过5m。降水前需要测量基坑处的原地面标高，然后根据地面标高和基底的设计标高，来确定出基坑开挖的深度、开挖坡率以及开挖的尺寸等。井点吸水管的位置可在距离基坑边缘1m处进行设置。
2、管井井点降水技术
（一）管井（深井）井点降水技术原理及特点：管井井点降水技术是指在深基坑的周围埋设低于基坑底的井管，并利用井管内的潜水泵将地下水抽出，使地下位始终低于基坑低。
（二）技术工艺：管井井点主要由滤水井管、吸水井管和抽水水泵组成。管井井点降水可沿隧道两侧或者单侧呈直线形布置。当采用钻孔法成孔时管井井中心距离结构边缘的距离应该在3m以上，如果采用冲击钻应该在0.5～1.5m之间，实际施工时可根据情况进行适当调整；管井的埋设深度通常为8～15m，间距应该为10～15m；管井埋设时可采用泥浆护壁的钻孔方法，其孔径应该比管的外径大20cm，成孔的底端要比滤水井深20cm以上；在井管下沉之前需要对滤井的沉渣进行清除，以保持滤网的畅通；井管下沉以后其滤管应该设置在含水层的适当范围内，滤水管的下端需要进行封堵，采用砾石在井管与孔壁之间进行填充来作为过滤层；安装水泵，并对水泵和管井井点进行全面的试抽，当出水量及其它参数满足要求后，便可投入运行。在抽水的过程中，应该由专人对抽水设备和井内水位的下降情况进行观察，并随时做好记录，以保证系统的正常运行。
四、工程实例
1、工程概况
某地铁工程隧道顶部覆土层：主要为杂填土及素填土层、砂质粉土层。该地层土体较疏松，自稳性较差；受地表水补给，地下水位在地表下约1.5m。隧道洞身穿越土层主要为砂质粉土夹粉砂，弱透水性，中密状为主，薄层状构造，下部多夹粉砂、细砂薄层。土体渗透性相对较好，在10-4cm/s～10-3cm/s数量级左右，土层饱和水情况下，扰动易液化，另外若出现流沙、管涌均会造成开挖面失稳。下卧层主要为砂质粉土层。该工程所處地层的水平和垂直渗透系数不同，水平渗透系数较大，水力联系较强，垂直渗透系数较小，所以在暗挖隧道的两侧施做咬和桩旋喷桩和深孔。地表注浆止水帷幕与两端明挖基坑的围护结构连接，形成封闭结构，截断地下水补给。
2、方案选择
原方案采用深井降水，但大部分降水井的出水量很小，降水效果达不到施工要求。为了使洞内开挖能在无水的条件下进行，同时更好地控制沉降，采取了洞内轻型井点、地面深井降水的联合降水系统。
井点系统的涌水量按降水井理论进行计算。该工程地下水表现为第四系松散岩类潜水，主要赋存于场区浅部人工填土及其下部砂质粉土层内，具有各向异性特别是浅部填土层约2m厚，透水性良好，下部粉性土层透水性较弱。可按无压非完整井进行计算。
（一）井点管埋深计算
H=3.7+1.0+1/10×0.5=4.7m取5.0m。
（二）涌水量计算
利用公式，将上述参数值代入，得Q=13.5m3/d。
（三）单根井点管出水量计算
主渠道选用不小于覫100mm钢管，滤管和吸水管均用覫40mmPVC管。 （四）井点数量及间距
井点数量N=1.1×Q/q=1.1×13.5/7.6=2根。因为假想半径为7m，换算成断面布置根数则为3m/根，与实际相同。
（五）抽水设备的选择
一般按涌水量、渗透系数、井点管数量与间距、降水深度及需用水泵功率等综合数据来选定水泵的型号。降水设备采用射流泵QJD-60型，配用功率7.5kW，可带井点根数30～50根，总管长40～60m，符合隧道开挖要求。
3、地表降水施工技术措施
（一）降水前以清水洗泵，将泥浆、沉碴等冲掉，保持水路通畅，然后将潜水泵下到设计深度抽水至沉淀池。
（二）地面钻孔前，须探明孔位处确无地下管线后方可钻孔，否则调整井位。
（三）按照降水井内水量大小，确定降水时间，隧道开挖前10d开始抽水，根据开挖情况保持开挖面附近有3口井同时降水。
（四）全面进行抽水施工前应先进行抽水试验，以确保单井出水量和降水深度满足设计要求。按抽水井动水位波动值不超过水位降深1%，出水量波动值不超过正常出水量5%的要求，调试抽水設备，以达到稳定抽水。
（五）抽水工作由专人负责，做好水位观测及监测记录，根据水位及水量变化情况及时采取调整措施。
（六）水泵必须下放到设计深度。泵管连接紧密不透水，抽出的水须经沉淀符合排放标准后方可排入市政污水井。
（七）开始降水后，应随时了解动态变化，进行监控量测，了解隧道周围土体沉降量及对建筑物或管道等的影响。必要时采取措施（如加固、设回灌井等措施），防止发生事故。
五、结束语
综上所述，在浅埋暗挖地铁隧道工程中，为了保证降水的有效性，必须要提高降水的技术水平，施工队伍要结合地铁隧道施工的实际情况，采取有效的施工措施来提高降水施工的有效性。
参考文献：
[1]江正荣.建筑施工计算手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.12.
[2]胡敏良，徐伟章.流体力学[M].武汉：武汉理工大学出版社，2011.25.
[3]陈希哲.土力学与地基基础[M].北京：清华大学出版社，2010：38-41.
作者简介：
1、周华求（1981年---），男，中铁一局宝兰客专甘肃段9标项目经理部工程部长，工程师。
2、康立玲（1980年---），女，中铁一局宝兰客专甘肃段9标项目经理部中心试验室，内业工程师。