一种富水砂层废水泵房施工方法与流程

本申请涉及地铁区间废水泵房的技术领域，尤其是涉及一种富水砂层废水泵房施工方法。

背景技术：

为了收集地铁区间隧道渗漏水和消防废水，需在区间隧道最低点设置废水泵房，废水泵房主要由集水池、排水泵及压力排水管路组成。

普通地铁区间废水泵房采用与联络通道合建方式，即在联络通道下方挖掘布置，再施作钢筋混凝土底板及侧墙，废水从道床排水沟经预埋钢管流向集水池，然后经排水泵提升后排出。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：对于地铁区间废水泵房，由于两条地铁区间隧道的废水均排入该废水泵房内，因此废水泵房的容积要求较大，其相应的开挖范围和深度也较大，且施工层位于地下富水砂层中，施工过程中易发生涌水涌砂意外，地基失稳风险高。

技术实现要素：

为了减少废水泵房施工过程中发生涌水涌砂意外的可能性，降低地基失稳的风险，本申请提供一种富水砂层废水泵房施工方法。

本申请提供的一种富水砂层废水泵房施工方法采用如下的技术方案：一种富水砂层废水泵房施工方法，包括以下步骤：

s1、测量放线、定井位；

s2、井身开挖：地面以下3m内直接采用挖掘机开挖，3m以下采用人工挖土，龙门吊抓斗垂直提升土方，开挖完成后立即挂钢网架并喷砼；

s3、竖井封底：竖井侧壁施工完毕后，施工封底混凝土；

s4、施工联络通道及隧道：开挖联络通道及隧道，并同时施做联络通道、隧道的初衬、二衬及防水层；

s5、开挖废水泵房基坑：采用人工开挖方式在联络通道的中部开挖废水泵房；

s6、止浆墙施工：在废水泵房开挖土体表面施做止浆墙，止浆墙采用c30混凝土，止浆墙内嵌设有至少两层钢筋网片，止浆墙内固定安装有贯穿止浆墙的单向阀门；

s7、成孔施工；采用小型坑道钻机在止浆墙的外围钻孔，钻机钻杆采用组装式钻杆，在成孔过程中同时注入化学浆液；

s8、花管施工：废水泵房四周设置有单排花管，在s7中成孔完结后立即在孔内打入花管，施工顺序为隔一打一，花管插入开挖面以下，位于废水泵房四角的花管的外插角的范围为10-20度，花管打入完毕后进行注浆施工，浆液采用水泥、水玻璃双液浆；

s9、深孔注浆施工：所有的注浆孔呈梅花型布置在废水泵房底部，采用坑道钻机垂直钻入废水泵房底部开挖面以下，成孔过程采用化学浆液止水，钻进至设计标高后采用后退式注浆法，注入水泥、水玻璃双液浆；

s10、注浆效果检测：在废水泵房止浆墙及底部均匀设置检查孔，采用钻孔取芯法取样，取芯后对检查孔采用同样的深孔注浆方式进行注浆回填。

通过采用上述技术方案，井身开挖时，采用挖掘机开挖和人工挖土并用龙门吊抓斗垂直提升土方的方式，能够高效地进行竖井开挖的施工，竖井开挖完成后立即挂钢网架并喷砼能够降低涌水涌砂的风险，提高施工安全和竖井的建造质量。止浆墙作为废水泵房的结构墙体，能够降低土体发生涌水涌砂的风险，在止浆墙内嵌设至少两层钢筋网片能够加固止浆墙的结构强度；在施工过程中，如果发生涌水涌砂情况，可通过单向阀门直接向土体内注入化学浆液控制涌水涌砂情况，以备不时之需。采用组装式钻杆能够适应联络通道低矮的施工空间，使成孔施工高效开展；由于联络通道位于富水砂层，在成孔过程中同时注入化学浆液，能够极大地降低涌水涌砂的风险。采用隔一打一的方式打入花管能够减少施工的集中应力，使土体稳定；使位于废水泵房四角的花管倾斜向远离废水泵房的方向打入且花管的外插角的范围为10-20度，经花管深孔注浆后能够进一步加固止浆墙，进一步降低涌水涌砂的风险。将所有的注浆孔呈梅花型布置在废水泵房底部，能够均匀地经注浆孔向废水泵房底部注浆，提高废水泵房底部的密实性；钻进至设计标高后采用后退式注浆法，能够减少注浆孔的孔壁暴露的时间，降低涌水涌砂的风险。

可选的，在步骤s2中，先提前30天降水，再开挖竖井基坑，开挖竖井基坑前，先在井口周边施做竖井锁口圈及其上矮墙。

通过采用上述技术方案，提前30天降水能够软化竖井处的土质，利于开挖竖井；开挖竖井基坑前，在井口周边施做竖井锁口圈及其上矮墙作为竖井中心的参照物，利于实时定位竖井中心，锁口圈及其上矮墙还能够加固竖井周围的土体，避免土体坍塌，确保竖井开挖的顺利施工。

可选的，在步骤s2中，在喷射砼之前，检查开挖断面尺寸，清除危石和墙脚的岩碴，当受喷面有涌水、淋水、集中出水点时，先进行引排水处理，用水或风将开挖面的粉尘和杂物清理干净，初支成型之后及时喷护，喷射砼采用湿喷工艺，采用湿喷机一次喷射砼覆盖钢网架，喷射时，先开外加剂，后开风，再送料，以易粘接、回弹量小、表面湿润光泽为准。

通过采用上述技术方案，清除危石和墙脚的岩碴能够提高喷射砼的施工质量；采用湿喷法能够提高竖井井壁的施工质量，在砼内加入外加剂能够提高砼的粘接性，砼凝固后能够提高竖井井壁的强度，且降低竖井井壁的回弹量，提高井壁的表面光泽。

可选的，在步骤s2中，喷嘴与岩面始终保持垂直。

通过采用上述技术方案，使喷嘴与岩面始终保持垂直能够使喷嘴喷出的砼均匀地喷射在竖井井壁的土体表面，提高竖井的施工质量和尺寸精度。

可选的，在步骤s2中，喷射作业分段、分片、分层，由下而上顺序进行，有较大凹洼处，先喷射填平。

通过采用上述技术方案，先喷射填平较大凹洼处能够提高竖井的施工质量和尺寸精度，由于喷射在井壁土体表面的砼在重力作用下不可避免地向井底方向流动，喷射作业采用分段、分片、分层、由下而上顺序进行，能够利用砼的流动性，减少砼的浪费，节约砼的用量，降低施工成本。

可选的，在步骤s2中，外加剂的掺量占比范围为5%-10%，外加剂添加完毕后，在湿喷机内搅拌均匀，喷射砼时，使喷层表面平整、光滑，少干斑或滑移流淌现象。

通过采用上述技术方案，总结大量实际施工经验，使外加剂的掺量占比范围为5%-10%能够使砼的各项性能达到较优的程度；先在湿喷机内将外加剂与砼搅拌均匀能够提高砼的整体性能一致性，提高竖井的施工质量，能够使喷层表面更加平整、光滑，减少干斑或滑移流淌现象的发生。

可选的，在步骤s6中，止浆墙施工时预留有安装口，安装口内通过膨胀螺栓固定连接有薄钢板，单向阀门贯穿薄钢板且与薄钢板固定连接，单向阀门贯穿止浆墙并嵌入土体内，单向阀门安装完成后浇筑混凝土封填安装口并露出单向阀门的注液口。

通过采用上述技术方案，安装口为薄钢板及单向阀门提供安装位置，使薄钢板及单向阀门均能够稳定地嵌入止浆墙内，单向阀门安装完成后浇筑混凝土封填安装口既能够进一步加固单向阀门的安装牢固度，又能够保持止浆墙的完整性，提高止浆墙的强度；如果发生涌水涌砂情况，通过单向阀门直接向土体内注入化学浆液控制涌水涌砂情况，以备不时之需。

可选的，在步骤s7中，成孔施工需止浆墙混凝土强度达到设计强度的85%后可进行成孔作业，钻机调整好角度后在止浆墙附近直接钻进土体内进行成孔作业。

通过采用上述技术方案，止浆墙混凝土强度达到设计强度的85%后，止浆墙达到较高的硬度和强度，此时钻机在止浆墙附近直接钻进土体内进行成孔作业不会对止浆墙产生影响。

可选的，在步骤s8中，花管与土体之间的空隙填充硬质橡胶圈并打入钢套管挤紧硬质橡胶圈。

通过采用上述技术方案，钢套管能够挤紧硬质橡胶圈，使硬质橡胶圈稳定地封闭花管的底端外围区域；硬质橡胶圈能够降低花管在注浆过程中产生漏浆、冒浆等情况的风险。

可选的，在步骤s9中，在废水泵房坑底注浆完成后，钻杆提升的过程中仍采用后退式注浆，且在开挖土体中注入水泥、水玻璃双液浆。

通过采用上述技术方案，在钻杆提升的过程中采用后退式注浆，能够减少注浆孔暴露的时间，降低涌水涌砂的风险，同时，能够使废水泵房坑底内的砂土具有良好的直立性和稳定性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置止浆墙，止浆墙作为废水泵房的结构墙体，能够降低土体发生涌水涌砂的风险，在止浆墙内嵌设至少两层钢筋网片能够加固止浆墙的结构强度；

2.通过设置单向阀门，在施工过程中，如果发生涌水涌砂情况，可通过单向阀门直接向土体内注入化学浆液控制涌水涌砂情况，以备不时之需；

3.通过在废水泵房四周设置单排花管，经花管深孔注浆后能够进一步加固止浆墙，进一步降低涌水涌砂的风险。

附图说明

图1是本申请实施例的一种富水砂层废水泵房施工方法的结构示意图；

图2是体现钢筋网片的剖视图；

图3是体现花管的结构示意图；

图4是体现注浆孔的结构示意图。

附图标记说明：1、竖井；11、锁口圈；12、上矮墙；2、联络通道；3、隧道；4、废水泵房；41、注浆孔；5、止浆墙；51、安装口；52、钢筋网片；6、单向阀门；61、薄钢板；62、膨胀螺栓；7、花管；71、硬质橡胶圈；72、钢套管。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种富水砂层废水泵房施工方法，富水砂层废水泵房施工方法包括以下步骤：

s1、参照图1，根据施工图纸使用水准仪、经纬仪在施工现场测量确定竖井1的中心位置并放线定位。

s2、参照图1，提前30天在竖井1开挖处降水以软化土体，30天后开挖竖井1基坑，开挖竖井1基坑前，先在井口周边施做竖井1锁口圈11及其上矮墙12。

参照图1，地面以下3m内直接采用挖掘机开挖竖井1，3m以下采用人工开挖竖井1，竖井1井口上方固定设置有龙门吊，龙门吊抓斗垂直提升开挖的竖井1土方，竖井1开挖完成后立即在竖井1土体表面挂钢网架并喷砼。

参照图1，竖井1开挖完毕后，往竖井1井壁表面喷射砼之前，检查竖井1开挖断面尺寸，清除危石和墙脚的岩碴，当受喷面有涌水、淋水、集中出水点时，先进行引排水处理，用水或风将开挖面的粉尘和杂物清理干净，初支成型之后及时喷护。

参照图1，喷射砼采用湿喷工艺，采用湿喷机一次喷射砼覆盖钢网架，喷射作业分段、分片、分层，由下而上顺序进行，有较大凹洼处，先喷射填平。先喷射填平较大凹洼处能够提高竖井1的施工质量和尺寸精度，由于喷射在井壁土体表面的砼在重力作用下不可避免地向井底方向流动，喷射作业采用分段、分片、分层、由下而上顺序进行，能够利用砼的流动性，减少砼的浪费，节约砼的用量，降低施工成本。

参照图1，砼内掺入有外加剂，外加剂的掺量占比范围为5%-10%，外加剂添加完毕后，使用外部搅拌机在湿喷机内搅拌均匀，先在湿喷机内将外加剂与砼搅拌均匀能够提高砼的整体性能一致性，提高竖井1的施工质量。喷射时，先开外加剂，后开风，再送料，使湿喷机的喷嘴与岩面始终保持垂直，使喷层表面平整、光滑，少干斑或滑移流淌现象，以易粘接、回弹量小、表面湿润光泽为竖井1井壁的施工表准。

s3、参照图1，竖井1的周向侧壁施工完毕后，对竖井1的底部浇筑混凝土封底。

s4、参照图1，在竖井1的周向内壁在靠近竖井1底部处水平开挖联络通道2及隧道3，并同时依次施做联络通道2和隧道3的初衬、二衬及防水层，联络通道2连通隧道3和竖井1。

s5、参照图1和图2，采用人工开挖方式在联络通道2的中部开挖废水泵房4形成废水泵房4基坑。

s6、参照图2和图3，在废水泵房4基坑土体表面固定连接至少两层钢筋网片52，随后喷射c30混凝土施做止浆墙5，钢筋网片52作为止浆墙5的骨架能够加固止浆墙5的结构强度。

参照图2和图3，止浆墙5施工时预留有朝向废水泵房4内部的安装口51，安装口51内通过膨胀螺栓62固定连接有薄钢板61，薄钢板61被贯穿固定有单向阀门6，单向阀门6贯穿止浆墙5并嵌入土体内，单向阀门6安装完成后浇筑混凝土封填安装口51并露出单向阀门6的注液口。如果发生涌水涌砂情况，通过单向阀门6直接向土体内注入化学浆液控制涌水涌砂情况，以备不时之需。

s7、参照图2和图3，在止浆墙5混凝土强度达到设计强度的85%后进行成孔作业，钻机调整好角度后在止浆墙5附近直接钻进土体内进行成孔作业。止浆墙5混凝土强度达到设计强度的85%后，止浆墙5达到较高的硬度和强度，此时钻机在止浆墙5附近直接钻进土体内进行成孔作业不会对止浆墙5产生影响。

参照图2和图3，采用小型坑道钻机在止浆墙5的外围钻单排孔，成孔施工顺序隔一打一，钻机钻杆采用组装式钻杆，在成孔过程中同时注入化学浆液，在成孔施工过程中能够极大地降低涌水涌砂的风险。

s8、参照图3和图4，废水泵房4四周的土体内插入有单排花管7，花管7自身开设有多个注浆孔41，在成孔完结后立即在孔内打入花管7，施工顺序为隔一打一，花管7插入开挖面以下，位于废水泵房4四角的花管7向远离废水泵房4的方向倾斜，且外插角的范围为10-20度。花管7与土体之间的空隙填充有硬质橡胶圈71并打入钢套管72挤紧硬质橡胶圈71，钢套管72能够挤紧硬质橡胶圈71，使硬质橡胶圈71稳定地封闭花管7的底端外围区域，硬质橡胶圈71能够降低花管7在注浆过程中产生漏浆、冒浆等情况的风险。最后经花管7进行深孔注浆施工，浆液采用水泥、水玻璃双液浆。

参照图3和图4，经花管7深孔注浆后能够进一步加固止浆墙5，进一步降低废水泵房4涌水涌砂的风险。

s9、参照图3和图4，采用坑道钻机垂直钻入废水泵房4底部开挖面以下进行深孔注浆施工，成孔过程采用化学浆液止水，所有的注浆孔41呈梅花型矩阵布置在废水泵房4底部，在废水泵房4坑底注浆完成后，钻杆提升的过程中仍采用后退式注浆，且在开挖土体中注入水泥、水玻璃双液浆。在钻杆提升的过程中采用后退式注浆，能够减少注浆孔41暴露的时间，降低涌水涌砂的风险，同时，能够使废水泵房4坑底内的砂土具有良好的直立性和稳定性。

s10、参照图2和图3，在废水泵房4止浆墙5及底部均匀设置检查孔，采用钻孔取芯法取样，取芯后对检查孔采用同样的深孔注浆方式进行注浆回填。

本申请实施例一种富水砂层废水泵房施工方法的实施原理为：根据施工图纸使用水准仪、经纬仪在施工现场测量确定竖井1的中心位置并放线定位。

提前30天在竖井1开挖处降水以软化土体，30天后开挖竖井1基坑，开挖竖井1基坑前，先在井口周边施做竖井1锁口圈11及其上矮墙12。地面以下3m内直接采用挖掘机开挖竖井1，3m以下采用人工开挖竖井1，龙门吊抓斗垂直提升开挖的竖井1土方。

竖井1开挖完毕后，检查竖井1开挖断面尺寸，清除危石和墙脚的岩碴，当受喷面有涌水、淋水、集中出水点时，先进行引排水处理，用水或风将开挖面的粉尘和杂物清理干净，初支成型之后及时喷砼。

喷射砼采用湿喷工艺，采用湿喷机一次喷射砼覆盖钢网架，喷射作业分段、分片、分层，由下而上顺序进行，有较大凹洼处，先喷射填平。先喷射填平较大凹洼处能够提高竖井1的施工质量和尺寸精度，喷射作业采用分段、分片、分层、由下而上顺序进行。

砼内掺入掺量占比范围为5%-10%的外加剂，外加剂添加完毕后，使用外部搅拌机在湿喷机内搅拌均匀。

喷射时，先开外加剂，后开风，再送料，使湿喷机的喷嘴与岩面始终保持垂直，使喷层表面平整、光滑，少干斑或滑移流淌现象，以易粘接、回弹量小、表面湿润光泽为竖井1井壁的施工表准。竖井1的周向侧壁施工完毕后，对竖井1的底部浇筑混凝土封底。

在竖井1的周向内壁在靠近竖井1底部处水平开挖联络通道2及隧道3，并同时依次施做联络通道2和隧道3的初衬、二衬及防水层，联络通道2连通隧道3和竖井1。

采用人工开挖方式在联络通道2的中部开挖废水泵房4形成废水泵房4基坑。在废水泵房4基坑土体表面固定连接至少两层钢筋网片52，随后喷射c30混凝土施做止浆墙5，止浆墙5施工时预留朝向废水泵房4内部的安装口51，安装口51内通过膨胀螺栓62固定连接薄钢板61及单向阀门6，单向阀门6贯穿止浆墙5并嵌入土体内，单向阀门6安装完成后浇筑混凝土封填安装口51并露出单向阀门6的注液口。如果发生涌水涌砂情况，通过单向阀门6直接向土体内注入化学浆液控制涌水涌砂情况，以备不时之需。

在止浆墙5混凝土强度达到设计强度的85%后进行成孔作业，钻机调整好角度后在止浆墙5附近直接钻进土体内进行成孔作业。采用小型坑道钻机在止浆墙5的外围钻单排孔，成孔施工顺序隔一打一，钻机钻杆采用组装式钻杆，在成孔过程中同时注入化学浆液。

在成孔完结后立即在孔内打入花管7，施工顺序为隔一打一，花管7插入开挖面以下，位于废水泵房4四角的花管7向远离废水泵房4的方向倾斜，且外插角的范围为10-20度。硬质橡胶圈71能够降低花管7在注浆过程中产生漏浆、冒浆等情况的风险。最后经花管7进行深孔注浆施工，浆液采用水泥、水玻璃双液浆。

采用坑道钻机垂直钻入废水泵房4底部开挖面以下进行深孔注浆施工，成孔过程采用化学浆液止水，所有的注浆孔41呈梅花型布置在废水泵房4底部，在废水泵房4坑底注浆完成后，钻杆提升的过程中仍采用后退式注浆，且在开挖土体中注入水泥、水玻璃双液浆。

在废水泵房4止浆墙5及底部均匀设置检查孔，采用钻孔取芯法取样，取芯后对检查孔采用同样的深孔注浆方式进行注浆回填。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。