地下鐵道施工技術(shù)課件：地鐵降水與防排水技術(shù)

地鐵降水與防排水技術(shù)

杭州地鐵1號(hào)線湘湖站北二基坑事故現(xiàn)場(chǎng)——2008年11月15日下午3時(shí)15分，正在施工的杭州地鐵湘湖站北2基坑現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生大面積坍塌事故，造成21人死亡，24人受傷（截止2009年9月已先后出院），直接經(jīng)濟(jì)損失4961萬(wàn)元。

知識(shí)鏈接

知識(shí)鏈接

隧道開(kāi)挖的費(fèi)用每延米（2～3）萬(wàn)元，但有時(shí)因地層變化，費(fèi)用差異較大。以地鐵隧道為例，每一處滲漏水的修復(fù)需要幾千元不等，如果滲漏水處管片需要更換，直接的費(fèi)用就（1.3～2）萬(wàn)元不等，這還不包括人工修復(fù)費(fèi)用等；間接損失按國(guó)際的經(jīng)驗(yàn)，如果滲漏水不修復(fù)，長(zhǎng)期的維修保養(yǎng)費(fèi)用大約要5倍，隧道漏水每年吞掉數(shù)十億”。7.1地鐵降水技術(shù)基坑開(kāi)挖時(shí)，流入坑內(nèi)的地下水和地表水如不及時(shí)排除，會(huì)使施工條件惡化、造成土壁塌方，亦會(huì)降低地基的承載力。降水技術(shù)可分為明排水法和人工降低地下水位法兩種。

7.1地鐵降水技術(shù)基坑明排——明排水法1一般采用截、疏、抽的方法。

截：在現(xiàn)場(chǎng)周?chē)O(shè)臨時(shí)或永久性排水溝、防洪溝或擋水堤，以攔截雨水、潛水流入施工區(qū)域；抽：在低洼地段設(shè)置集水、排水設(shè)施,然后用抽水機(jī)抽走。疏：在基坑內(nèi)設(shè)置縱橫排水溝，疏通、排干場(chǎng)內(nèi)地表積水；

7.1地鐵降水技術(shù)基坑明排——明排水法1水淹基坑損失慘重工期延誤1明溝與集水井排水

在基坑的一側(cè)或四周設(shè)置排水明溝，在四角或每隔20～30m設(shè)集水井,排水溝始終比開(kāi)挖面低0.4～0.5m，集水井比排水溝低0.5～1m，在集水井內(nèi)設(shè)水泵將水抽排出基坑。適用于土質(zhì)好、地下水量不大的基坑排水。普通與集水井排水法

7.1地鐵降水技術(shù)2分層明溝排水

當(dāng)基坑土層由多種土層組成,中部夾有透水性強(qiáng)的砂類土?xí)r,為防止上層地下水沖刷基坑下部邊坡,宜在基坑邊坡上分層設(shè)置明溝及集水井。分層明溝排水法

7.1地鐵降水技術(shù)3深層明溝排水

當(dāng)?shù)叵禄酉噙B、土層滲水量和排水面積大，為減少大量設(shè)置排水溝的復(fù)雜性，可在基坑內(nèi)的深基礎(chǔ)或合適部位設(shè)置一條縱、長(zhǎng)、深的主溝，其余部位設(shè)置邊溝或支溝與主溝連通，通過(guò)基礎(chǔ)部位用碎石或砂子作盲溝。適用于深度大的大面積地下室、箱基的基坑施工排水。深層明溝排水法不考慮基坑排水的惡果

在含水豐富的土層中開(kāi)挖大面積基坑時(shí)，明溝排水法難以排干大量的地下涌水，當(dāng)遇粉細(xì)砂層時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的翻漿、冒泥、涌砂現(xiàn)象，不僅基坑無(wú)法挖深，還可能造成大量的水土流失、邊坡失穩(wěn)、地面塌陷，嚴(yán)重者危及鄰近建筑物的安全。

7.1地鐵降水技術(shù)井點(diǎn)降水2基坑底低于地下水位時(shí)基底會(huì)不停的滲水人工降水方法主要有：輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井井點(diǎn)，統(tǒng)稱井點(diǎn)降水。

遇有此種情況時(shí)應(yīng)采用井點(diǎn)降水的人工降水方法施工

7.1地鐵降水技術(shù)1井點(diǎn)降水的作用減小橫向荷載防止流砂防止涌水穩(wěn)定邊坡防止塌方防止管涌防止地下水涌入基坑防止地下水的滲流引起邊坡塌方消除地下水的水位差,防止坑底的管涌降水后,使板樁減少了橫向荷載消除地下水的滲流,也就防止流砂現(xiàn)象降低地下水位后，還能使土壤固結(jié)，增加地基土的承載能力!2輕型井點(diǎn)降水輕型井點(diǎn)是沿基坑四周將井點(diǎn)管埋入蓄水層內(nèi)，利用抽水設(shè)備將地下水從井點(diǎn)管內(nèi)不斷抽出，將地下水位降至基坑底以下。適用于滲透系數(shù)為0.1～50m/d的土層中。

降水深度：?jiǎn)渭?jí)井點(diǎn)3～6m，多級(jí)井點(diǎn)6～12m。輕型井點(diǎn)法降低地下水位全貌圖基坑輕型井點(diǎn)降水⑴輕型井點(diǎn)的設(shè)備

由管路系統(tǒng)（濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管及總管）和抽水設(shè)備（真空泵、離心泵和水氣分離器）組成。輕型井點(diǎn)工作原理及濾管構(gòu)造見(jiàn)圖：

輕型井點(diǎn)設(shè)備工作原理濾管構(gòu)造井點(diǎn)管⑵輕型井點(diǎn)的平面布置

①單排布置：當(dāng)基坑(槽)寬度＜6m、降水深度≯5m時(shí)可采用單排布置。井點(diǎn)管應(yīng)布置在地下水的上游一側(cè)，兩端的延伸長(zhǎng)度不宜小于坑槽的寬度B。

②雙排布置：當(dāng)基坑(槽)寬度＞6m時(shí)采用。單排布置

③環(huán)型或U型布置：當(dāng)基坑面積較大時(shí)，應(yīng)采用環(huán)型布置（考慮施工機(jī)械進(jìn)出基坑時(shí)宜采用U型布置）。雙排布置

●采用雙排、環(huán)型或U型布置時(shí)，位于地下水上游一排的井點(diǎn)間距應(yīng)小些，下游井點(diǎn)的間距可大些。

●如采用U形布置，則井點(diǎn)管不封閉的一段應(yīng)在地下水的下游方向。地下室電梯井局部二次降水井點(diǎn)降水不到位的基坑基礎(chǔ)施工至地下水位以上施工降水方可停止⑶輕型井點(diǎn)的高程布置輕型井點(diǎn)降水深度一般≯6m。井點(diǎn)管埋置深度H(不包括濾管)，可按下式計(jì)算：

●如H值小于降水深度6m時(shí)，則可用一級(jí)井點(diǎn)；●當(dāng)H值稍大于6m時(shí)，如降低井點(diǎn)管的埋置面可滿足降水深度要求時(shí)，仍可用一級(jí)井點(diǎn)降水；

一級(jí)輕型井點(diǎn)高程布置輕型井點(diǎn)的高程布置

●在確定井點(diǎn)管埋置深度時(shí)，還應(yīng)考慮井點(diǎn)管露出地面0.2～0.3m，濾管必須埋在透水層內(nèi)。●當(dāng)一級(jí)井點(diǎn)達(dá)不到降水深度要求時(shí)，則可采用二級(jí)井點(diǎn)。基坑二級(jí)輕型井點(diǎn)降水地下室三級(jí)井點(diǎn)降水二級(jí)輕型井點(diǎn)降水⑷輕型井點(diǎn)的設(shè)計(jì)及計(jì)算

井點(diǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)掌握施工現(xiàn)場(chǎng)地形圖、水文地質(zhì)勘察資料、基坑的施工圖設(shè)計(jì)等資料。

設(shè)計(jì)內(nèi)容除進(jìn)行井點(diǎn)系統(tǒng)的平面布置和高程布置外,尚應(yīng)進(jìn)行涌水量的計(jì)算，確定井管數(shù)量及井距，選擇抽水設(shè)備等工作。⑸輕型井點(diǎn)的埋設(shè)程序

排放總管→埋設(shè)井點(diǎn)管→用彎聯(lián)管將井點(diǎn)與總管接通→安裝抽水設(shè)備。

排放總管埋設(shè)井點(diǎn)管接通彎聯(lián)管⑹防范井點(diǎn)降水不利影響的措施

井點(diǎn)降水必然會(huì)形成降水漏斗，從而導(dǎo)致周?chē)寥拦探Y(jié)并引起地面沉陷，為減少井點(diǎn)降水對(duì)周?chē)ㄖ锛暗叵鹿芫€造成影響，可在井點(diǎn)線外4～5m處設(shè)置回灌井點(diǎn)，將井點(diǎn)中抽出水經(jīng)沉淀后用壓力注入回灌井中，形成一道水墻。

設(shè)置擋土帷幕也可減少井點(diǎn)降水引起的不利影響。回灌井點(diǎn)水位圖回灌井點(diǎn)布置設(shè)置擋土帷幕減少不利影響3管井井點(diǎn)

管井井點(diǎn)由濾水井管、吸水管和抽水機(jī)組成。管井埋設(shè)的深度和距離根據(jù)需降水面積、深度及滲透系數(shù)確定，一般間距10～50m，最大埋深可達(dá)10m，管井距基坑邊緣距離≮1.5m(沖擊鉆成孔)或3m(鉆孔法成孔)，適用于降水深度3～5m、滲透系數(shù)為20～200m/d的基坑中施工降水。管井井點(diǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單、排水量大、易于維護(hù)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。管井埋設(shè)管井填充濾料管井抽排水施工

如需降水深度較大，可采用深井井點(diǎn),適用于降水深度＞15m、滲透系數(shù)為10～250m/d的基坑。故稱為“深井泵法”。管井井點(diǎn)構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)管井小井管井深井井點(diǎn)PVC簡(jiǎn)易管井4噴射井點(diǎn)

是在井點(diǎn)管內(nèi)設(shè)特制的噴射器，用高壓水泵或空氣壓縮機(jī)向噴射器輸入高壓水或壓縮空氣，形成水氣射流,將地下水抽出排走。其降水深度可達(dá)8～20m。5電滲井點(diǎn)

電滲井點(diǎn)以井點(diǎn)管作負(fù)極，打入的鋼筋作正極，通入直流電后，土顆粒自負(fù)極向正極移動(dòng)，水則正極向負(fù)極移動(dòng)而被集中排出。本法常與輕型井點(diǎn)或噴射井點(diǎn)結(jié)合使用。電滲井點(diǎn)構(gòu)造與布置

7.2地鐵工程防排水技術(shù)結(jié)構(gòu)防水的設(shè)計(jì)原則、等級(jí)和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)1①“以防為主、防排結(jié)合、多道防線、剛?cè)峤Y(jié)合、綜合治理”；②堅(jiān)持以混凝土結(jié)構(gòu)自防水為主，柔性附加防水為輔；③結(jié)構(gòu)自防水為根本，采取措施控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，增強(qiáng)混凝土的抗?jié)B性能；④以變形縫、施工縫、穿墻管等特殊部位的接縫防水為重點(diǎn)；⑤選擇具有良好的物理和化學(xué)性能、抗?jié)B性和無(wú)毒性、耐刺穿性的防水材料，防水材料的壽命應(yīng)盡量與結(jié)構(gòu)混凝土壽命相匹配；⑥對(duì)于明挖地鐵車(chē)站，搞好降水與堵水，確保防水層（必須）在無(wú)明水條件下施做。

7.2地鐵工程防排水技術(shù)防水等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)不允許滲水，無(wú)濕漬二級(jí)不允許滲水，有少量、偶見(jiàn)的濕漬三級(jí)有少量漏水點(diǎn)，不得有線流和泥流，漏水量<0.5

L/（m2·d）四級(jí)有流水量，不得有線流和漏泥沙，漏水量<2.0

L/（m2·d）結(jié)構(gòu)防水的設(shè)計(jì)原則、等級(jí)和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)1地下鐵道結(jié)構(gòu)防水等級(jí)為：①地下鐵道車(chē)站及機(jī)電設(shè)備集中地段，防水等級(jí)為一級(jí)。②地下鐵道區(qū)間隧道及附屬工程，防水等級(jí)為二級(jí)或三級(jí)。

3.1

線路選線

7.2地鐵工程防排水技術(shù)地下鐵道結(jié)構(gòu)防水體系2結(jié)構(gòu)自防水接縫防水附加防水層

3.1

線路選線

7.2地鐵工程防排水技術(shù)地下鐵道結(jié)構(gòu)防水體系2防水混凝土防水原理（結(jié)構(gòu)自防水）

由于混凝土內(nèi)部存在大小不等的無(wú)數(shù)孔隙，水灰比過(guò)大時(shí)會(huì)形成毛細(xì)滲水通道和離析水孔隙，通過(guò)調(diào)整配合比和施工工藝，抑制和減少混凝土內(nèi)部孔隙的生成或改變混凝土內(nèi)部孔隙的特征，提高密實(shí)度，以截?cái)嗨鞯耐ǖ肋_(dá)到防水的目的。普通防水混凝土，外加劑防水混凝土

7.2地鐵工程防排水技術(shù)防水材料涂膜防水卷材防水自防水砼防水砂漿防水砼防水卷材屋面防水施工地下室防水施工防水涂料卷材防水外防外貼法外防內(nèi)貼法熱溶法冷粘法膠粘法防水砂漿瀝青膠細(xì)石砼圖7.2.1底板附加防水層施工圖7.2.2變形縫防水

7.2地鐵工程防排水技術(shù)3地下鐵道結(jié)構(gòu)防水施工

7.2地鐵工程防排水技術(shù)1.明挖法結(jié)構(gòu)防水

7.2地鐵工程防排水技術(shù)1.明挖法結(jié)構(gòu)防水（1）

外防外貼法

是將立面防水卷材直接鋪設(shè)在防水結(jié)構(gòu)的外墻外表面。

施工程序：澆筑墊層→砌永久性保護(hù)墻→砌300mm高臨時(shí)保護(hù)墻→墻上粉刷水泥砂漿找平層→轉(zhuǎn)角處鋪貼附加防水層→鋪貼底板防水層→澆筑底板和墻體砼→防水結(jié)構(gòu)外墻水泥砂漿找平層→立面防水層施工→驗(yàn)收、保護(hù)層施工。1.明挖法結(jié)構(gòu)防水（1）

外防外貼法

7.2地鐵工程防排水技術(shù)地下室外防外貼法施工

7.2地鐵工程防排水技術(shù)（2）

外防內(nèi)貼法

是在澆筑砼墊層后，將永久性保護(hù)墻全部砌好，將卷材鋪貼在墊層和永久保護(hù)墻上。外防內(nèi)貼法示意圖地下室外防內(nèi)貼法施工全景2.蓋挖法結(jié)構(gòu)防水

7.2地鐵工程防排水技術(shù)

蓋挖法結(jié)構(gòu)防水除采用結(jié)構(gòu)自防水外（抗?jié)B標(biāo)號(hào)不低于P8），并應(yīng)增設(shè)附加防水層組成多道防線。連續(xù)墻附加防水層按不同結(jié)構(gòu)形式采用兩種不同的方法。（1）夾層式的防水結(jié)構(gòu)夾層式的防水結(jié)構(gòu)，即在復(fù)合墻的地下連續(xù)墻與內(nèi)襯之間設(shè)置防水隔離層。（2）涂抹式防水結(jié)構(gòu)涂抹式防水結(jié)構(gòu)，即在單層墻的內(nèi)表面（經(jīng)處理過(guò)的），涂抹一