地鐵站排水及暗挖技術(shù)施工方案詳解引言地鐵站作為城市地下交通的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，其施工環(huán)境復(fù)雜多變，技術(shù)要求嚴(yán)苛。其中，排水系統(tǒng)的可靠性與暗挖施工的安全性，直接關(guān)系到工程的成敗、施工進(jìn)度及后期運(yùn)營(yíng)安全。本文將結(jié)合工程實(shí)踐，從排水系統(tǒng)的整體規(guī)劃到具體暗挖工法的應(yīng)用，進(jìn)行系統(tǒng)性的闡述與剖析，旨在為類似工程提供具有實(shí)操性的技術(shù)參考。一、地鐵站排水系統(tǒng)施工方案（一）工程概況與水患分析在地鐵站施工前，需對(duì)工程所處區(qū)域的水文地質(zhì)條件進(jìn)行詳盡勘察。這包括地下水位的埋深、含水層的分布與滲透性、周邊地表水系的分布及動(dòng)態(tài)變化，以及可能存在的上層滯水、孔隙水、裂隙水乃至承壓水等。水患的來源多樣，可能是大氣降水的下滲、周邊水體的補(bǔ)給，或是施工擾動(dòng)引發(fā)的地下水匯集。準(zhǔn)確識(shí)別這些水源，并評(píng)估其對(duì)施工可能造成的影響，是制定有效排水方案的前提。例如，在富水地層或臨近江河湖海的區(qū)域，排水方案的設(shè)計(jì)需更為審慎，以防突水、涌泥等災(zāi)害。（二）排水系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)地鐵站排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“以防為主、排堵結(jié)合、因地制宜、經(jīng)濟(jì)合理”的原則。系統(tǒng)通常由集水、排水、降水（如需）等環(huán)節(jié)構(gòu)成。1.排水原則：優(yōu)先考慮自然排水，當(dāng)自然排水無法滿足要求時(shí)，輔以機(jī)械排水。同時(shí)，需考慮施工各階段（如基坑開挖、結(jié)構(gòu)施工、裝修階段）的排水特點(diǎn)，做到動(dòng)態(tài)調(diào)整。2.系統(tǒng)構(gòu)成：*集水系統(tǒng)：通過設(shè)置集水井、排水溝、截水溝等，將施工區(qū)域內(nèi)的滲水、雨水、施工廢水等匯集起來。集水井的布置應(yīng)結(jié)合基坑（或隧道）的形狀、大小及水流方向，確保有效集水。*排水系統(tǒng)：利用水泵將集水井中的水排出施工區(qū)域。水泵的選型需根據(jù)涌水量、揚(yáng)程等參數(shù)確定，并應(yīng)考慮一定的備用系數(shù)，防止因水泵故障導(dǎo)致排水中斷。排水管路的布置應(yīng)短捷、順暢，避免迂回。*降水系統(tǒng)（特殊情況下）：對(duì)于地下水位較高、滲透性較好的地層，單純的集排水可能難以控制水位，此時(shí)需考慮采用井點(diǎn)降水、深井降水等措施，預(yù)先降低施工區(qū)域的地下水位，為干作業(yè)創(chuàng)造條件。（三）施工階段排水技術(shù)措施1.基坑開挖階段排水：*地表排水：在基坑周邊設(shè)置截水溝，防止地表雨水流入基坑。同時(shí)，對(duì)基坑周邊地面進(jìn)行硬化處理，并設(shè)置排水坡度。*坑內(nèi)排水：在基坑底部四周或中央設(shè)置排水溝和集水井。排水溝應(yīng)具有一定的坡度，確保水流能順利匯入集水井。集水井內(nèi)水泵應(yīng)保持連續(xù)工作，并派專人值守，確保水位始終低于作業(yè)面一定高度。對(duì)于砂性土或易坍塌地層，排水溝可采用磚砌或混凝土澆筑，防止溝壁坍塌。2.暗挖隧道施工排水：*掌子面積水排除：在隧道掌子面附近設(shè)置小型集水坑，利用小型潛水泵及時(shí)排除掌子面滲出的地下水和施工廢水，防止積水影響開挖作業(yè)和土體穩(wěn)定。*隧道縱向排水：根據(jù)隧道坡度，在隧道底部設(shè)置臨時(shí)排水溝，將水引向區(qū)間集水井或車站集水井。對(duì)于反坡施工段，需分段設(shè)置集水井和排水泵，進(jìn)行接力排水。*排水設(shè)備保障：隧道內(nèi)排水設(shè)備應(yīng)選用防爆、防水型，確保在潮濕環(huán)境下安全運(yùn)行。同時(shí)，需配備足夠的備用泵和管路，應(yīng)對(duì)突發(fā)涌水情況。3.特殊情況處理：*雨季排水：雨季來臨前，需對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查和維護(hù)，確保設(shè)備完好、管路暢通。適當(dāng)增加排水設(shè)備的數(shù)量和功率，儲(chǔ)備足夠的防汛物資。*突發(fā)涌水應(yīng)對(duì)：制定詳細(xì)的突發(fā)涌水應(yīng)急預(yù)案。一旦發(fā)生涌水，應(yīng)立即啟動(dòng)預(yù)案，采取加密集水井、加大抽排能力、必要時(shí)進(jìn)行注漿堵水等措施，防止事態(tài)擴(kuò)大。（四）水質(zhì)處理與環(huán)保措施施工排水需進(jìn)行必要的處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后方可排放，避免對(duì)周邊水體造成污染?？稍谂潘隹谔幵O(shè)置沉淀池，對(duì)水中的泥沙進(jìn)行初步沉淀。對(duì)于含有油污等有害物質(zhì)的施工廢水，還需進(jìn)行專門處理。二、地鐵站暗挖技術(shù)施工方案（一）暗挖工法選擇與適用性分析暗挖法施工是在地下水位以下或復(fù)雜地層中，不挖開地面，通過地下作業(yè)修建隧道和地下結(jié)構(gòu)的方法。常用的暗挖工法包括新奧法（NATM）、淺埋暗挖法（CRD法、CD法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中隔壁法等）、盾構(gòu)法等。選擇何種工法，需綜合考慮工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、周邊環(huán)境（地面建筑物、地下管線、交通狀況）、隧道埋深、斷面大小與形狀、工期要求及經(jīng)濟(jì)性等因素。*淺埋暗挖法：適用于城市市區(qū)，地表沉降控制要求高，地層條件較差（如軟弱圍巖、砂土、卵石土等）的淺埋隧道。其核心思想是“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)”。通過分區(qū)分段開挖，并及時(shí)施作初期支護(hù)，控制圍巖變形，保護(hù)周邊環(huán)境。*盾構(gòu)法：適用于地層相對(duì)穩(wěn)定、隧道較長(zhǎng)、斷面規(guī)則的情況，具有施工速度快、對(duì)地面交通和環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。但盾構(gòu)機(jī)設(shè)備投入大，對(duì)工程地質(zhì)條件適應(yīng)性有一定限制。本文將重點(diǎn)闡述在復(fù)雜地層條件下，應(yīng)用廣泛的淺埋暗挖法施工技術(shù)。（二）超前地質(zhì)預(yù)報(bào)與圍巖加固暗挖施工的首要風(fēng)險(xiǎn)來自于未知的地質(zhì)條件和可能的突水突泥。因此，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是確保施工安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。1.超前地質(zhì)預(yù)報(bào)：采用地質(zhì)雷達(dá)、超前鉆探（水平鉆探、垂直鉆探）、地震波法等多種手段相結(jié)合的方法，對(duì)掌子面前方地層巖性、富水性、軟弱夾層、斷層破碎帶等進(jìn)行探測(cè)，為動(dòng)態(tài)調(diào)整施工參數(shù)和支護(hù)措施提供依據(jù)。2.圍巖加固與超前支護(hù)：根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果，對(duì)不良地層或可能發(fā)生失穩(wěn)的地段，需進(jìn)行超前加固處理。*超前小導(dǎo)管注漿：在掌子面開挖前，沿隧道周邊一定角度打入小導(dǎo)管，并通過小導(dǎo)管向圍巖注入水泥漿或化學(xué)漿液，形成加固圈，防止開挖后圍巖坍塌、滲水。*管棚支護(hù)：對(duì)于洞口段、斷層破碎帶等特別軟弱或有較大涌水風(fēng)險(xiǎn)的地段，可采用大管棚進(jìn)行超前支護(hù)。管棚通常采用鋼管，沿隧道輪廓線外一定距離環(huán)向布置，形成強(qiáng)大的防護(hù)拱。*圍巖注漿加固：對(duì)于富水地層或松散地層，可進(jìn)行全斷面或局部圍巖注漿，改良圍巖性質(zhì)，提高其穩(wěn)定性和抗?jié)B性。（三）開挖工藝與初期支護(hù)1.開挖方法：淺埋暗挖法常用的開挖方法有臺(tái)階法、CRD法（交叉中隔壁法）、CD法（中隔壁法）、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。選擇開挖方法時(shí)，需考慮對(duì)圍巖擾動(dòng)的大小、支護(hù)的及時(shí)性以及施工效率。*臺(tái)階法：將隧道斷面分成上下兩個(gè)或多個(gè)臺(tái)階進(jìn)行開挖，適用于穩(wěn)定性較好的地層。*CRD法/CD法：將隧道斷面分成多個(gè)小導(dǎo)洞，分步開挖，及時(shí)施作中隔壁和臨時(shí)仰拱，適用于斷面較大、地層穩(wěn)定性較差的情況，能有效控制地表沉降。*雙側(cè)壁導(dǎo)坑法：先開挖隧道兩側(cè)的導(dǎo)坑，施作初期支護(hù)后，再開挖中間土體，適用于圍巖條件極差、地表沉降要求嚴(yán)格的大斷面隧道。2.開挖參數(shù)控制：嚴(yán)格控制循環(huán)進(jìn)尺，短開挖，快支護(hù)。每次開挖后，應(yīng)及時(shí)清除虛碴，檢查圍巖狀況。3.初期支護(hù)：初期支護(hù)是暗挖施工中控制圍巖變形、保證施工安全的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，通常由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼拱架（格柵拱架或型鋼拱架）等組合而成。*噴射混凝土：應(yīng)緊跟開挖面施作，盡快封閉圍巖，防止圍巖暴露時(shí)間過長(zhǎng)而失穩(wěn)。噴射混凝土需保證強(qiáng)度和厚度，并注意與圍巖的密貼。*錨桿：通過錨桿將表層圍巖與深部穩(wěn)定圍巖錨固在一起，提高圍巖的自承能力。*鋼筋網(wǎng)與鋼拱架：增強(qiáng)噴射混凝土的整體性和抗彎能力，尤其是在軟弱破碎地層中，鋼拱架能提供及時(shí)、強(qiáng)大的支護(hù)抗力。鋼拱架的安裝應(yīng)確保位置準(zhǔn)確、連接牢固，并與圍巖密貼。（四）二次襯砌施工二次襯砌是隧道的永久承載結(jié)構(gòu)，在初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定后施作。1.施工準(zhǔn)備：對(duì)初期支護(hù)表面進(jìn)行處理，清除浮碴、油污，對(duì)滲漏水部位進(jìn)行引排或封堵。鋪設(shè)防水層，確保二次襯砌不滲漏水。防水層材料的選擇和施工質(zhì)量至關(guān)重要。2.模板與支架：采用整體式鋼模板或模板臺(tái)車，確保混凝土結(jié)構(gòu)尺寸準(zhǔn)確、表面平整。支架系統(tǒng)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，以承受混凝土澆筑時(shí)的荷載。3.混凝土澆筑：采用商品混凝土，泵送澆筑?；炷翍?yīng)具有良好的和易性和耐久性。澆筑過程中應(yīng)分層振搗密實(shí)，防止出現(xiàn)蜂窩、麻面等質(zhì)量缺陷。施工縫、變形縫的處理應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。4.養(yǎng)護(hù)：混凝土澆筑完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保證混凝土強(qiáng)度正常增長(zhǎng)。（五）監(jiān)控量測(cè)與信息化施工監(jiān)控量測(cè)是淺埋暗挖法的“眼睛”，是實(shí)現(xiàn)信息化施工的核心。通過對(duì)圍巖收斂、拱頂下沉、地表沉降等項(xiàng)目的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，掌握圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力變形情況，判斷支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性，并及時(shí)反饋信息，調(diào)整施工參數(shù)和支護(hù)措施，確保施工安全和周邊環(huán)境安全。*監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：主要包括洞內(nèi)外觀察、周邊位移、拱頂下沉、地表沉降、凈空變化、支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力、圍巖壓力等。*數(shù)據(jù)處理與反饋：監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)整理、分析，繪制變形時(shí)態(tài)曲線，預(yù)測(cè)最終變形量。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到或超過預(yù)警值時(shí)，應(yīng)立即停止施工，分析原因，并采取加強(qiáng)支護(hù)等措施。（六）防排水施工技術(shù)暗挖隧道的防排水遵循“以防為主、防排截堵相結(jié)合、剛?cè)嵯酀?jì)、多道防線”的原則。1.防水層施工：在初期支護(hù)與二次襯砌之間鋪設(shè)防水層，常用的有防水板（EVA、HDPE等）與土工布復(fù)合防水層。防水層施工應(yīng)確保鋪設(shè)平整、無破損、搭接嚴(yán)密，并做好特殊部位（如施工縫、變形縫、預(yù)埋件）的防水處理。2.排水盲管：在初期支護(hù)表面設(shè)置環(huán)向和縱向排水盲管，將圍巖滲水引入隧道側(cè)溝或中心水溝，通過排水系統(tǒng)排出洞外。3.施工縫、變形縫處理：這些部位是防水的薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)采用止水帶（如橡膠止水帶、鋼邊止水帶）、遇水膨脹止水條等材料進(jìn)行加強(qiáng)處理。三、施工安全與風(fēng)險(xiǎn)管理地鐵站排水及暗挖施工風(fēng)險(xiǎn)高，必須建立健全安全生產(chǎn)責(zé)任制和風(fēng)險(xiǎn)管理體系。1.危險(xiǎn)源辨識(shí)與評(píng)估：施工前對(duì)可能存在的危險(xiǎn)源進(jìn)行全面辨識(shí)，如突水突泥、坍塌、瓦斯（若存在）、火災(zāi)、高處墜落、物體打擊等，并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。2.安全技術(shù)交底：施工前必須進(jìn)行詳細(xì)的安全技術(shù)交底，確保每個(gè)作業(yè)人員了解作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和安全操作規(guī)程。3.應(yīng)急預(yù)案：針對(duì)可能發(fā)生的突發(fā)事件（如大規(guī)模涌水、坍塌），制定詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案，并定期組織演練，配備必要的應(yīng)急物資和設(shè)備。4.過程控制與監(jiān)督：加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全巡查和過程監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除安全隱患。對(duì)關(guān)鍵工序、關(guān)鍵部位實(shí)行旁站監(jiān)理。結(jié)論與展望地鐵站排水及暗挖技術(shù)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及地質(zhì)、土木、機(jī)械、水文等多學(xué)科知識(shí)