天津第六市政公路工程有限公司 天津市 300000

摘要：隨著我國地鐵的大力推廣，地鐵深基坑降排水不斷的在地鐵施工中出現(xiàn)，而在這其中降排水施工技術效果，是直接關系到地下水系統(tǒng)的保護效果的關鍵因素之一。因此，本文主要就地鐵深基坑降排水施工技術的應用進行分析。

關鍵詞：地鐵；深基坑；降排水

一、前言

我國屬于地下水能源豐富的國家，我國人口多每年的地下水能源消耗巨大，隨著經(jīng)濟的飛速增長，地下水問題以日益顯現(xiàn)，為確保地鐵的施工效果、實現(xiàn)環(huán)保目標。因此，地鐵深基坑降排水施工技術的應用就顯得更為重要，也是地鐵施工中的重中之重。

二、城市地鐵工程進行降排水施工的基本原則

城市地鐵工程在建設中會遇到城市地下含水層，含水層的存在會造成城市地鐵工程的困難和問題，不但會造成城市地鐵和工程施工的污染，而且會給寶貴的城市地下水資源帶來浪費。

1、審核性原則

進行城市地鐵工程的降排水施工應該根據(jù)標準的手段和規(guī)范的步驟進行審核，特別對于如何遏制地下水資源的流失進行嚴格控制，以避免大批量地抽取地下水，給城市地質條件和地下水資源造成負面影響。

2、就近原則

進行城市地鐵工程的降排水施工中要盡量利用已有的城市雨水系統(tǒng)和下水系統(tǒng)來實現(xiàn)地下水的就近排放，這樣不但有利于控制降排水的成本，并且能夠利用傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的優(yōu)勢，實現(xiàn)降排水的快速進行。

3、綜合性原則

進行城市地鐵工程的降排水施工要與城市管網(wǎng)、城市改造、用水計劃等各種市政項目和規(guī)劃相結合，起到綜合發(fā)展的目的，這樣不但可以提高城市地鐵工程的給排水效能，同時也可以實現(xiàn)城市建設總體的高效發(fā)展。

三、降水方案設計計算

1、基坑水力計算

由于此段基坑極大部分處于卵石土層，地下水豐富，水位較高，特別是上更新統(tǒng)（Q3）砂卵石具有較強的滲透性。其水文地質模型如圖1所示，其降水主要受潛水與承壓水作用，經(jīng)分析其潛水影響不大，故降水施工主要以承壓水為含水層，而水量受大氣降水及地表水補給為主。

（1）基坑總涌水量Q總

Q總=LK（2H-S）SR+1.366K（2H-S）SlgR-LgB2R=2S HK=774.9m

式中：Q總—基坑涌水量（m3/d）；K—滲透系數(shù)，取K=20m/d；S—設計水位降深（m），水位埋深平均按4.0m考慮，降水深22.0m，S=22-4=18m；H—潛水含水層厚度（m），H取平均值24；R—影響半徑（m）；L—基坑長度（m），L=446.7；B—基坑寬度（m），B=18.5。經(jīng)計算Q總=13897.5m3/d

（2）管井數(shù)量n井點數(shù)量根據(jù)基坑總涌水量與單井涌水量進行試算確定。根據(jù)基坑總涌水量與單井涌水量確定初步布井數(shù)n為：n=（Q總/Q單）+1=32

（3）降水井布置

布井原則

本場地采用封閉式管井降水形式布井。所有井位均沿開挖基坑外緣的圍護樁外1.5m左右布置。施工時應先確定地下管線及建筑物基礎的位置，對降水井井位作適當調(diào)整。

井距計算經(jīng)計算，井距=2L/n=27.9m≈28m>18.5m

③井管滲透速度及井深確定最大允許滲透速度：VC=60K1/3=162m/d；最小濾水井管長：C=q/2πrVC=3m；井點深度確定：A=地下水位+降深值（濾水管長度）+沉砂管長度+1=25m。

2、基坑周圍沉降控制及設計參數(shù)由于井點埋設完成開始抽水時，井內(nèi)水位開始下降，周圍含水層的水不斷流向濾管，經(jīng)過一段時間，在井點周圍形成漏斗狀的彎曲水面，即所謂的“降水漏斗”。這個漏斗狀水面需幾天至幾周才能穩(wěn)定，漏斗范圍內(nèi)地下水位下降以后，必然造成地面固結沉降。降水期間，降水面至原地下水位面之間的土層因排水固結，會在所增加的自重應力條件下產(chǎn)生較大沉降。因此通常降水引起的地面沉降即以這一部分沉降量為主，所以可采用以下簡易方法估算降水所造成的沉降值。

四、地鐵深基坑降排水措施

1、措施確定前提

（1）沉降層的確定

潛水位以上的粘性土及回填土呈非飽和狀態(tài)不存在上層滯水，沉降計算中不予考慮，本場區(qū)沉降計算層段為潛水位以下至承壓水層的砂層及粘性土層。

（2）沉降量計算

降水過程對土體來說是孔隙水壓力消散，有效應力增加的過程，有效應力增量引起了土體壓縮變形。根據(jù)勘察報告提供的土力學參數(shù)和我們掌握的經(jīng)驗參數(shù)，可分層計算粘性土和砂性土的固結壓縮量，其疊加值即為最終沉降量，計算公式：

經(jīng)計算，降水引起的最終沉降量為2.6mm。另據(jù)有關資料及降水經(jīng)驗，針對流砂層降水，只要從成井工藝上控制抽水含砂量，不使含水層固體顆粒流失，由此引起的地層壓縮量微乎其微，地面建筑不會有何影響。

（3）沉降范圍

根據(jù)經(jīng)驗及數(shù)值模擬結果，降水引起的地面沉降以降水形成降落漏斗中心為沉降中心，主要沉降范為外圍降水井向外幅射50m，降水沉降監(jiān)控測點主在此區(qū)域內(nèi)布設。

2、封閉式管井井點降水

（1）方案確定

工程場地潛水位埋深or一16m，含水層厚度4m左右，車站開挖深度22.39m，需降低潛水位s左右。采取抽滲相結合的辦法降水。

（2）根據(jù)車站、風亭豎井及通道的排水量計算，合分析地面及地下管線分布情況，采用封閉式管井點降水方案。井點沿車站結構外墻布設在圍擋內(nèi)側，軸線距結構外墻2.sm。路口部分的降水井和排水管設在地下，降水井口做成工作井，上蓋承重井蓋。

（3）井位布置

明挖盾構井及東北風道降水井位布置在支護結構外側2.sm，與護坡樁間相對應，井間距gm，井深7m。為了不影響交通，降水井管口均布置在地下，眼井做l個工作井。地面排水管主管（集水井）采中300mm鋼管，布管沿封閉降水井點外側1.o支管采用中50塑料管穿中89鋼管。排水管和支管埋在地面以下800mm。

3、滯水及殘余水的疏堵

在暗挖導洞內(nèi)出現(xiàn)殘余水或降水盲區(qū)時，為了止坑壁塌方，應采取放慢挖槽速度的方法，并在坑做盲管導流，槽邊挖盲溝集水并將其排走；如遇有余水，應立即噴射混凝土封閉掌子面，并且向掌子打設內(nèi)有反濾層的鋼花管，使殘余水由土層中排出開挖前在掌子面底部挖集水井，井邊用草袋遮流砂，水匯滿時集中排出，水較大時埋設無砂管，以助降水。

五、做好地鐵深基坑工程監(jiān)理環(huán)節(jié)

根據(jù)地鐵深基坑工程特點、施工工藝以及可能出現(xiàn)的風險，筆者認為深基坑工程監(jiān)理控制重點應放在圍護、土體加固和降水、開挖和支撐 3 個關鍵環(huán)節(jié)。

深基坑圍護是保護基坑的首道屏障，監(jiān)理人員應對圍護結構特別是地下連續(xù)墻的施工流程進行審核并提出合理化建議。

深基坑加固和降水是確保地鐵深基坑工程安全不可缺少的技術措施，也是監(jiān)理應控制的一個重要環(huán)節(jié)。因此，對于基坑加固，監(jiān)理應嚴格控制水泥用量和加固范圍，確保加固達到設計效果。對于降水工程，監(jiān)理應對降水設施的質量和降水過程進行跟蹤檢查驗收，確保開挖土體的降水效果。

開挖階段是風險集中階段。監(jiān)理應嚴格控制開挖順序、挖土方法和支撐順序