地下暗挖車站PBA工法施工降水技術研究

呂丹峰

摘? 要： 隨著城市現代化發展的加速，對交通設施建設的需求不斷加大。由于城市所處環境的特殊，地鐵在城市交通中占據重要的位置，而隨著城 市交通導改的難度增加，地下暗挖車站本著減少交通導改的難度，在地鐵建設中，越來越多采用。在地下暗挖車站PBA工法施工中，降水是保證車站開 挖的必要保障。本文主要以地鐵暗挖車站施工降水進行技術研究。

關鍵詞： 暗挖;降水井;降水控制

引言： 我國中心城市交通需要大量地鐵工程，地鐵車站深基坑施工均 涉及降水問題[1-2] ，合理的降水方案不僅是施工成本控制的有效措施，更是 施工安全的有力保障[3-4]。本文以長春市軌道交通5號線亞泰大街暗挖車站 降水技術為研究對象[5] ，通過對降水井設計計算并提出施工要點和注意事 項，以期為類似工況下的暗挖車站降水提供技術參考。

1工程概況

亞泰大街站位于長春大街與亞泰大街交匯處，車站跨路口設置，沿長 春大街路口布置，呈東西走向。車站周邊現狀以居住用地為主，有部分商 業用地，車站為地下兩層三跨13m島式站臺暗挖車站，標準段寬21.9m， 頂板覆土厚度為8m，底板底板埋深24.55m? （位于強風化泥巖層）。

2 工程地質、水文地質

2.1? 地形地貌

長春地鐵5號線一期工程位于松遼平原東部高平原地貌，總的地勢由 東南向西北逐漸降低，地面海拔高度為189.0 ～ 306.8m ，可分為河谷沖積 階地（ I ）、沖積洪積波狀臺地（ II ）和剝蝕丘陵（ III ）、輕微切割槽型盆 地IV、沼澤鹽漬化高平原V。

2.2? 水文地質

根據含水介質的特點以及地下水在含水層 中的運動、 儲存 的特 點，本工程地下水類型主要為第四系松散巖類孔隙潛水（二）和承壓 水（三）兩大類。孔隙潛水（二）：水位埋深： 1.2～ 5.0m ，水位標高 194.29 ～ 233.24m，含水層主要為粉質黏土②2層、粉質黏土②21層，隔水 層主要為硬塑的粉質黏土②3層、粉質黏土②31層。主要接受側向徑流及 越流補給，以側向徑流、人工開挖方式排泄。地下水流向地形總體坡度一 致，其地下水具有明顯的豐、枯水期變化，豐水期水位上升，枯水期水 位下降，多年變化平均值1.50m。承壓水（三）：水頭埋深2.60～3.70m， 水頭標高194.75 ～ 213.65m，以粉質黏土②3層、粉質黏土②31層為相對隔 水頂板，含水層巖性為中粗砂②7層、全風化泥巖③1層、強風化泥巖③2 層，含水量較大。其主要接受側向徑流及上部孔隙水補給，排泄方式主要 為相對含水層中的徑流形式及人工開采。

3 降水井水量計算

本車站為孔隙潛水，穩定水位埋深1.9 ～ 2.6m ，含水層厚度43m ， 底板埋深26 ～ 26.4mm。降水孔布置在初期支護外3m處，計算基坑為 48.2m ×31.3m。工程結構底板埋深26.4m。（ 1 ）基坑總涌水量公式： Q=1.366k ×（2H-S）S/lg（1+R/r0），基坑長a=48.2m，基坑寬b=31.3m ，Q— 基坑承壓水排水量（m3/d）， k-含水層滲透系數（ m/d ），試驗孔滲透 系數為7.754（m/d） ，H—含水層厚度（ m ），根據地勘報告取43m ，S—降 深（ m ）S=24.4m ，R—影響半徑， ?=890m ，r0—基坑換算半 徑（m）， r0 =0.29 ×（a+b）=23.2m ，Q = 10303m3/日。（ 2 ）單井出水 量。單井出水量按下述經驗公式計算： q =120 πrsl（K）1/3，式中： q—單 井出水量（m3/d）， rs—過濾器半徑（ 0.2m ）， l—有效過濾器長度（ m）， 取值為1.3m ，K—滲透系數（ m/d），試驗孔滲透系數為7.754m/d，單井 出水量q = 290（m3/d）。（ 3 ）降水井數量及間距。降水井數量： n=1.1Q / q≈20口， 降水井間距： D =? （48.2*2+31.3*2+80）/16≈6m，降水井深度： H≥H1+h+iL ，H1為車站開挖底部深度，取27.6m ，h為降水水位距基坑底距 離要求，取1m ，i取1/10 ，L為井點管至群井中心的水平距離取16m，綜合 考慮取降水井深度：井深28m。根據計算車站主體結構采用20 口降水井可 滿足要求，降水井間距為6.0m，局部可微調。（ 4 ）泵型選擇。 194/24/0.7 = 11.54m3/h，取泵型12m3/h，揚程40m。

4 降水井設計

4.1? 降水井結構設計要求

（ 1 ）水泵均選用潛水水泵，功率2.2kw ，揚程40米，流量10m3/h 。 （ 2 ）車站主體降水井布置在主體兩側3m范圍內，同時避開地下管線，以 免暗挖時注漿對降水井產生影響，降水井間距6m。（ 3 ）主排水管采用6寸 鋼管，排水管線鋪設的縱向坡度不小于2‰。出水管、支管和主管之間應采 取措施（如單向閥連接），防止停泵時發生倒灌現象。排水口設在結構范 圍外的市政雨污管線井口，設置排水口檢查井。（ 4 ）主電路采用35mm2 、 25mm2的鋁電纜（根據井的數量確定），水泵電纜采用4mm2水泵電纜。

4.2? 降水井施工控制要點

（ 1 ）根據地勘報告，降水井位置為水面最低點處，進而保障降水井 達到降水效果。（ 2 ）開挖前應提前進行預降水，一般在開挖前保證有一 月以上預降水時間。應避免抽出的地下水就地回滲，并且要對地下水位進 行實時監測。（ 3 ）在正常降水運行過程中，盡快將降水井封閉成環，形 成良好的降水區域，進而達到降水效果。（ 4 ）降水井管控要點。①井徑 ≥600mm。②根據降水效果選用合適的井管，如無砂混凝土管、竹籠濾 管、鋼筋籠濾管。③洗井采用潛水泵或空壓機反復清洗，直至水凈砂清。 ④水泵的選用根據現場實際抽水效果選擇，如不滿足抽水需求，及時更換 功率大、揚程大、流量大的水泵。④降水井正常運行后，定時對運行的降 水井巡查，及時發現問題及解決問題，已保證降水達到預期效果。（ 5 ） 降水井間距為6m，如果現場抽水效果達不到施工要求，可適當增加降水井 數量，間距改為3m。（ 6 ）如降水井達不到預期效果，可采取洞內真空降 水及洞內引排的方法解決降水問題。

5 降水井現場施工注意事項

（ 1 ）占道施工時，提前封閉施工道路，用臨時圍擋封閉施工區域并 在臨時圍擋上加爆閃燈。因主城區管線布置復雜，挖探施工時，盡量避免 大型機具的使用。（ 2 ）鉆井施工時，實時關注井的滲漏水情況，遇到滲 漏水時，及時調整泥漿比重。（ 3 ）井管采用無砂礫石混凝土濾水管，接 頭處采用編織袋和尼龍網裹嚴，以免擠入泥沙淤塞井管。（ 4 ）井壁回填 濾料時沿井管外四周均勻填入，避免填料過快濾料在孔內“架橋”現象， 濾料下沉后及時補充濾料。（ 5 ）洗井采用潛水泵或空壓機反復清洗，直 至水凈砂清。（ 6 ）選擇水泵時，根據現場實際井深，選擇合適的水泵規 格，安裝前做一次全面細致的檢查，在地面試轉3min-5min后，若無問 題，方可進行安設。安裝完畢應進行試抽水，滿足要求后方可轉入正常工 作。（ 7 ）施工整個過程中需臨時在路面鋪設鋼板，在鋼板下墊膠皮或軟 性材質的材料，避免行車產生過大的噪音影響

結論： 暗挖車站降水按照計算和設計進行現場布置，通過對降水量和 開挖過程統計，現場車站主體降水井布置在主體兩側3m范圍內，同時避開 地下管線位置，以免暗挖時注漿對降水井產生影響，降水井間距為6m。降 水能夠滿足施工過程中無水要求。

參考文獻：

[1]陳希林，翟永山，郭彩霞.我國地鐵建設風險管理及發展趨勢[J].市政技術， 2012，30（05）：167-169.

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[3]周勇，魏嵩锜，朱彥鵬.蘭州地鐵車站深基坑開挖過程中降水對鄰近地下管 道的影響[J].巖土工程學報，2014，36（S2）：495-499.

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