地铁车站降水方案设计分析 本文关键词：降水，方案设计，车站，地铁，分析
地铁车站降水方案设计分析 本文简介：摘要：针对地铁深基坑降水施工的施工风险，以沈阳地铁9号线皇姑屯站为例进行分析。采取合适的深基坑降水技术及应急措施以降低其风险隐患。地铁车站基坑降水工程可能会导致地面沉降、管道沉降、建筑物沉降等工程风险，提前为降水工程提供辅助措施和补救措施，对于地铁车站深基坑施工的效率和安全性非常重要。关键词：地铁;
地铁车站降水方案设计分析 本文内容：
摘要：针对地铁深基坑降水施工的施工风险，以沈阳地铁9号线皇姑屯站为例进行分析。采取合适的深基坑降水技术及应急措施以降低其风险隐患。地铁车站基坑降水工程可能会导致地面沉降、管道沉降、建筑物沉降等工程风险，提前为降水工程提供辅助措施和补救措施，对于地铁车站深基坑施工的效率和安全性非常重要。
关键词：地铁;基坑;降水方案;补救措施
地铁车站深基坑施工是城市地铁工程建设的关键环节之一，其施工安全一直是一个备受瞩目的工程问题。地铁车站深基坑降水技术影响土壤水分挥发，土壤凝结效应和土壤强度[1]。其技术直接决定了后期施工的稳定性和安全性。本文以沈阳市皇姑屯地铁站为例，说明深基坑降水工程的方案设计和辅助、补救措施。
1工程水文地质情况
皇姑屯地铁站采用基坑外的外部降水计划，地下水埋藏在9.9～11.4m之间，补给来源主要是大气降水和地表径流。站内含水层厚度为22.10m，渗透系数为20～90m/d。含水层上部黏土颗粒较少，渗透性较强，下部黏土颗粒较多，渗透率较差。地下水流向总的方向是由东向西。
2降水方案设计
2.1地下水流对施工影响分析
根据调查报告，在勘探深度内测量了一层地下水[2]：孔隙潜水。根据暗挖车站、暗挖区间、车站出入口及风亭设计，各部位结构均位于地下水位以下，均受到地下水的影响。
2.2设计原则
本工程降水设计原则如下：（1）车站、区间采用坑外降水；车站降水井设置在围护桩外2～3m，采用环状井点布置；区间降水井位于区间隧道东西两侧外2～3m处，由双排线性井点布置。（2）在开挖前15d进行预脱水，降水深度减少到挖掘面以下1m处，以确保挖掘土方时没有清水。（3）降水过程伴随着地下结构的施工过程，暗开挖完成二衬的施工，完成露天开挖段的施工。（4）在降水施工期间保证井组的运行，禁止单井作业。
3降水计算
3.1降水计算步骤
按以下步骤进行车站主体降水计算。（1）确定工程参数计算主体降水需要的工程参数如下：a为车站长度方向两侧降水井间距，为181.3m；b为车站宽度方向两侧降水井间距，为23.7m；r为引用基坑半径，取值为r=0.29×（a+b）=0.29×（181.3+23.7）=59.45m；S为水位下降值，因为水位标高为31.7m，车站最低点标高为16.3m，降水至开挖面下1m，因此取值S=16.4m；K为渗透系数，为20～90m/d，取90m/d；H为含水层厚度，根据地质勘察报告取值H=22.1m；R为引用影响半径，计算得值：=1462.8m（2）总涌水量预测按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—2012）标准要求，本车站工程涌水量模型按面状基坑潜水完整井模型，总涌水量按下式计算：根据标准要求，深度应满足L＞HW1+HW2+HW3+HW4+HW5，其中，HW1为车站开挖底部深度，因为地面标高平均值43.1m，基底标高最深16.3m，因此取值HW1=26.8m；HW2为降水水位距基坑底的距离要求，取HW2=1.0m；HW3=i·r0，i为水力坡度，取i=1/10，r0取降水井排间距的1/2，计算得值HW4为降水期间地下水位变幅，取HW4=2.0m；HW5为过滤器工作长度，取HW5=4m；同时考虑1.5m的富余系数，综合取值后降水井深度L为36m。根据计算，车站主体结构采用44口降水井可满足施工降水要求，降水井间距为14.6m，局部遇障碍物可进行微调。
3.2降水设计参数
降水设计的主要技术参数见表1。
4降水管井施工
4.1施工工艺流程
降水管井施工工艺流程图如图1所示。
4.2成井施工
（1）定井位根据井图，确定了降水方案给出的地下管线分布图和甲方给出的坐标控制点，确定了降水井的井位。（2）埋设护筒为了防止循环水流在钻井过程中坍塌孔的回填，必须在钻井之前埋设钢套管。套管的外径为1.0m，深度取决于地面的具体情况。（3）钻机就位、调整主要是控制钻机绳索的垂直度（小于1％）和钻机的平整度，由千斤顶调平。在钻孔之前，仔细检查钻机组件和钢丝绳是否存在安全隐患[3]。（4）钻孔钻机到位后，检查钢丝绳一次，使垂直交叉中心和桩中心居中，偏差符合规格要求（不超过5cm），然后开始冲击。在钻井的同时，应进行相关的地质验证，并编写钻井记录，以反映现场的实际土层变化。钻井记录每2h记录一次，特别是在土层发生显着变化的情况下。（5）终孔检测在钻孔中通过孔检测器检查孔，并且孔检测器通常由钢筋笼制成，并且外径尺寸设计要等于孔径，长度设计为等于孔径的4～6倍。（6）下管降水井井管采用钢筋焊接钢筋笼，钢筋间绑扎竹片，同时管外包缠两层100目尼龙纱网，滤水管长度范围内包缠钢丝网。（7）填滤料含水层的过滤材料应具有一定的圆度，过滤材料（包括石粉）的泥浆含量≤3％，过滤材料为3～15mm的鹅卵石。（8）洗井在井形成井后，应更换和清洁井筒的泥浆和沉积物以及井筒孔隙中的堵塞物和含水层的孔隙。降水井施工完成后，继续对降水井进行抽水并检测水中的含砂量，直到水中的含砂量符合要求方能投入使用。（9）下泵在降下泵之前，检查泵的通风孔、排水孔、排油孔和电缆接头密封是否松动。（10）排水降水运行时采用管道排水，直接将水排入场外市政管道中。
5降水工程的辅助措施和补救措施
5.1局部异常水处理措施
由于市区内存在许多废弃的地下建筑物，很多局部积水已成为多年的水库。水量不明，往往导致基坑墙或隧道墙不稳定，底部地层受到干扰。为了有效防止这种局部异常水对项目造成损失，应采取以下措施：（1）当遇到地下不明结构时，要分析结构的性质，查明它是否含水。（2）在确定地下结构的含水量时，应首先查明是否有补给源，打破供应源，然后抽出水。（3）当需要在基坑或隧道中进行上述工作时，应事先准备临时支持设施和应急排水设施。
5.2局部加深结构中承压水的分析和处理
由于地铁工程结构的深度较大，结构设计通常根据现场条件的限制进行调整。另外，由于特殊的地点和较长的间隔时间，降水方案的设计往往并不十分全面。因此，当局部结构加深时，必须对承压水的影响进行特殊分析。如果设计的周边降水井容量不能满足加深部分的深度要求，可以专门为洞穴加深部分设计降水井[4]。抽水完成后，则必须密封洞穴中的降水井。5.3备用电源措施由于工程现场地下水丰富、水位高，并且在降水后水位恢复速度快，因此有必要确保在降水过程中连续抽水。一旦供电系统发生故障，电源就不能继续供电，这将不可避免地导致泵送停止。因此，为了保证工程降水的正常运行，需要考虑备用电源的问题[5]。考虑采取如下措施:（1）在原有的供电系统中，第二个供电系统也应作为应急备用电源，并配备自动切换装置。
6结论
（1）为确保基坑施工及周围环境的安全，在开挖和开挖前必须采取合理的降水方案进行降水。（2）采用合理的降水施工方案可以有效的解决基坑降水问题，在降水过程中计划好辅助措施和补救措施对施工的安全和质量有很好的保障。
参考文献：
[1]梁青槐.地铁工程施工安全管理与技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2014．
[2]姚娣.地铁一号线降水监测方案优化及数据处理系统的建立[D].沈阳建筑大学,2011.
[3]崔新玲.塔式起重机用钢丝绳的选择和检验方法[J].中国设备工程，2017(04):84-85.
[4]李朋谦.浅析沈阳地铁某站降水设计[J].建设科技,2008(07):122-123.
[5]刘进.基坑降水的辅助措施及质量控制[J].城市建设理论研究（电子版）,2013(12).
作者：韦礼群 单位：中铁五局集团有限公司
地铁车站降水方案设计分析 来源：网络整理
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