摘要：目前，城市轨道交通项目已成为城市发展的新重点，而地下水对地下工程的施工质量及施工成本起着决定性的因素，对结构的施工质量影响极大。本文是根据成都地铁的施工实践，较系统阐述了施工中实施，总结制定了降排结合、多道防线的降水方针，仅供参考。
关键词：地下车站；复杂地层；降水
前言
随着城市轨道交通的大规模建设，着重进行地下空间发展，提高空间利用率，城市内地铁车站普遍为地下车站，而水是对工程施工最大的危害，降水成功与否，不仅是确保施工质量的基本要求，而且在一定程度上影响建筑物的结构安全和使用寿命，同时还可以节约投资，降低工程成本，确保地铁运营安全。
一、概述
1.1车站简介
成都地铁8号线倪家桥站为地下三层三跨岛式站台车站，车站有效站台中心里程处顶板埋深约2米，主体结构底板埋深约25.6米，总长277m，标准段宽22.3m，顶板覆土约2m，车站底板埋深为24～26m；基坑围护结构采用钻孔桩。本站为3线换乘车站，和既有地铁1号线和18号线进行换乘，站台层需穿越1号线底板。
1.2周边环境
倪家桥站位于倪家桥路与人民南路交叉口，沿倪家桥路东西向敷设，周边环境复杂，交通极其繁忙。
表1 位置关系统计表
图1 建筑物平面布置图
图2 管线布置断面图
1.3工程地质
根据地勘资料揭示，地下水位处于地下3米处，地下水极其丰富，而车站基底处于25~26米，基坑施工前需进行降水工作。车站深度范围地质主要为：杂填土、卵石土及强风化泥岩，起中泥岩为不透水土层，车站底板处于不透水土层中。
图3 工程地质断面图
二、车站基坑降水施工要点
车站周边建筑物密集，且均为80年代建筑物，在车站降水过程中，地面建筑物会随着地下水位的下降而变形。受建筑物影响，基坑外侧均无布设降水井的条件，需设置在围护桩间。因此，降水的成败是地铁车站施工的重中之重。
2.1施工方法
（1）降水井设置原理
根据地质详堪报告，该区段地下水属于孔隙潜水类型，卵石层深部透水性好，按潜水完整井公式进行计算。
（2）降水计算及布置
1）基坑设置参数
丰水期水位埋深按2m考虑，要求降水深度至基坑底下1m，由于本站基底进入泥岩，降深按卵石层厚度计算。井深L=卵石层厚度+5m计算，加上静止水位及沉砂管长度。卵石层渗透系数22m/d。
车站主体：长277m，宽度为22.3m，深度约为25m；基坑面积F为6177.1m2；降水井基本距基坑开挖边线1m布置。
2）降水井参数计算
①降水井数量计算
a车站主体
地下水位埋深：h=2m；含水层渗透系数：K=22m/d；滤水管淹没长度l=10m，沉沙管长度5m，经验系数α`=50；
降深要求：要求水位降至卵石层底部，因此水位降深S=18m，降水井深度为20+5=25m。
含水层厚度：H=20-2=18m（地面距隔水层的距离为20m）
引用半径：ro=
=44.35 m
影响半径：R=2*S*
=716.4m
总涌水量：
=8060.3m³/d
单井涌水量
=120*3.14*0.15*5*
=791.86m3/d
需用井数：n=1.1Q/q=1.1×（8060.3÷791.86）=11（口）
降水井共需要n=11（口）
根据降水经验，降水井之间间距一般为15~25m，由于本站受周边建筑物影响大，降水井只能布置在围护桩之间，对降水效果影响极大，需相应增加降水井，倪家桥站车站周长为598.6m，n=598.6/23=26（口）综合考虑，倪家桥站车站主体共需要26口降水井即能满足施工的需要。
图4 降水井布置平面图
（3）水泵选择：
根据基坑涌水量计算出单井需抽水量需为310m3/d，选用WQ30-30-5.5KW型深井潜水泵，流量30m³/h，扬程30m，功率5.5kW，日抽水量为30×24＝720m3/d大于单井需抽水量301m3/d，满足要求。
（4）降水漏斗
由于降水漏斗的降落曲线以降水井为中心向外扩散，与降水井对比处于等半径位置时降落曲线高程一致，降水井最大距离为28.1m，取14.05m进行计算
图5 降水漏斗断面图
根据上述计算，影响半径R=1122.8m，设计降深S=20.5m，水位最高处为离降水井距离14.05m的位置，即x=14.05m，求y。
由于影响半径远大于设计降深，可将降落曲线视为直线，计算得出：
y=20.5×14.05/1122.8=0.26m。即降水时的水位最高处比降水井处水位高0.26m，此处实际降水深度=20.5-0.26=20.24＜要求降水深度20.5m。因此车站降水需采用基坑内明排配合。
（5）降水井施工
降水井采用冲击钻孔施工，孔径800mm，井管采用混凝土管，内径300mm，外径360mm，每节长度2.5m。每眼井下部5节为滤水管，其余部分为井壁管，下端为1节沉砂管，上端井管高出地面200mm；滤水段由φ300mm满布滤水孔的钢筋砼管，孔隙率5%，外包2层30目滤网，井管与孔壁之间采用直径5～10mm的碎石回填。
图6 降水井管布置图
2.2影响施工的环节
基坑施工需早封闭、早成环，由于降水井处于围护桩桩之间，直接紧邻基坑开挖面，易对降水井造成破坏。因此确保基坑开挖期间降水井完好是重中之重。
（1）解决降水井保护问题
受周边建筑物及市政管线影响，围护桩外侧无降水井布置空间，如何布置降水井是首要任务。第一，合理布设，通过对围护桩进行调整，确保每25米内有一口降水井；第二，对降水井采用钢筋笼进行保护，外侧采用钢丝网缠绕，井管安装于钢筋笼内，解决降水井保护问题。
图7 钢筋笼应用图
（2）解决基坑排水问题
由于车站基处于不透水土层，基坑将面临地下水的浸泡，这对基坑的安全风险影响大，这需要解决问题一是排水作业，二是加快施工进度尽快封底，确保基坑安全。
经过方案讨论及现场优化，决定采用引排结合，在桩间设置排水盲管，基底四周设置排水沟和排水板，将基底明水和桩间散水引排至集水坑，确保基坑无水施工。
图8 基坑排水断面图
图9 基坑排水节点图
图10 集水井布置平面图
图11 盲管及排水板应用图
2.3施工监测
基坑降水将贯穿结构全过程，需对周边建筑物、基坑稳定等进行全面监控量测工作，以监控量测数据指导现场施工。
本站基坑紧邻建筑物，地下管线复杂。在进行降水过程中，随着地下水位的下降，势必将打破之前的稳定情况。因此，在降水过程中必须进行监控量测，随时掌握监测数据，对各项稳定性做出评价，保证周边建筑物的安全。
（1）监测组织及工作程序
组织监测工作小组，以项目总工为组长，测量主管为副组长，委托专业的监测单位进行监测。
（2）施工监测内容
周边建（构）筑物、地下管线及地下水位。
（3）监测控制值及预警机制
1）监测预警值和预警值
监测控制基准和预警值一般采用监测变量累计值和变化速率两项指标共同控制。
表2 监测基准值和预警值
2）预警机制
监控量测的分析成果，按照监控控制标准和预警值指标制定对应的监测管理等级和对策，如下表：
表3 监测管理等级及对策
（4）在降水过程中，每天按频率对周边建筑物、地表沉降、地下水位和基坑变形进行监测，对监测的对象变形或沉降进行分析，及时掌握第一手资料，指导现场施工，按监测数据调整施工工序，确保施工安全。
2.4基坑降水施工控制点
（1）以详勘资料为依据，做好降水井的设计，根据现场实际条件做好降水井井位的设置，同步根据降水井布设做好车站围护结构的调整设计；
（2）降水井施工期间做好降水井的施工质量控制，尤其施工成井质量和降水井管的保护质量，尽可能减小降水施工期间的含砂率；
（3）基坑施工尽量避开雨季，同时做好地面的排水工作，确保周边官网的畅通；
（4）做好基坑内的排水工作，禁止明水从基坑壁渗出，影响围护结构的稳定性。
三、结束语
复杂环境下复合地层的降水施工，对建筑物的变形与沉降要求越来越高，同时需满足基坑无水施工的要求。对地下工程而言，地下水是结构最大的天敌，尤其是带水作业，将导致施工质量不可控，造成后期的渗漏水等质量缺陷，影响结构使用安全。基坑的降水成功，将对基坑安全、结构质量、经济效益提供保障
参考文献：
[1] 《管井技术规范》（GB50296-2014）
[2]《建筑与市政降水工程技术规范》JGJT111-2016
[3] 《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）
[4] 管井井点降水技术及工程实例[J].山西建筑，2007，33（22）：137-139
作者简介：
张攀攀（1988-09），河南沁阳人，2009年毕业于陕西铁路工程职业技术学院，大专，助理工程师，从事铁路及市政地铁工程施工工作。
论文作者:张攀攀
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：基坑论文; 车站论文; 建筑物论文; 水位论文; 卵石论文; 结构论文; 断面图论文; 《基层建设》2019年第7期论文;