一、任务来源
围绕拓展城市发展空间和加速黄河北地区崛起，济南提出以黄河资源深度开发利用为依托实施“携河发展”的重大决策。目标是统筹黄河南北开发建设，努力打造带动城区北部加速崛起的战略平台，创建国家级新区。随着城市不断的发展，地上空间日趋紧张，大力推行地下空间的开发有助于缓解土地资源紧张和土地价格高昂的问题。在地理环境方面，地下空间的封闭性和稳定性使其能够应对极端环境，如高温、酷寒和沙尘等，为城市居民提供了一个稳定的避难所。且地下垂直空间较大，可以容纳地铁等交通线路，减少地面交通压力，节省通勤时间。因此地铁、地下道路的建设也日趋成为主力，通过在地下环境建设道路基础设施和建筑结构,将城市交通和社会经济活动转移，从而极大地提高城市空间利用率，改善了城市工作和生活环境，然而地下工程发展的同时，无论是地铁或是地下道路建设都离不开深基坑施工的前提条件，同时结合黄河流域土质多为粉土，且含水量大，地下平均水位在5.3m以上，地下水也首当其冲成为施工过程中最大的隐患，在施工过程中有很大的阻碍作用。为了满足地下结构施工作业条件，从基坑开挖到主体结构施工往往采用降水井将地下水位降至基坑坑底0.5米以下，地下结构施工完成后满足抗浮要求进行封井，防止地下水沿降水井渗出，破坏主体结构及地下水系平衡。
地下水位高的大型地下结构，基坑开挖深度深，地下水涌量大，为提高降水效率，降水井往往置于坑内，施工过程需对降水井进行保护，保证降水需要持续作业，避免地下水上升破坏已施工的主体结构。由于地下水位高，地下水涌量大，封井作业需要在高水位，大涌量的环境的进行封井，
封井作业条件差。目前常见的降水井封堵方式有主要有干料封井、混凝土封井、聚合物封井，由于大涌量深基坑降水井地下水位高，水压大，地下水沿降水井涌出，封井材料随地下水流失，上述封井方式不能行满足大涌量深基坑降水井封井要求。
因此如何保证地下主体结构施工前大涌量深基坑封堵施工期间水泵持续作业功能及地下主体结构施工完成后顺利完成降水井的封井作业，已经成为地下结构建设中的新难题。
二、应用领域
适用于开挖量较大，沟槽深度较深，涌水量大，地下水位高，邻近建筑物、管线而不允许有较大变形的基坑降水工程。
三、技术原理
1.降水井保护
地下通道底板结构施工前，降水井顶部安装钢套筒，钢套筒顶部临时覆盖顶部钢盖板，防止在施工过程中各类施工材料或建筑垃圾落入降水井，避免降水井堵管，降低水泵降水效率，保证了主体结构施工期间降水井持续降水功能。
2.降水井封堵
（1）石子透水层：无砂井管最下层采用石子填充水泵周边，填充高度为2m，水泵采用钢丝网进行包裹，阻止泥沙等异物吸入水泵，防止降水泵淤堵，含水层内地下水可穿过石子，不影响地下水系。
（2）隔离层：在石子上方设置土工布包裹连续级配碎石形成隔离层，阻止上层注浆封堵层浆液下渗，提高注浆质量、避免注浆液凝固淤堵降水井。
（3）注浆封堵层：封堵施工期间水泵持续作业，在隔离层上部沿降水井下方双道注浆管，填充连续级配碎石，单管双液注浆，形成快凝注浆封堵层。通过优化双液注浆配比及调整注浆压力，控制双液注浆扩散范围，避免注浆对地下周边水系的影响。提高注浆封堵层顶部与主体结构底板搭接面积，提高降水井抗浮能力。注：因井筒内涌水量大，若施工期间水
泵停止工作，井筒内水会在大概1.5分钟内涌出，则水泵在封井期间不得停止工作。
（4）混凝土封堵：双液注浆结束后停止降水，关闭降水管球阀，观测注浆封堵层顶面无渗水，浇筑C40微膨胀混凝土至降水井顶板20cm处，形成第一道混凝土封堵层。若观测注浆封堵层顶面有渗水，通过另个注浆管二次注浆，再浇筑第一道混凝土封堵层。第一道混凝土封堵层强度达到要求后，观察24小时未发生渗漏水在第一道混凝土封堵层顶部焊接止水钢盖板，浇筑C40微膨胀混凝土至降水井顶面，形成形成第二道混凝土封堵层。
（5）底板封口：降水井顶面设置遇水膨胀胶安装法兰盘与降水井钢套筒螺栓紧固，绑扎底板钢筋，浇筑底板封口混凝土，完成底板封口，底板与降水井顶部形成一个整体，进一步提高了降水井的抗浮性。
四、性能指标
1.填充石子
采用规格25mm 石子填充水泵周围，填充高度2m
2.双液注浆
（1）通过现场实验得出水泥浆：水玻璃的配比为3：1（体积比），双液浆凝胶时间为3min。
（2）水玻璃的密度一般在1.33~1.40g/cm³之间，本工程选用粘度为20~200mpa·s之间的水玻璃。水玻璃的pH值范围确保在11~13之间。
（3）水泥采用42.5R的普通硅酸盐水泥。
（4）注浆管2cm，出浆孔直径5mm，每隔10cm梅花布置。
（5）双液注浆扩散范围随着注浆压力而变化，注浆压力越大，浆液扩散范围越大，同时浆液的损失率也就越高。通过实验可得在注浆压力为1.5-2Mpa时，浆液损失率为8%，凝胶时间为3分钟，此时双液注浆施工效率最佳。
（6）水玻璃掺量控制：水玻璃掺量的计算公式为：掺量=注浆深度（m）×管道直径（m）×1.6×掺量比例。掺量比例指水玻璃与水的质量比例，通常为1:1.5。
通过现场实验可得，双液中水玻璃溶液含量占比越小，双液浆凝胶速度越慢。
3.混凝土封堵层
混凝土封堵层采用C40微膨胀混凝土，水灰比为0.35~0.5，缓凝剂参量0.45~0.55%，膨胀剂参量7.00~9.00%，塌落度为18.0~22.0 cm，混凝土膨胀率为0.01~0.04%，混凝土初凝时间大于8.0小时。
4.级配碎石
注浆封堵层粒料采用5mm-25mm的连续级配碎石。
五、与国内外同类技术比较
1.传统的降水井保护措施为降水井口采用盖板进行覆盖。降水井周边安装维护措施并设立警示标志，对降水井口进行盖板覆盖，但其维护占用空间较大，不利于结构主体的施工，盖板易遭到破坏或位移，从而导致各种材料落入降水井内导致淤堵。
2.目前常见的降水井封堵方式主要有干料封井、混凝土封井、聚合物封井，封井速度慢，封井材料随地下水流失，不能满足大涌量深基坑降水井，封堵要求。
六、成果的创造性、先进性
1.创造性
（1）创新应用了钢护筒降水井保护结构，防止主体结构施工过程降水井堵塞，保证了降水井连续降水功能，解决了地下水上升影响主体结构施工的问题。
（2）研发了降水泵四周填充石子透水、土工布包裹级配碎石隔离，保证了封井过程中持续降水，降低了封井涌水量，解决了大涌量降水井封堵难题。
（3）研发了降水井内下部双液注浆、上部微膨胀混凝土封堵，井口双层钢盖板，结构底板钢筋混凝土后浇封堵技术，缩短了封井时间，提高了封井质量，环保性。
（4）形成了大涌量深基坑降水井保护与组合封堵施工成套技术。
环保性好。
2.先进性
（1）降水泵工作连续性好，井封涌水量可控。
（2）多重封堵结构，封井效果好、耐久性好。
（3）双液封井时间短，注浆扩散范围可控，
（4）注浆封堵层、降水井与底板搭接，抗浮能力强。
七、推广应用范围、条件和市场前景以及存在的问题
适用于开挖量较大，沟槽深度较深，涌水量大，地下水位高，临近建筑物、管线而不允许有较大变形的基坑降水工程。
地下空间的开发面临着技术难度大的问题，如地质条件复杂、施工难度大，同时结合黄河北战略，黄河沿岸附近地质多为粉土，且含水量大，地下水位高，所以探讨和研究地下水文地质状况对地下空间的开发有着重要的意义。黄河沿岸的市政地下道路或地下结构工程存在基坑深度深、地下水位高、涌水量大的特点，本工艺的推广可加快施工进度、提高施工安全性，丰富了基坑降水施工中的降水封井方式，提高了降水井结构整体的封堵、抗渗的性能，适用于地下水含量丰富、大涌量且开挖深度深的工程，同时该施工技术减少了混凝土的使用量，从而减少了成本，极大限度的促进了地下空间的推广和发展，丰富了高水位地区地下空间深基坑施工的降水井封井形式。具有广泛的推广前景。

一、推广应用的范围、条件和前景
适用于开挖量较大，沟槽深度较深，涌水量大，地下水位高，临近建筑物、管线而不允许有较大变形的基坑降水工程。
地下空间的开发面临着技术难度大的问题，如地质条件复杂、施工难度大，同时结合黄河北战略，黄河沿岸附近地质多为粉土，且含水量大，地下水位高，所以探讨和研究地下水文地质状况对地下空间的开发有着重要的意义。黄河沿岸的市政地下道路或地下结构工程存在基坑深度深、地下水位高、涌水量大的特点，本工艺的推广可加快施工进度、提高施工安全性，丰富了基坑降水施工中的降水封井方式，提高了降水井结构整体的封堵、抗渗的性能，适用于地下水含量丰富、大涌量且开挖深度深的工程，同时该施工技术减少了混凝土的使用量，从而减少了成本，极大限度的促进了地下空间的推广和发展，丰富了高水位地区地下空间深基坑施工的降水井封井形式。具有广泛的推广前景。
二、推广应用措施
该技术在济南市市中区党家片区山水路道路建设工程项目工程总承包(EPC)，济南新旧动能转换先行区黄河体育会展及科技智造园区基础设施（黄河大道一期）等工程中进行应用，解决了大涌量降水井封井困难的难题，提高了降水井结构整体的封堵、抗渗的性能，同时该施工技术减少了混凝土的使用量，从而减少了成本，极大限度的促进了地下空间的推广和发展，丰富了高水位地区地下空间深基坑施工的降水井封井形式。课题组进行归纳总结，形成了成套的施工技术，编制了作业指导手册，在类似的工程中进行推广。