复杂条件下繁华市区深大基坑施工降水

高晓刚，江 益，李建成，李国军

(1.中铁三局集团有限公司，山西太原030000；2.西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，四川成都 610031)

复杂条件下繁华市区深大基坑施工降水

高晓刚*1，江 益2，李建成1，李国军1

(1.中铁三局集团有限公司，山西太原030000；2.西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，四川成都 610031)

结合东莞地铁会展中线站的深基坑施工降水技术，介绍了在复杂的水文和地质条件下的深大基坑施工降水的技术特点，介绍了基坑分块的方式、降水井的计算、降水井的分布、管井降水井构造设计和降水井施工等5个方面。本工程可为国内同类工程的设计和施工有提供参考。

深基坑；施工降水；降水井

近年来我国城市建设的发展，带动了地下工程的迅猛发展。地铁车站、高层建筑、市政工程等重大工程的开工建设产生了形态各异的深、大基坑[1-3]。基坑的开挖使周围的应力平衡破坏，土体产生变形，继而危及周围构筑物及管线的安全，严重时可能造成基坑的垮塌。在我国的长三角、珠三角等地下水位较高的地区，地下水会给基坑的开挖造成诸多不利的影响，在开挖过程中可能出现流砂、突涌和管涌等不良水文地质情况。因此在这种情况下，应选择合适的降低地下水位的方法对基坑进行降水。通常可采用集水明排、轻型井点及多级轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井、砂（砾）渗井等方式进行基坑的降水作业[4]。

1 工程概况

1.1 工程简介

本文所依托的工程为在建中东莞地铁R2线与R1线的换乘站——会展中心站[5]。车站位于东莞中心城区东莞大道与鸿福路交叉路口，建设规模大，其中R2线车站沿东莞大道南北向布置，外包尺寸为651.8m× 24m×14.18m，覆土厚度3.99～5.20m；R1线车站沿鸿福路呈东西向布置，外包尺寸为304.66m×32.4m× 21.85m，覆土厚度4.321～5.272m。车站平面图如图1所示。采用地下连续墙围护，明挖顺作施工。建设区域道路交通网发达，路面交通量大，周边建筑物繁密，地下管线分布密集，基坑修建风险较高，施工控制要求严。会展中心站平面布置图如图1所示。

R1线基坑长度为307.11m，平均宽度为23.45m，平均挖方深度为25.5m，地下水位平均埋深为4.3m，地下水位以下为粉质粘土、硬塑状残积土、全风化层、中等风化层。计算渗透系数采用地下水位以下到基坑开挖底板之间各岩土层厚度加权调和平均值K=0.85m/d。

R2线基坑长度为620m，平均宽度为24.9m，平均挖方深度为18.2m，地下水位平均埋深为4.3m，地下水位以下为粉质粘土、细砂、硬塑状残积土、全风化层、中等风化层。其中1#～24#区间内的计算渗透系数取为K=1.34m/d。29#～77#区间内的计算渗透系数取为K= 0.96m/d。

1.2 降水方案

结合本站基坑深度较大、长度和宽度均较大，场地水文地质复杂等情况，选择兼具维护结构和止水帷幕的地下连续墙和结构简单、降水较深、排水量大的管井降水方案，并以管井降水为主，排水沟明排为辅。

2 降水井计算

2.1 分块降水方案

会展中心站根据基坑的形式，沿R1线方向基坑较深，沿R2线方向基坑较长，因此采用分块方法对基坑涌水进行计算，根据实际布置，会展中心站基坑降水共分为6个基坑，每个基坑全部采用封闭施工，采用高压旋喷桩或中隔墙进行分割，R1线分为3个基坑（1#～11#轴，基坑长度为81.7m，11#～16#轴，基坑长度为49.1m，16#～28#轴，基坑长度为171.86m）、R2线分为3个基坑（1#～24#，基坑长度为189.4m，29#～48#,基坑长度为157.8m，48#～77#，基坑长度为269.8m）。

图1 会展中心站布置图

2.2 降水方案计算

根据《地下铁道、轻轨交通岩土勘察规范》[6]规定和相关的水文地质资料，本站基坑涌水量采用条形基坑潜水计算公式进行估算，如下式所示：

式中：Q——基坑出水量，m3/d；

K——渗透系数，m/d；

H——含水层厚度，m；

S——设计水位降深，m；

R——影响半径，m；

L——条形基坑长度，m；

B——条形基坑宽度，m。

降水井计算表如表1所示。

表1 降水井计算表

根据计算会展中心站主体结构基坑内共布置121口管井降水井。综合考虑可将降水井布置为间距约15m，“品”字形分布。降水井距围护结构5m，井深26～32m,滤水层厚度为0.2m。施工中根据水文地质情况可在地下水补给方向或围护桩渗漏水严重的地方根据现场实际情况加密布置降水井，每次降水深度为开挖标高以下2m。

主体结构内的降水井分布，以R1线为例，如图2所示。

3 管井降水井施工工艺

3.1 管井降水井构造设计

降水井井管直径0.6m，孔径1.0m。当微风化岩侵入结构底板深度时，降水井深入微风化层以下3.0m；微风化埋深较深处，降水井伸入基坑底7.0m。降水井深25～32m，滤水层厚度为0.2m。滤水层采用5～25mm碎石过滤层。井管为Ø600mm、壁厚5mm钢管，在最低端5m范围内打10mm×100mm眼，间距50mm× 150mm。管外包裹3层60目尼龙布，用12#铅丝间隔0.5m扎紧。管底采用6mm钢板封底。降水井构造示意图如图3所示。

图2 1#～11#轴降水井分布

图3 降水井构造示意图

3.2 降水井施工

本工程降水井深度25～32m左右，底层要进入中、微风化混合片麻岩，因此所有管井采用冲击钻机正循环成孔。

（1）钻机就位。用水平尺校正钻机底座水平，并用铁丝把钻机固定在枕木上。

（2）成孔。用冲击钻机正循环成孔，钻孔到设计深度后，注入新鲜泥浆置换全井孔内泥浆，砂石泵抽出沉碴并测定孔深。替浆过程中，安排好泥浆及渣土的清运工作。

（3）井管制作。降水井井管采用Ø600mm钢管外包滤网材料制成。钢管6m长一节，现场拼接，接头满焊。在地表下1m后，按照1.5m的间距在钢管上开孔，同时在最底端7m范围内全部开孔，孔距10mm× 100mm眼，间距50mm×150mm。管外包裹3层60目尼龙布，用12#铅丝间隔0.5m扎紧。管底采用6mm钢板封底。

（4）下井管。井管吊放采用汽车吊整体吊装。钢管上口焊接2个吊耳，在井管下放到井孔后换绳到2个吊耳重新提起，将井管准确定位到孔位中心后再下放。为保证井管安装位置准确，井管下放时应充分吊直，2人于孔口扶住井管缓慢下放，避免碰撞井壁，下放完成后使井管口高出地面不少于20cm。

（5）填滤料。井管下入后立即在井管及井壁之间填入滤料，滤料为粒径5～25mm的碎石。回填时，滤料沿井管外四周均匀填入，并保持连续，避免填料速度过快或不均造成井管偏移及滤料在孔内架桥现象。

（6）洗井。洗井工作应在填滤料后立即进行，以防井壁泥质硬化，造成洗井困难。采用深井泵抽水洗井，直至抽出的井水清洁无污浊。洗井过程中应观测水位及出水量变化情况。洗井时若出现井水中含有滤料，应停止洗井，检查原因并进行处理。

4 结束语在深大基坑开挖过程中，降水是重要的一个环节。从目前基坑降水和开挖的施工效果看，施工质量较好，基本未出现大的工程质量问题。通过本工程实践，可以得出在工程施工过程中应针对特殊条件，采取合理可靠的降水施工技术方案，可以确保基坑开挖和周围构筑物的在施工期间的安全。本工程所采用的施工降水技术可以为类似工程提供工程经验。

[1]王益群.上海轨道交通7号线工程车站基坑降水技术应用[J].中国市政工程，2007(4):77-79.

[2] 唐恩宽，龚正军.深基坑综合降排水技术[J].建筑技术，2010(3):226-228.

[3]林向武.大型基坑综合降排水技术[J].福建建材，2011(7):60-61.

[4]姚天强,石振华.基坑降水手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.

[5] 于天生.十字换乘站地下连续墙施工技术[J].工程与建设，2014(2):251-253.

[6]GB50307-1999地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范[S].中华人民共和国建设部，2000.

TU46

B

1004-5716(2015)09-0178-04

2014-09-17

高晓刚（1979-），男（汉族），江苏连云港人，工程师，现从事市政公用工程工作。