地铁车站降水方案设计

摘要:结合地铁车站基坑工程中的工程概况及地质条件，确定基坑降水的设计参数，对基坑降水提出合理的设计方案，以达到降水目的，并为类似的工程提供相关的经验。

关键词:地铁车站 基坑降水 方案设计

前言：

城市地铁建设的全面铺开带来了深基坑工程的飞速发展。基坑降水是深基坑工程施工中的一个重要技术措施，它能起到挥发土壤中的水分，促使土体固结，提高土体强度，改善施工条件和缩短工期的作用。

1 工程概况及工程环境

1.1工程概况

角门西站地铁车站位于马家堡西路与规划石榴庄路交叉路口下。为十号线与四号线换乘车站。车站跨路口采用暗挖法施工，路两端采用明挖法施工。4号线基坑深17.8m，10号线基坑深21.2m。

1.2工程地质和水文地质概况

本工程场地勘探范围内的土层包括人工堆积层、新近沉积层和第四纪晚更新世冲洪积层四大类。

根据勘察报告，勘察深度范围内存在两层地下水，分别为潜水和承压水。

表1：地下水情况表

含水层类型 地下水埋深（m） 地下水标高（m） 含水层

潜水 10.4～15.3 22.52～26.70 ③、④

承压水 24.5 15.68 ④、⑤

1.3地下水对车站施工影响分析

本站为明暗挖法结合施工车站，站体埋深大。车站基坑贯穿含水层卵石③层和细砂④2层。结构底板处于卵石⑤层含水层中，这层水在本站施工范围内带有承压性，其水头标高为15.68m，在上覆⑤1层上。由于在场区附近其下分布的隔水层⑥1厚度不均，甚至尖灭，使卵石⑤层和其下分布的含水层卵石⑥层水力联系很紧密，降水难度较大。

图一：地下水及地质剖面图

2 降水方案

本站基坑深度较大，地下水位标高高于结构底板约5.5m，结构底板距下层隔水层⑥1粉质粘土层最近5.9m，该隔水层厚度约1.0m，卵石⑤层一般粒径4~8cm，最大粒径大于10cm。本站注浆加固难度较大，且很难达到阻水效果；本站施工止水帷幕很难达到封闭效果。

2.1基坑降水量计算

根据勘察报告、结构埋深等因素分析，对角门西站的基坑降水量进行计算，计算结果见下表：

表2：降水计算参数表

降水部位 含水层

类型 引用半径

（m） 潜水

标高

（m） 含水层厚度

(m) 降深

(m) 渗透系数

(m/d) 影响半径

(m) 排水量

(m3/d)

车站

主体 承压水 66 15.68 40 6.0 200 1687 106000

2.2降水方案

根据勘察资料、现场施工场地条件、地下管线情况、现场构筑物等多方面因素的分析，确定降水方案如下：

1、车站主要受承压水影响，采用管井抽水降水方案；

2、为了及时的了解地下水情况及降水实施效果，在站体内部布置了4个水位观测孔，根据观测孔的地下水位，及时的调整泵型泵量。

图二：降水井平面布置图

2.3降水井参数

表3：降水设计参数表

位 置 井类型 井径

(mm) 管径

(mm) 井管类型 井深

(m) 井间距

(m) 滤料

(mm) 井数

（眼）

基坑 抽水管井 800 325/6 钢 管 38 10 3-7 60

地下水位观测井 127 50/3 PVC 32 - 3-7 4

注：①井深以井底标高控制；

②管径为：外径/壁厚；

③降水管井内安装潜水泵，详见下表。为保证正常施工和施工安全，可根据实际抽水情况适当调整泵量。

表4：降水井泵量表

井号 泵量（m3/h）

A1-A3、A26-A33、B8-B17 120

A4-A25、B1-B7、B18-B27 60

3 降水结果

3.1降水效果

根据后期观测结果，预测基坑降水效果如下图：坑内降水达到6.6m，坑外150米范围降水5.6m。

图三：预测降水效果图

3.2降水沉降量计算

式中：s―――最终沉降量（mm）；P―――水位变化施加于土层上的平均荷载（KPa）； Hi―――计算土层的厚度（m）；Ei―――土层的压缩模量（MPa）；ξ―――经验系数。

经计算，由降水引起的地层沉降量≯3.8mm。

4 结束语

通过角门西站地铁车站降水方案的顺利实施得出：当地质条件特殊基坑降水量较大时，采用基坑降水减小地下水对施工的安全风险隐患是确实可行的。

参考文献：

1 谭少晰.地铁车站深基坑降水施工工艺 企业科技与发展，2007（增刊）：160-162

2 姚天强，石振华.基坑降水手册 北京：中国建筑工业出版社，2006

3 胡志军，张彬，周朋飞，等.北京地铁10号线奥林区间降水方案选择与实施。铁道建筑，2006（11）73-75

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。823