[发明专利]高承压水地区超深基坑的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通及隧道类，具体的讲是涉及一种高承压水地区超深基坑的施工方法。

背景技术

现有技术中用于承压水地区隧道工作井、中间风井基坑的设计与施工方法有如下几种：

第一种是降承压水明挖框架逆作法，该方法的设计思路是：采用地下连续墙(或钻孔桩、咬合桩以及相应的隔水帷幕)作为围护结构，内支撑(钢支撑或混凝土支撑)作为支护结构，在围护结构做好后先进行基坑内降承压水施工，在承压水水头降到设计要求的标高后进行基坑开挖施工，架设或浇筑内支撑，直至开挖到坑底浇筑好底板，再逐步向上回筑内部结构。该方法的优点是，施工比较方便，施工质量能够保证。该方法的缺点是，降承压水对周边环境影响存在不确定因素，且影响范围比较广；在承压水头较高的地区，如果承压水层的含水量丰富，渗透系数比较大，需要降的承压水水头较高，抽水量可能很大，对井点布置和现场排水要求比较高；降承压水的时间很长，对施工管理和现场的供电需求较高，断电时应急方案实施难度高，坑内降压井封闭有相当风险。

第二种是隔断承压水明挖顺作法，该方法的设计思路是：采用地下连续墙(或钻孔桩、咬合桩以及相应的隔水帷幕)作为围护结构，隔水帷幕插入承压水层底下的不透水层一定深度，然后同样采用内支撑(钢支撑或混凝土支撑)作为支护结构，在围护结构做好后进行基坑开挖施工，架设或浇筑内支撑，直至开挖到坑底浇筑好底板，再逐步向上回筑内部结构。该方法的优点是，基坑开挖阶段不需要降承压水，施工风险以及对周围环境的影响相对较小；施工质量能够保证。该方法的缺点是，隔水帷幕的深度大，特别是在承压水层较厚且埋深较深的情况下，隔水帷幕插入深层基岩，对施工工艺和施工机械的要求非常高，施工难度大，且施工质量不一定能够保证；工程造价比较高。

第三种方式是沉井法，沉井有封底沉井、不封底沉井，封底沉井下沉速度比较慢，在超深基坑中如采用封底沉井施工工期会比较长。沉井下沉可以排水下沉，也可以不排水下沉，下面仅介绍超深基坑中常用的不封底沉井并采用不排水下沉。该方法的设计思路是，在地面上根据结构形状用钢筋混凝土分段(或一次)制作井筒作为基坑坑壁的支撑，在井壁的保护下，用机械和人工在井内挖土，使沉井在自重作用下沉入土中。沉井下沉达到设计标高后，用混凝土进行水下封底，抽水后按使用要求浇筑内部结构。该方法的优点是，沉井下沉过程中无需设置其它围护结构及支撑，与明挖法相比，简化了施工；在地面上浇筑井壁，施工质量能够保证，整体刚度较大，且防水可靠；工程造价相对较低；可就地制作，所需机械设备简单；不需要降承压水。该方法的缺点是，承压水水头高地区，在不降承压水水头的情况下，沉井封底难度很高；沉井下沉过程中容易出现突然下沉、涌砂(特别是在含水量丰富的亚砂土或砂层)、倾斜和偏移、沉不下去的情况；沉井的下沉标高不好控制，容易出现超沉，在精度要求较高的工程中，存在一定的风险，例如地铁线路坡度较大时，沉井超沉对其影响较大；另外沉井施工对周围环境影响较大，而且影响范围较广，周围地面容易出现下沉，开裂等，对周边的环境保护效果较差。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种高承压水地区超深基坑的施工方法，该方法采用地下连续墙(或钻孔桩、咬合桩以及相应的隔水帷幕)作为围护结构，内支撑(钢支撑或混凝土支撑)作为支护结构，在满足规范要求的抗承压水安全系数的前提下明挖施工至一定标高(即对承压水层不作降压处理或者仅稍微降低承压水头)，在明挖法开挖过程中，浇筑好围檩、支撑及上部的侧墙，然后往基坑内注入水(注水高度以开挖到坑底能抵抗承压水并满足一定安全系数为准)，水下开挖到底板标高并超挖一定深度进行水下封底混凝土浇筑，而后抽除基坑内水，浇筑底板并回筑剩余的内部结构。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种高承压水地区超深基坑的施工方法，其特征在于基坑开挖时采用干挖与水下开挖相结合，即在一定深度范围内采用疏干基坑内土体后直接干挖，之后需往基坑内注水后采用水下开挖。

所述干挖与水下开挖相结合的施工方法包括如下的步骤：A.施作围护结构；B.进行基坑内、外部分土体的加固施工；C.疏干基坑内土体，沿基坑深度从上至下依次挖土至各道支撑底部，架设或浇筑围檩、支撑及相应的侧墙，直至浇筑好最后一道支撑；D.往基坑内注水至设计标高，之后水下开挖至封底混凝土底部；E.水下浇筑封底混凝土层；F.抽除基坑内水，并浇筑结构底板，并回筑剩余的内部结构。

所述的注水设计标高以基坑开挖到坑底能抵抗承压水并满足规范要求的安全系数为准。