铁路客站临近既有铁路深基坑降水方案浅析

摘要:京广铁路保定站改造工程地下结构物众多，由于工程采用倒边法施工，紧邻既有铁路旅客到发线和站台，受保定站南咽喉的一亩泉河主河道影响，地下含水丰富，含水层均为砂层，由于深基坑深度、体量均很大，采取井点降水对既有铁路路基的稳定性影响很大。如降水出现问题，必然造成路基沉降或塌陷，给铁路运输带来巨大影响。本方案以保定站改市政配套工程之一的地下商业通道基坑降水为例，对降水方案的制定、施工控制等方面进行了阐述。

关键词:临近既有铁路深基坑;降水设计;施工;监控

Abstract: The Beijing-Guangzhou Railway BaoDing Railway Station reconstruction project of underground structure is numerous, because the project using inverted edge construction, adjacent to the existing railway passenger to sends the line and station, BaoDing Railway Station South throat by the Mu River main channel effect, underground water is rich, the aquifer are sand, due to the deep foundation pit depth, volume is very large, taking well point dewatering of existing railway subgrade stability influence. Such as precipitation problems, must cause the subgrade settlement or collapse; bring tremendous influence to railway transportation. The program to BaoDing Railway Station municipal facilities engineering of foundation pit precipitation underground commercial channel as an example, the precipitation plan, construction control and other aspects.

Key words: deep foundation pit near the existing railway; precipitation design; construction; monitoring

中图分类号：F530.3

前言

受我国自然和社会条件的影响以及铁路自身具有的安全性、经济性、时效性、重载性等优势，尽管当前航空、汽运、船运、管道运输飞速发展，但铁路在国民经济中依然占有重要位置，旅客出行、大宗货物长途运输仍首选铁路。为满足需要，破除铁路运输瓶颈影响，对既有铁路改造和扩能成为我国铁路建设的一个方向。而扩能改造工程中各类铁路下部建筑结构物的深基坑开挖、降水、支护等工作必然给临近的既有铁路线运输带来影响，甚至会破坏运营线的轨道几何尺寸造成行车事故，给人民的生命财产带来巨大损失。本文以京广铁路保定站改造工程中的地下商业通道工程中临近既有铁路深基坑开挖及降水施工为例进行浅析。

概述

地下商业通道为京广铁路保定站改造工程中的市政配套工程之一，工程位置在新建的保定站站房南侧，东西向横穿整个保定站站场，与地下出站通道共同提供旅客出站径路。地下商业通道主体结构基础采用桩基承台基础，结构形式为型钢混凝土柱+型钢混凝土梁框架结构。基坑上口宽72.15m，长61.338m，下口宽57.35m，长49.213m,基坑开挖深度为既有铁路路基面以下13.5m。根据中铁设计咨询公司提供的资料，地下水在路基面以下10米即有赋存。而地下通道基坑开挖边沿距离保定站既有6道（旅客到发线）的线路中心仅有2.9米，距离停靠站台的旅客列车车体外壁仅1.2米。既有6道每日接发上行进京方向旅客列车为23列，每日上下旅客近万人，不允许封闭铁路进行施工。开挖基坑时又处在主汛期，铁路客运安全隐患极大，制定合理的深基坑降水施工方案显得尤为重要。在施工过程中，我们根据现场地质水文状况，科学制定江水方案和控制措施，克服了出水量大、流沙等不利影响，保证了旅客安全和正常的运输秩序。

降水方案的设计和施工

基坑降水是通过降水设计和施工，排除地表水体或降低地层中的滞水、潜水等地下水的水位，满足施工需要的地下水深度和时间，并须保证工程环境无害性。根据本工程所在场地水文地质特征，考虑含水量较高的富水层为中、细砂层，结合施工经验和安全、经济等诸方面因素，确定采用管井法降水方案。管井法降水，即沿需降水区域周边每隔一定距离布设一个降水井点，利用管井重力集水原理，在管井内不断抽取积水，降低地下水位。同时为尽可能减少降水对基坑周围环境的影响，采用多井浅降、缓降、分区降。在实施中，保证降水在达到设计要求同时，控制降深和降水速率，减少因降水而引起的对周边结构物的影响。

降水设计：①降水深度的确定。据勘察资料，本基坑范围及附近无地表水，勘察深度内各钻孔均见地下水，稳定水位埋深8.20～11.80m，地下水为潜水，赋存于第5层细砂和第6层中砂中。此地区水位随季节变化，变化幅度2.00～5.00m。按照施工规范，地下水位需降至基坑基底以下0.5～1.0m。相当于既有路基面下14.5米。②降水井布置及数量计算。根据《建筑基坑支护技术规程》和现场实际选择计算模型为:潜水、完整井、远离基坑边界。基本参数选择:水位降深3.8m，水头高度8.0m,渗透系数选17.3m/d， 过滤器半径 0.145m，单井出水量70m3/d，沉降影响深度内的土层数为1，地下水埋深 2m，层厚度50m，Es选20 MPa。降水井的数量按《建筑基坑支护技术规程》8.3.3公式计算需要降水井14眼，根据实际情况和施工组织安排，拟用20眼井。③井深确定。根据所处地理位置及地质情况，井深计算确定为10m,即穿过第5、6土层，沉淀用井管设在第7层内。④井型与井点结构选择：井型选用开孔直径Φ600mm，一径到底结构。用内径Φ290mm的钢筋混凝土井管，滤管长度不小于5.00m，沉淀管长度不小于3.0m。井管周边滤料规格应满足D50=(6～8)d50,要求选择均匀干净，磨圆度较好的硬质岩石，不宜采用棱角状石渣料、风化料和其它粘质岩石，充填应密实，填至距地面1.50m时，用粘土封孔。成井施工要求井孔圆整垂直，井管连接牢固，安装垂直。⑤成井施工注意事项及抽水设备的选择。成井后必须确保洗井质量，达到正常抽水时含砂率小于1:10000，以保证抽水设备正常运行。根据计算结果和设计降深,选择潜水泵抽水。单台潜水泵流量不宜小于3m3/小时，扬程不小于35m。⑥降水工程监测与维护要求：因地下商业通道基坑降水紧邻既有铁路客车到发线，为保证旅客列车的安全，必须将降水对轨道几何状况的影响作为重点观测控制工作。施工时，对保定站既有6道路基、轨道、接触网、站台及雨棚进行沉降位移观测，出现异常及时反馈报告，立即停止降水，启动应急预案。抽水前要统一测一次各井静止水位；抽水开始后,在水位未达到设计降水深度以前,每天观测三次水位；水位达到设计降水深度后,可每天观测一次水位；水位观测允许误差±5cm。根据水位、水量观测记录，查明降水过程中的不正常状况及其产生的原因，及时提出调整补充措施。

深基坑降水过程控制工作：

既有铁路沉降位移的观测和控制措施有：①观测点布设：沉降观测采用自动安平水准仪，在既有6道轨顶、路基防护桩顶、基坑边坡上共设置6处观测点，用铅油做好记号。初始记录要采用换手测量，避免误差。②监测频率：降水期间，每天早8:00、晚18:00各观测一次并做好记录，直至降水工作结束。沉降和位移观测预警值为20mm。出现沉降位移超限后观测次数加密至每两小时观测一次；沉降数据稳定第一天后，观测频率调整为每天四次；沉降数据稳定第三天后，观测频率恢复为每天两次。③内业整理：观测数据应如实记录。每次观测完成后，对观测数据进行计算、整理，对检测数据进行成果分析，填报观测成果表。发现达到预警值立即上报，施工队立即停止降水。④线路加固措施：除采用路基围护桩和预应力锚索支护及设置通长钢腰梁支护措施保持基坑壁稳定外，为避免不均匀沉降，还采用在轨道下穿木枕和3-5-3扣轨方式对线路进行扣轨加固。④若线路沉降位移超过预警值，必须立即启动应急预案内容：立即放缓或停止排水，与车站和工务部门联系，由设备管理和使用单位视具体情况调整列车停靠站台，避免出现影响行车情况发生。现场备足抢险用道砟，发现线路沉降及时组织人员补充道砟，线路整修加固完成后，由设备管理和使用单位进行检查确认，满足通车条件后，才可放行列车。⑤按照铁路部门的有关规定，此深基坑降水方案实施前进行了铁路路桥方面的专家评审，专家对我们采取的方案、应急预案没有异议，按照专家意见，为使降水对运营线的影响降到最低点，施工对降水过程、降水总方量进行动态控制。根据施工进度，适时调整水泵数量和抽水位置及单井抽水量，采取临近既有铁路承台先降水并施工、待此部分承台施做完成并回填肥槽后再进行其他承台的施工把对铁路路基影响降到最低点。为防止大规模抽水出现流沙现象并进而破坏铁路路基，降水过程中对水样定时采集并分析含沙量。

结语

保定站市政配套工程之一的地下商业通道施工近邻运输生产十分繁忙的京广旅客到发线。通过方案比选，我们在深基坑降水工作中虚心学习，把铁路营业线运输安全放在重要地位，尽管基坑开挖、降水施工跨过了整个雨季，但因为施工方案周密、措施齐全、监控量测到位、严格按方案施工，在未对既有铁路安全发生任何影响的情况下完成了这项施工，确保了京广铁路保定站整体改造工程的顺利进行。