西安地铁车站基坑降水施工技术

西安地铁车站基坑降水施工技术

摘要：以西安地铁五号线和平村车站基坑降水施工为例。根据车站所在地的地质、水文情况，结合车站的整体施工方案，进行车站基坑降水设计。根据降水设

计进行降水井布置，降水井施工，降水机具选择。并在降水过程中对降水情况进

行观测，以保证车站施工过程中降水情况满足施工要求及周边建筑物安全。

关键词：地铁车站；基坑降水；降水设计；降水井施工

1 工程概况

1.1设计概况

和平村站为西安地铁五号线一期工程第一个车站，位于昆明路和经二十五路

交汇处，跨路口东西向敷设，车站为地下二层14m岛式站台车站。标准段宽

22.7m，车站总长度为546.1m。车站部分共设5个出入口，4组风亭。车站采用

明挖顺作法施工。

1.2工程地质及水文地质

拟建和平村站场地地貌单元属皂河一级阶地。车站场地地形总体平坦，地面

高程396.5～399.76m，高差3.26m。

1.2.1工程地质

本车站在勘探深度55.0m范围内的地层主要为第四系堆积物，即由全新统人

工填土，冲洪积黄土状土、中砂、粉质黏土，上更新统冲积粉质黏土、粗砂及中

更新统冲积粉质黏土、中砂等组成。

1.2.2水文地质

（1）地下水位补给、径流及排泄

该场地所揭露的地下水为第四系松散层孔隙潜水，水位埋深14.3～17.3m，

基本呈连续分布；潜水位埋深30.0m左右。根据详细勘察报告，覆盖层为第四系

松散层，含水层主要为弱透水的黏性土夹砂层透镜体，潜水含水层厚度大于50m。本地区潜水补给来源主要来自侧向径流补给、大气降水入渗及绿化带灌溉水的入

渗补给。

（2）地下水动态

根据地勘报告可知该地区的长期动态资料分析：一般7～9月份水位埋深最大，为低水位，12月到次年2月份为高水位期，水位埋深最小。根据该场地的地

质特征及水文地质特征，潜水位受蒸发影响较大，夏季天气炎热，蒸发量大，水

位埋深明显变大，7～9月降雨量增多，水位开始回升，冬季气候干燥，蒸发量减少，水位年内达到高水位。地下水年水位变幅1～2m。

（3）渗透系数的取值

根据详细勘察报告及《城市轨道交通岩土工程勘察规范》GB50307-2012[1]规定，本区域黏性土的渗透系数采用3～8m/d，砂类土的渗透系数采用20～25m/d，综合渗透系数选用12m/d。

2 总体降水方案

根据勘察资料、现场施工场地条件、地下管线情况、现场构筑物影响等多方

面因素的分析结合深《基坑工程设计施工手册》[2]，确定降水方案如下：（1）车站主体采用集水明排和井点降水方案。

（2）由于车站靠近路边，且四周有建筑物，因而在车站四周布置监控量测点，根据基坑开挖过程中水位的变化，对各降水井抽水情况进行合理有效控制。

并根据车站周围市政雨水管网分布情况将车站降水引入市政管网进行排除。设计

排水管主管（集水管）采用采用φ50白硬管。部分降水井排水可利用于场施工用水，部分采用暗排。暗排采用开槽埋设φ80钢管，内穿φ50白硬管接入围挡边排水沟，集中排入市政雨水管道，开槽埋设的管道应做好冬季保温措施。

3 降水井设计

3.1降水井结构

钻井口径：700mm；成井深度：35m。井管类型与规格：采用水泥井管，内径400mm、外径500mm；滤水管孔隙率不小于15%；

井管固定与连接：井管采用竹片铁丝绑扎固定；在自然水位下，接头采用不少于2层60目塑料滤网包裹封缠；

管外滤料规格：根据《供水管井设计施工及验收规范》CJJ10-86[3]要求采用3-5mm泾河天然砾石，填砾厚度8-12cm；

3.2降水井深度计算

根据《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）第6.3.2条公式[4]：Hw= Hw1+Hw2+Hw3+Hw4+Hw5+Hw6

式中：Hw—降水井深度（m）；

Hw1—基坑深度，车站区间取基坑深度平均值17m，换乘区间基坑深度平均值17m；

Hw2—降水水位距离基坑底要求的深度（m），取1m；

Hw3—ir0；i为水利坡度，在降水井分布范围内宜为1/10～1/15，取1/10；r0为降水井分布范围的等效半径或降水井排间距的1/2（m）；

其中：r0—基坑等效半径，基坑为矩形基坑可按r0=0.29（a+b）计算，a、b 分别为基坑的长、短边。a=28m，b=161m，计算得r0=54.81m。

Hw4—降水期间地下水位变幅（m），根据《岩土工程勘察报告》取2m；

Hw5—降水井过滤器工作长度，取4.0m；

Hw6—沉砂管长度，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）：取1.0m；

计算降水井深度为：

Hw =17+1+（1/10*54.81）+2+4+1=30.481m。

为安全计，增加1/2滤管长度，

H=32.481m，结合地层情况取降水井深度为35m。

3.3降水量估算

根据地下水类型、基坑形状及含水层构造等特点，采用《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）[5]附录E.0.1条中公式计算：

r0—基坑等效半径，基坑为矩形基坑可按r0=0.29（a+b）计算，a、b分别为基坑的长、短边。

a=161m，b=28m，计算得r0=54.81m。

区间段（车站区间长437+50m）计算单元以161m为一段，不考虑每段间降水的相互影响，基坑总涌水量为Q=8815.5m/d。

降水井数量

降水井数量根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）（7.3.15）公式计算：

n=1.1Q/q

n（车站区间）=8815.5 x1.1/240=40.4