地铁基坑降水技术分析与探讨论文_何玉

上海城建市政工程(集团)有限公司

摘要:随着我国城市建设的迅猛发展和机动车占有量的增多,越来越多的城市出现了交通拥堵的问题,这就成为了市政管理者和建设者亟待解决的问题。因此,地铁就成为了缓解交通顽疾的重要手段,越来越多的二三线城市也开始兴建地铁,以方便市民的出行。由于地铁的施工大部分都是在地下进行,因此施工难度大。而且在施工过程中,地铁深基坑的降水施工技术更是保证地铁施工能否安全顺利完成并得到应用的重点。文章就以实际地铁站的基坑降水施工技术为例,对其技术及存在的问题进行了研究,希望能为未来的地铁施工提供可行性高的参考依据。

关键词:地铁;基坑降水;施工技术

1 地铁基坑降水技术的重要意义

地铁的施工是一项举城市之力的大技术,而且由于地铁在运行过程中会出现很多噪音和震动,建设地铁一定要充分考虑其对地面生活造成的干扰。因此,就需要把地铁建设在更深的地下。然而,越深的地下,那么地下水存在的就越多,就提升了降水技术的工作难度。在现阶段所有国家的地铁建设过程中,先进的基坑降水技术还是一个很难解决的问题。而且在降水作业过程中也会发生各种突发情况,影响了地铁建设的进程和安全。因此,将地铁基坑的降水技术优化处理是地铁施工技术中重要的一环,对于整个地铁施工的顺利完成来说意义重大。

2 地铁基坑降水施工中的技术问题

2.1 施工过程相对困难

主要是换线车站深入的距离非常深;将换线部分的车站建设成一个封闭的空间对于施工人员来说是非常有难度的。

2.2 突发情况会很容易出现

地下施工的重要阶段就是对于基坑降水的技术处理问题,因为地质条件的不确定,每一个施工阶段的降水工作难易程度也不一样,而且降水技术还不能脱离整个地铁的施工技术而存在,这就会为突发问题的出现提供条件。

2.3 先进的基坑技术

在地铁基坑降水中,最重要的就是解决地下水的问题:即第一层存在大量鹅卵石的地下水层,这一层厚度大,但水分不充足;第二层是更深入地下的降水层,这一层的厚度虽然薄,但水分更多;因此,这就需要我们用先进的技术去解决问题。

2.4 施工时间不充足

虽然地铁的建设的一个漫长的过程,但又施工工期又往往很紧迫,需要城市提供大量的资金来进行周转,这就给施工部门造成了很大的压力。而想要在短时间内高品质、高质量地完成施工就成为了另一个难题。

3 具体地铁工程的降水施工技术概况

望园路站位于奉贤区航南公路与望园路交叉口东北象限的待开发地块内,东西向布置,地下二层岛式带单渡线车站。车站为单柱双跨结构,10.2m岛式站台车站。车站外包总长度265.2m,标准段外包宽度19.6m。标准段基坑开挖深度约14.4~15.0m,西端头井开挖深度约16.0m,东端头井开挖深度约16.5m。车站目前共设2个出入口、1个疏散出库、3个风亭。车站主体及附属结构均采用明挖顺筑法施工。车站主体北侧预留与规划航南公路地下商业开挖接口条件。本车站基坑工程安全等级为一级;主体基坑环境保护等级为二级。

具体开挖深度及围护深度详见表1。

图2 望园路站地质剖面图

根据勘察资料分析,对本工程有影响的地下水类型可分为潜水和微承压水。各含水层的分布特征详述如下:

3.1 潜水

本次勘察期间测得地下潜水稳定水位埋深一般在地面下0.80~1.40m之间,其相应标高一般在3.76~2.98m之间,平均潜水位标高为3.26m。

3.2 承压水

微承压含水层⑤2-3粉砂层及承压含水层⑦层分布在拟建场地内。根据上海地区的区域资料,承压水埋深一般低于潜水水位,并呈周期性变化。根据望园路站详勘资料可知,本次勘察测得⑤2-3层微承压水水位稳定埋深为3.23~3.52m(相应标高约1.43~1.14m),⑦层承压含水层水位稳定埋深为8.27~8.52m,(相应标高约-3.71~-3.97m)。工程主体基坑轴1~轴14段及附属2号出入口及3号风亭,揭露⑤2-3粉砂层。在轴1~24段第⑦层埋深最浅顶标高-22.94m,埋深26.94m。主体24~35段第⑦层埋深标高最浅-27.50m,埋深31.5m。

4 降水井的施工技术措施和主要问题

根据本工程的水质和地质分析,在基坑降水中可具体研究降水井的施工技术,这对于地铁基坑降水的顺利实施帮助很大。

降水井施工的具体施工技术步骤为:开凿空洞→清除空洞杂质→插入滤水管→添加固定敷料→清洗降水井→在井口安装水泵→进行抽水实验。具体的降水分析如下:

4.1 疏干井降水分析

本次降水井根据降水要求和本工程的地质特征来进行布置,疏干降水井单井有效抽水面积a井,取200m2。疏干井深度结合基坑开挖深度及地层分布情况确定。

坑内降水井数量按下式确定:

n = A/a井

根据降水设计思路,结合围护设计资料的地层,主体基坑面积约4894.6m2,经计算,主体基坑布置25口疏干井,井深22m、23m。附属基坑多呈狭长型,井点按照间距14~15m布置,附属共计17口疏干井,井深15m。

疏干井,必须给予充分的预抽水时间(不少于20 天),根据土方开挖进度,将水位控制在基坑当前开挖面以下0.5~1.0m。

4.2 承压水降水分析

基坑底板抗突涌稳定性验算可用下式来对基坑开挖后是否处于抗底部承压含水层突涌(以下简称“抗突涌”)稳定(安全)的状态进行判断。

(1)

如图3所示,

降水井是地铁深入地下后施工顺利进行的保证,良好质量的降水井可以把地下水充分的排出。这样在施工阶段,就可以避免因地下水过多而引发的一系列危险情况。不仅保证了地铁的施工质量,也保证了施工人员的人身安全。当然,在降水井的施工技术中还存在一些问题需要解决:

(1)设置备用井

由于各种原因,降水井在实际的运行中可能出现损坏的情况,中断了降水工程。因此,在具体设计降水井的时候,将若干口的降水备用兼观测井布设在降水井周围对于解决这一问题非常有帮助。

(2)启动备用井

在降水运行过程中,备用井并不是一直在使用的。但如果工作井出现问题时,备用井就要立即启动并投入使用,以确保降水的运行效果。

(3)配备降水备用物资

在实际运行中,降水井会由于各种原因出现机械损坏的情况。因此,当使用的物资出现问题时,要及时更换备用物资,保证降水的顺利运行。

5 如何保证降水井的施工质量

5.1 深入地下越深越好

在完成开凿孔洞的工作之后,需要对孔洞的深度进行测量,保证其深度足够达到了要求,当然时越深越好。

5.2 对滤水管进行充分的固定

震动的情况会经常出现在降水井的工作中,因此,固定滤管就非常重要了。如果固定不牢就不会起到任何过滤的效果,滤水管也就失去了存在的意义。

5.3 清洁的降水井环境

降水井的清洁程度决定其排水效果是否能够做到位。因此,在具体的清洗降水井的过程中,想要达到的标准是排出清水为止。如果反复清洗都不合格,那就就要重新布设降水井了。

5.4 适当放慢挖土的速度

基坑的开挖不能一蹴而就,要根据具体的地质情况来进行。先在坑壁做好导流工作,使排水设施得到完善,不要使水流淤积。

5.5 保持干燥

在对基坑的范围设定和开挖工作中,一定要保持基面的干燥。这对于保持基坑降水的稳定顺利大有裨益。

6 结束语

在城市地铁施工中,保证基坑降水工程的顺利完成对于地铁的整体施工来说非常重要。因此,文章就对地铁基坑降水中的部分施工技术进行了研究,主要分析降水井在其中的作用,并针对其村子的问题提出了一些解决办法,以供通钢借鉴。

参考文献:

[1]李连杰.地铁基坑施工降水关键技术要点fenxi[J].工业b:2016(2):64.

论文作者:何玉

论文发表刊物:《防护工程》2017年第7期

论文发表时间:2017/7/24

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