【摘要】淺談了地鐵暗挖隧道結構處于含水層與隔水層交替出現的復雜地質條件下，由于層間水的滲流作用，引起隧道隔水層界面流砂，進而造成結構施工困難，嚴重影響結構施工工期及施工安全時，在洞內采取真空降水措施，可有效的解決由于層間殘留水對結構施工的影響問題，降低工程風險。

【關鍵詞】地鐵隧道施工；洞內降水；真空降水；輔助措施

隨著中國經濟的急速發(fā)展，超大型城市應運而生，但是隨著城市規(guī)模的不斷擴大，交通擁堵問題成為了制約城市經濟發(fā)展的難題之一。以地鐵為代表的軌道交通，成為解決超大城市交通擁堵病一種重要手段，在近二十年中得到了快速發(fā)展，以北京為例已開通地鐵里程超過500公里，預計2020年達到1000公里。

北京地鐵大部分穿行于市區(qū)繁華區(qū)域，而北京地區(qū)地質條件又以厚度較大的第四系堆積物為主，地下水位埋藏較淺，暗挖隧道施工往往受到地下水滲流作用的影響，極易造成隧道內涌水、流砂，嚴重則引起隧道結構坍塌，造成質量及安全事故，所以暗挖隧道施工往往需輔助于隧道外降水工程，但由于區(qū)域地質條件復雜，在多層含水層和隔水層的影響下，隧道內常出現局部殘留涌水，對結構施工造成較大影響，因此降水洞內輔助措施的應用就顯得尤為必要。

1.工程背景

1.1工程概況

北京地鐵X線某區(qū)間出入段線采用暗挖法+明挖法施工，區(qū)間結構埋深為0～15m。隧道自上而下地層情況為：粉土、粉質粘土、粉細砂、粉質粘土、中粗砂。隧道底部偏上主要為起伏不平的粉質粘土隔水層，中拱上部大部分為粉細砂層，隧道底部以下部分區(qū)域揭露中粗砂層。

1.2場區(qū)地下水情況

本場區(qū)內主要賦存二層地下水，自上至下分別為第一層為上層滯水，僅部分鉆孔揭露，第二層為潛水。

第一層：上層滯水（一）：含水層巖性為粉土②層、粉土③層以及局部填土層，水位標高為22.02～21.11m，水位埋深3.4～4.7m，該層水分布不連續(xù)，透水性較差。

第二層：潛水（二）：含水層巖性為粉細砂④3層，鉆孔揭露含水層厚度0.4～3.8m，水位標高為14.24～11.82m，水位埋深為10.35～13.38m，分布較連續(xù)。

2.隧道暗挖過程中受到地下水影響原因分析及處理措施

2.1受到地下水影響原因分析

隧道暗挖段主要受到潛水（二）影響，隧道開挖大部分處于粉細砂層，并且局部隧道底部偏上存在連續(xù)的粉質粘土隔水層，隧道與地層關系見圖1。暗挖施工過程中，在隧道底部粉細砂與粉質粘土交界面，出現無規(guī)律的層間涌水，伴隨有流砂現象發(fā)生，初支結構后面底部出現局部流空，錨噴混凝土困難，嚴重影響施工進度，并且有造成上部粉細砂層坍塌的風險。

本工程采用隧道外抽滲結合管井降水，在隧道兩側按6米間隔均勻布置，施工過程中，降水井水位監(jiān)測結果均滿足降水設計要求，可排除降水工程不利造成的影響。由此，在結合地層情況分析可知，層間涌水位置為粉砂層與粉質粘土交界面處，受粉砂層滲透性不良及粉質粘土隔水層起伏不平的雙重影響，導致潛水（二）層難以疏干，當隧道結構面臨空時，水在自重作用下向臨空面流出。

2.2處理措施

在出現粉砂層流砂后，引起了隧道中上部粉細砂層坍塌，增加了初支及錨噴的難度，嚴重拖延了施工進度，并且從地面沉降監(jiān)測點監(jiān)測數據反饋的信息分析，流砂亦加劇了區(qū)域地面沉降，對周邊環(huán)境及隧道施工造成極大的安全隱患。

根據上述原因分析及多次論證，決定采用洞內真空管降水輔助措施，在隧道底部斷面粉砂層與粘性粉土交界面及交界面以上50cm處對稱布設真空管，斜下向外側打插，真空管單根長度為5m，外傾及向前下傾角度均為30°。

集水主管采用Φ75mm鋼管，按0.5m間距布置支管連接口，支管采用Φ32mm鋼管，管身按10cm間距梅花型布置6mm透水孔，管外螺旋包100目濾網，降低粉細砂流失率。

2.3降水效果

采用斷面真空降水處理措施后，通過真空抽水，在斷面開挖前超前將層間涌水排走，使斷面開挖時基本處于無水作業(yè)狀態(tài)，減小了由于層間涌水滲流引起的流砂對結構施工及安全的影響，加快了工程進度，并且由地面沉降監(jiān)測點的監(jiān)測結果可知，通過該措施對地面沉降的控制也起到了很好的促進作用。

3.結語

1）在暗挖隧道施工過程中，隧道結構處于含水層與隔水層交替出現的復雜地質條件下，往往在隔水層界面常出現層間涌水，特別是上層含水層顆粒較小，滲透性差，通過洞外降水的方法很難達到疏干的效果，因此為減少由于層間涌水滲流而造成流砂等影響，在洞內采取的真空降水措施是必要的，是對保證結構安全、順利施工及減少沉降對周邊的影響有著積極作用和良好效果的。

2）在結構施工前，通過分析隧道所處的地勘資料，可初步預判出結構易受層間涌水影響的范圍，可酌情考慮不采用全隧道范圍洞外降水，而是在重點區(qū)域采用局部洞外降水配合洞內降水的措施。這樣既可以降低工程成本，亦可減少抽排地下水量，降低由于工程降水對周邊環(huán)境的影響。

3）洞內真空降水措施沿洞壁兩側底部布置，大大減小了降水管對結構開挖施工的影響，并且在施工過程中降水管可反復利用，降水工程維護費用低。

4）暗挖結構施工過程中及時進行超期探測，根據探測結果靈活控制降水管數量及抽水情況，做到邊超期探測，邊布置降水管，邊抽水，可避免不必要的經濟及資源浪費。

參考文獻

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作者簡介

張新偉（1982-），男，北京市地質工程勘察院，工程師。