地铁车站基坑降水施工技术研究

地铁车站基坑降水施工技术研究

发表时间：2020-04-01T08:11:23.819Z 来源：《防护工程》2019年22期作者：孙磊1 吕化冰2 [导读] 随着城市化的快速发展，地铁建设项目日渐增多。在地铁项目施工中个，地铁车站基坑降水十分重要，其施工质量，直接关系到最终的车辆运行。因此文章结合实例，就地铁车站基坑降水施工技术进行探讨。孙磊1 吕化冰2

无锡地铁集团有限公司江苏省 214000摘要：随着城市化的快速发展，地铁建设项目日渐增多。在地铁项目施工中个，地铁车站基坑降水十分重要，其施工质量，直接关系到最终的车辆运行。因此文章结合实例，就地铁车站基坑降水施工技术进行探讨。

关键词：地铁车站；基坑降水；施工技术对于地铁工程基坑排水，较多采用降排水以及隔渗技术进行，基于目前地铁施工地质复杂的特点，降水施工方法常见的有管井降水、

井点降水、抽渗并用结合降水等。采用管井降水技术简单但相对细颗粒地质含水层有疏干较弱不足；对于细颗粒浅含水层多使用井点降水。

1地铁车站的基坑降水类型 1.1 降水蓄水层的水幕隔离（降水井在坑内）

这种类型的基坑降水工程是由于降水帷幕插入降水含水层的隔水地板之中很深，并相应地堵塞了基坑内外含水层之间的水力连接。如果降水的含水层是封闭含水层，则降水先减少，然后排干；如果是潜水含水层，则为直接疏干降水。基坑外的地下水位不受影响，降水效果非常明显，对周围环境的影响小。

1.2 隔水帷幕底位于承压含水层隔水顶板中（降水井在坑外）

该方法是为了在一定程度上降低基坑开挖面以下承压含水层的水位，防止基坑底板隆起或泛滥，并满足基坑开挖安全的需要，是一种典型的减压降水。隔水帷幕位于含水层上方，不将基坑内外的封闭含水层隔开，基坑内外的降水作用基本相同。为了基坑内施工方便，可以在基坑外设置水井。该降水的影响较大，但降落漏斗平缓，抽水地面均匀沉降。

1.3 隔水帷幕底位于承压水含水层中（降水井在坑内）

该类型是由于水幕深入降水含水层，基坑内外的部分水力连接被切断。因此无论是在基坑内外设置降水井，都阻断基坑内外含水层中的地下水流动。在设计时，需要用三维渗流计算来分析计算。对于含水层厚度大和周围环境复杂的地区，通常采用这种方法来控制地下水位。在基坑内降水时，基坑内外常常存在较大的水位差异。

1.4 无隔水帷幕基坑降水（降水井在坑外）

该类型基坑的周围区域通常不设置止水帷幕。要求周边环境条件较好，没有重要的管道和建筑物。降水设计的主要目的是降低水位，对地下水流动的影响不明显，降水范围较大，而不考虑对环境的影响。

2基坑降水设计须考虑的因素 2.1 场地条件和建筑材料

基坑设计中的场地条件主要有周边建筑物以及地下设施，挤式抽水和排水管道和供电条件，都限制了基坑降水设计的制定。相关的开挖面积由场地施工数据和施工要求决定。以上条件和数据都决定了基坑降水的设计方案。

2.2 地质条件

基坑降水设计还要参照开挖地中的地质结构和埋藏条件等。其中土壤的渗透系数决定了土壤形成的条件和土壤的结构因素等，因此基于不同的土层条件和不同的渗透系数。降水方案的选择要在实际的系数结算上加以设计。并且因为渗透系数的构成原因很复杂，所以应对现场进行抽水试验，以确定相关设计。

2.3 现场地下水情况

表层和第一层的不透水之间存在着地下潜水和加压水。由于它们是无压力的重力水，可以渗透周围。根据地质和水文数据，有必要了解实地所有地点透水性和不透水性水层深度分布的厚度。

3 地铁车站基坑降水实例分析

3.1工程概况

地下车站结构设计采用框架结构，两层三跨箱型站体，同时设置交叉渡线及停车线，现状站址处为道路和绿地，车站基坑南侧临近两座地面高大建筑，明挖法施工。标准段作业面基坑深16.6 m，宽23.1 m；基坑开挖盾构井段宽27.3 m，深达 20.22 m，主体顶面约3 m 土层。地铁主体区间隧道均设计为盾构作业，盾构井设计于车站两端，主线右DK10+451.644～762.901 围护设计为内支撑与地下连续墙结构，主线右DK10+762.901～右DK11+065.501 设计内支撑与围护桩支护结构，外侧设计采用三轴搅拌桩止水帷幕、降水井排降水。

3.2基坑降水设计方案

3.2.1 降水作用

基坑降水主要防止渗水，保证明挖法坑底干燥有利于开挖；增加稳定性，有利于施工中土层颗粒流失，同时减少流砂现象出现；被动区土抗力增大，有利于减少体系变形，提高稳定性，防止坍塌；提高土体固结强度，增加有效应力，增加抗剪强度。

3.2.2基坑降水范围及方案

因基坑外侧设置有地连墙、三轴搅拌桩落地式止水帷幕，地连墙、止水帷幕深入黏质粉土弱透水土层。工程降水拟降低地下水位至结构底板下1 m，主要是疏干赋存于粉质黏土、黏质粉土的空隙潜水以及粉砂层。降水井打设后可采用单井潜水-承压水非完整井稳定流抽水试验以复核砂质粉土、粉砂、细砂土层的综合渗透系数、降水影响半径等水位地质参数。基坑止水采用地连墙+止水帷幕，地连墙、三轴搅拌桩止水效果好，桩深达32 m，已深入粉质黏土层，施工期间，采用隔水帷幕切断潜水层、微承压水层，外地下水（潜水、微承压水）已失去水力联系。粉质黏土层厚度达7 m，渗透系数在0.04 m/d，可视为不透水的底板，排水施工中，只有大气降水的少量补给。

3.2.3 降水井施工

首先测放井位，埋设护筒，井位采用上人工挖探至原状土；泥浆池采用围护桩施工，钻机就位正循环施工，准备完毕并调试，开始钻孔作业，控制好泥浆指标，降低洗井难度，确保降水效果，井径误差控制小于20 mm，垂直度≤1 %。清孔换浆，无砂滤管下入前注入清水，清孔置换泥浆，沉渣指标小于200 mm，泥浆比例控制在1.05～1.10，测定孔深确保达到设计高程。采用吊车放置无砂混凝土滤水管，首节井管管底采用混凝土托垫封堵，水泥粘接托垫与井管，8#铁丝绑扎接口，采用4根竹片连接，采用200目尼龙网进行裹缚无砂滤管管身，12#铅丝捆绑，确保降水效果，垂直缓慢吊放井管。清空完毕采用砾料填充，井管放置设计高程，抽出钢丝绳，管井居中校核行固定，立即进行砾料填入，砾料设计指标为5 mm干净砾料，含泥量（含石粉）要求≤3%，均匀下料，保持井管垂直，防止倾斜，投入滤料不得低于设计的95%，含水层顶板上3～5 m采用黏土回填，密实回填，封孔不少于2 m。洗井采用空压机自上而下分段进行，钢管洗井禁止软管洗井，所有洗井装备设计采用同心式或并列式，填入砾8 h内一次性完成洗井，水泵缓慢放入，禁止一次性放入井底，避免破坏井管出现涌砂。安装水泵试抽，置于井底1.0 m 以上安装潜水泵，单井单控电路，为了确保施工安全，设置漏电保护系统和水位继电制动装置，连续抽水中途避免间断。施工中如果含砂量过大，可将水泵上提继续施工，如果含砂量较大，则应该重新洗井。

3.2.4对周边环境的监测

基坑排水施工，整个施工过程随时注意观察施工监测，记录并分析施工中监测变化曲线，实时掌握围护结构及周边环境的动态变化，随时观测变形范围及发展或收敛方向，出现异常情况及时处治，消除施工隐患，确保工程施工安全和质量，对基坑周边的环境进行有效的保护。

3.2.5降水井的后期处理

施工降水的结构属于临时设施辅助工程，在降水工程施工完毕后及时拆除。切断供抽水用电源，拆除井下水泵、电缆。对坑外降水井用中粗砂回填沉实，近地表部分按原地貌恢复。基坑中心降水井结合后期水位观测情况在结构施工后，用微膨胀混凝土回填，上方采用钢扪板封堵，然后用防水砂浆填实，路面暗埋排水管线、电缆的后期处理：当工程施工完毕，按原路面结构恢复路面，市政排水管、电缆回复施工，局部采取加强措施。

总之，本文以地铁某车站基坑降水为例，以地连墙+止水帷幕技术，采用连墙、三轴搅拌桩止水施工，有效地降低地下水位，防止基坑坡面和基底的渗水，提升边坡和坑底的稳定性。

参考文献：

[1]高升.地铁车站基坑围护选型及基坑地下水处理措施研究[D].兰州理工大学，2019

[2]李瑞平.紧邻既有地铁车站基坑降水及开挖施工技术分析[J].湖北理工学院学报，2019，35（02）