中铁十八局 江苏苏州 215123
摘要：城市地铁建设的全面铺开带来了深基坑工程的飞速发展。基坑降水是深基坑工程施工中的一项重要技术措施, 它能起到挥发土壤中的水分, 促使土体固结,提高土体强度, 改善施工条件和缩短工期的作用。城市地铁车站多位于繁华的市区, 受场地和交通条件的影响, 基坑降水多只能采用基坑内降水方案。本文分析了地铁车站深基坑坑内降水方案设计。
关键词：地铁车站；深基坑；降水方案；设计；
地铁工程施工环境非常复杂，尤其地下水的存在，很大程度上制约和决定了深基坑采用何种围护结构和开挖方法。在富水地层中，基坑的稳定性受到地下水的严重影响，因此城市地铁车站及深基坑施工时，普遍需要采用降水技术疏干地下水，达到基坑无水状态才能进行施工。
一、基坑降水设计方案
1.车站降水设计。降水施工范围为车站主体结构部分，降水井采用一般600mm管井降水，井管布置在基坑外侧，减小车站主体开挖时外侧土体、地下水对围护结构的侧压力，以保证基坑开挖时处于无水干燥状态。降水井深度深入到基岩层，并达到基岩下3.5m。主体结构开挖到基岩层时，基坑内采用局部抽排方式，疏干基坑内残余水，保证开挖作业条件。
2.降水设计参数。一是渗透系数的选用。室内试验结果显示, 各土层土样的竖向渗透系数0.001～1.85 m/d, 具弱—强透水性。但由于黄土层中裂隙的发育, 给地下水提供了运移通道, 加之取样、制样等室内试验条件的限制, 室内试验的数值往往较实际渗透系数值要小。对野外现场试验研究和降水工程的经验进行综合分析, 结合车站附近水文试验结果, 考虑到当地地质条件, 设计时本车站黄土层渗透系数取5.5 m/d, 属中等透水层;古土壤层及粉质黏土层渗透系数取4 m/d, 属中等透水层;砂类土渗透系数按25～30 m/d, 属强透水层。另考虑到地层中有粉土及砂夹层, 结合降水井抽水试验结果及类似工程经验, 设计时采用的综合渗透系数k按6.5 m/d考虑。二是其他设计参数。基坑开挖深度统一取平均值18m。根据抽水实验结果, 地下水稳定潜水位深度按10m考虑;设计控制水位低于基坑底1m, 即基坑水位降深9m。
3.降水井结构。降水井由井壁管、过滤器和沉淀管组成。井壁管安装在非含水层处, 起保护井壁稳固的作用;过滤器安装在含水层处, 起滤水作用;沉淀管位于管井的最下端, 以沉淀井中所含的砂泥。降水井内径500 mm, 外径600 mm, 泥孔径800mm, 沉淀管长2.5 m;滤管长1.5 m。井管为无砂混凝土管;滤料为直径2～4mm砂砾混合料。
4.施工降水的具体流程
（1）下井管，整个过程中所需要注意的是作业流程要连续的进行，在整个过程中不能停止，因为如果中途停止的话有可能会由于机械的故障之类的不可预见因素而造成孔内有坍塌事情的发生，这会产生无法估量的严重后果；黏土封孔，对于地铁的施工现场内利要一个真空管井将物料填到地表下面，之后用一些具有黏性的材料来进行封孔，在封孔的过程中要注意动作一定要慢；洗井，具体的方式如下：首先用黏性材料进行封孔结束之后，用空压机来操作，这样井内的沉淀物就会很容易被清洗的非常干净了。如果井管内的泥砂确实非常多，单凭空压机一个设备洗不干净，那么就可以沸腾的办法。
（2）装泵试抽，洗井的后一道工序就是井管内装入一个潜水泵，之后再将排水管道铺设进去。同时要装入电缆，对整个系统安装完成后开始抽水。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在这里需要注意的是整个管路中的真空度要大干60千帕，这样才能确保整个抽水可以到达预期的效果；降水运行，在整个地铁工作中，整个真空管在抽水的过程中，必须要对整个过程进行密切的监测，因为我们要通过监测结果是否合理来控制集水和排水间隔，也就是说两个泵之间要进行轮替工作。保证在开挖的时候地下水已经降到整个工作所需要的平面以下，真空管井越早运行越好。地铁车站实施降水施工的过程中，当承压水头降至设计要求时，我们可以根据整个工程的进度适当调控井点的开启数量，以节约能源。排水，地铁车站四周的特定明沟用来排放施工降水和洗井工作的水，整个工作人员要定期地对周围所有的排水管道做彻底的清理，以保证排水系统时刻都是畅通的。
5.地铁车站的防降水施工安全监测管理。在现代地铁车站防降水施工管理中，防水降水施工安全管理是施工管理工作的重点与难点。地铁车站施工中时有发生的塌方事故都与防水降水施工中的安全管理及监测有着重要的关系。在现代地铁车站的放降水施工中，应强化施工过程中的观测、监测工作。通过对土方施工过程中的监测观测及时发现地下工程渗水或透水情况，进而及时作出相应对策以保障工程的施工安全。为了保障地铁车站施工中防水降水施工安全及施工进度，在上述管理工作开展的基础上还应配备相应的应急材料及设备。通过应急材料及设备的管理及运用避免车站地下工程渗水透水事故发生后处理不当造成的塌方事故。
6.注意事项。基坑坑内降水由于受施工场地的限制, 在基坑开挖的过程中须注意:一是降水井过滤管的下部不得超过基坑止水帷幕的深度;二是由于井管暴露的长度过大, 需设支架支护, 在有内支撑的基坑内, 井管固定在内支撑上。
三、降水对周边环境的影响及预防措施
1.降水对地面沉降、地下管线及周边建筑物的影响。第一场地周边无地表水流，雨水出现的临时地表积水能由其场地上部粘土层与地下潜水层隔离，则地表水与地下水互不连通。只要作好地面疏排水工作，地面积水不会影响地下水的正常排降。第二降水后形成漏斗的水力坡度，可能在一定程度上将带走少量砂土或产生潜蚀、管涌现象，但只要做好成井施工，确保成井质量、严格控制出水含砂量达到≤1／500000的要求，就不会产生潜蚀或管涌现象。
2.预防措施。当施工期间发现降水不成功时，将采取如下措施：第一立即停止进一步施工，分析降水不成功原因，直到解决问题方可继续施工。第二如发现管井淤积，采用高压风吹洗管井。第三地下水降低一定水位后，发现水位相对保持一定水平、不再下降，此时说明管井降水能力不足或是管井布管密度不够，应加密降水井。第四降水井加密后如仍然发现水位下降不能达到设计位置，则应考虑降水方式是否适合，需要改变降水方法。
3.降水井的维护。第一降水井完成后，为防止施工人员掉落井中，需要在井口覆盖预先制作好的井盖，同时作出明显标识。第二当有车辆或其它大型机械通过降水井周围时，要派专人负责指挥其安全通过，并根据现场情况拟定保护措施。第三基坑土石方开挖期间，尽量避免挖土机械在附近行走，损坏降水井。第四挖土机械进行土石方开挖施工时，当挖至距井点1.5m左右时，采用人工配合机械开挖，以保护井体不受损失。
由于含水层的不匀质性, 导致其参数都是随机变量, 且变异性较大, 水文地质抽水试验参数的应用在降水设计时尚有其局限性。因此, 正确选择设计参数在方案设计中是非常重要的。坑内管井降水是现代地铁车站深基坑降水工程中是一种行之有效的办法, 降水效果明显, 能保证了整个工程的顺利施工。
参考文献：
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[3]饶晓强．富水密实砂卵石地铁车站深基坑降水技术［J］．西部探矿工程，2015（3）：58-60．
论文作者:刘磊
论文发表刊物:《基层建设》2016年5期
论文发表时间:2016/6/27
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