北京地铁站降水工程抽水维护期的管理与研究

摘要北京地区地铁车站降水工程施工过程中，多注重降水井实施过程中的管理，对于后期降水抽水维护期间的管理不够重视。本文以实际工程为背景，注重降水抽水维护期间的管理，通过详细的观测、记录与分析，根据数据在满足降水要求的前提下，及时调整降水井泵量减少抽排地下水量，在减少了对地下水资源的浪费同时也取得了较好的经济效果，值得进一步推广和研究。

关键词 地铁站；降水工程；抽水维护管理；

Management and Research of Beijing Subway Station’sDewatering Project in Pumping Maintenance Period

Zhang Xin-wei,Li Kuo

(Beijing Institute of Geological & Prospecting Engineering,Beijing,100048,P.R.China)

[Abstract]The management of dewatering wells has been stressed during the construction of the dewatering project in Beijing subway stations, while in later pumping maintenance period, the management has been mostly ignored. With practical engineering as its background, this article emphasizes the management of pumping maintenance period through detailed observation, recording and analysis. Under the premise of data meeting precipitation requirements, pump output of dewatering wells is adjusted timely and the amount of groundwater pumped is reduced so that the waste of groundwater can be decreased and better economic results can be achieved. The method is worthy of further promotion and research.

[Key words]subway station; dewatering project; pumping management and maintenance

中图法分类号U231.3 文献标识号A 文章编号：

目前，北京市处于地铁施工高峰期，多条地铁线路在建施工。由于北京地区水文地质条件复杂及建（构）筑密集，在地铁车站采用降水方法作为地下水控制方法在所难免。然而在降水工程实施过程中，多注重降水井实施过程中的管理，对于后期降水抽水期间的维护管理不够重视。

1.工程背景

1.1工程概况

地铁物资学院站为暗挖双层双跨结构（PBA工法施工），岛式站台宽11m，车站总长250.6m，结构覆土约7.0m，车站底板埋深约23.52m。车站共设置4个出入口通道（其中4号出入口为预留）及2组4个风亭。2、3号出入口位于车站北侧，1、4号出入口位于车站南侧。1号风亭位于西北象限的2层民房处，2号风亭位于东北象限西富河园2号院6层住宅楼前的人行道处。1、2、3、4（预留）号出入口均为明暗挖结合施工。

1.2场区地下水情况[1]

车站区域范围内存四层地下水，地下水类型分别为上层滞水（一）、潜水（二）、承压水或层间潜水（三）和承压水（四）。其中承压水或层间潜水（三）在本工程场地表现为承压水，以下简称承压水（三）。地下水详细情况见表1-1：

表1-1 场区水文地质条件一览表

1.2地下水影响分析

⑴车站主体：结构底最深处标高-0.872m，结构施工受潜水（二）、承压水（三）和承压水（四）的影响，需将潜水（二）、承压水（三）疏干，需将承压水（四）层降至结构底板以下1.0m。

⑵施工竖井：施工竖井结构底标高-1.257m，结构开挖范围内存在三层地下水潜水（二）、承压水（三）和承压水（四）层，经过验算本段范围内结构下覆土厚度不满足抗突涌要求，结构开挖受承压水（四）影响，因此，需对承压水进行减压处理，将承压水（四）层水位降至结构下1.0m。：

2.降水方案及设计参数

2.1降水方案[2]

施工竖井在地面条件允许的情况下采用封闭式管井降水方案；车站主体两侧双排布井，站体端部延长布井。降水设计参数见表2-1及2-2。

表2-1降水设计参数表

表2-2抽水井泵型参数表

1、2、3竖井 25

本站为暗挖法施工车站，结构计划施工工期为34个月。

3维护期管理

根据结构施工顺序，施工竖井处为最先施工节点，施工工期一般在1个月左右，因此降水工作应在结构施工开始14天前达到抽水要求，以保证有足够先期抽水时间以便产生较好的降水效果。竖井结构完成后仍需保证竖井周边降水井持续抽水使地下水位维持在结构下0.5m以下，避免由于地下水位上升导致竖井出土仓内集水。

3号竖井周边降水井于结构开挖前1个月以具备抽水条件，因此在降水井调试完成后进行正式抽水，通过竖井结构中间预留的水位观测孔观测地下水位下降情况，并等时间段详细记录地下水位降深数值，降水井抽水阶段观测出水口排水量及做好详细记录，抽水阶段观测频率应为1次/天，水量衰减稳定后观测频率可为2次/d。水位降深曲线见图3-1：

图3-1 3号竖井水位降深曲线图

由图3-1可知，在试验抽水阶段降水井中水位降深速率较大，正常抽水阶段水位降深速率慢慢变缓，直至抽水量稳定后，从开始抽水至水位稳定阶段的时间长短取决于含水层的渗透性[3]和降水井的单位时间排水量，因此为保证在结构开挖时地下水位降至满足结构开挖要求，降水井抽水时间应尽量提前于结构开挖时间，在本站细砂含水层范围内提前抽水时间应不少于1个月为宜。

图3-2 3号竖井日均排水量曲线图

由图3-2可知，细砂含水层水量衰减速度较快，衰减时间段与水位降深情况基本相符合，即水量衰减至基本稳定期时，水位降深亦保持相对稳定。水位相对稳定阶段日均排水量约为3900m3/天，部分降水井出现断流或半管排水的情况。

由于含水层水量衰减，水位降深也相应加大，远远超出要求降深，并且水泵抽水量超出地下水补给量，水泵出现空转间歇性抽水的情况，因此为节约成本根据监测结果，调整单井泵量，使水泵抽水量与地下水补给量基本相符合，提高水泵运转率，使用小功率水泵，从而达到节约电能降低成本的目的，因此将水泵由25m3/小时调整为15m3/小时。调整后抽排水量及水位降深见图3-3。

图3-3 3号竖井调整排水量后降深曲线图

经过上诉调整，单井水泵功率由5.5KW减至4KW，以10个降水井抽水8个月，电价1元计算可节约电费：10×（5.5-4）×24×30×8×1=8.64万元，类比至全车站范围内，节约工程成本相当可观。因此，加强抽水维护期管理，根据监测结果实施降低泵量，在不影响降水效果的同时即节约成本又减少对地下水量的抽排避免不必要的水资源浪费，效果显著。

4结论

1、降水工程实施过程中应注重后期降水抽水维护期间的管理，维护期间相对降水工程施工阶段更利于节约工程造价，降低工程成本，增加工程利润。

2、降水抽水维护阶段应加强对地下水位下降情况及抽排水量的监测与记录，水位观测数据应详尽、准确，并通过图表等形式加以研究分析，进而确定相应阶段的抽排水量。

3、维护期内应做到信息化管理，将反馈的信息进行分析总结，进而对抽排地下水的情况进行动态调整，在保证结构正常开挖的前提下，控制抽排地下水量减少对地下水资源的浪费的同时也可节约工程成本。

4、从抽观测结果及结构开挖情况分析可知，降水抽水开始时间在条件允许的情况下应尽量提前于结构开挖时间，即超前抽水时间要尽量延长，这即有助更好的达到降水效果减少残留水对结构开挖的影响。

参 考 文 献

1北京市地质工程勘察院，北京地铁6号线二期03合同段起点～物资学院站岩土工程初步勘察报告：2010-029初-1。

2北京市地质工程勘察院，北京地铁6号线二期物资学院站降水工程施工设计。

3 工程地质手册。北京：中国建筑工业出版社，2007.

作者简介：张新伟(1982-)，男，北京市地质工程勘察院工程师，硕士，研究方向：岩土工程