淺談車站降水施工

一、工程概況

1.1 工程位置

汪河路站場地位于沈陽市于洪區(qū)大通湖街與汪河路交叉口。地形變化平緩，地面標(biāo)高介于37.47～39.21m之間。地貌類型為渾河高漫灘及古河道。汪河路站沿大通湖街近似呈南北向展布。

車站主體結(jié)構(gòu)采用明挖順作法施工。3號出入口、4號出入口局部為暗挖，其余出入口采用明挖。

1.2 地下水埋藏情況及補(bǔ)給、徑流、排泄條件

沈陽市區(qū)在地貌上屬渾河沖洪積扇，主要含水層位于沖洪積扇上部，巖性以礫砂、圓礫為主。沖洪積扇首部（市區(qū)東部）顆粒較大，向西沉積顆粒逐漸變細(xì)， 至市區(qū)西部（沖洪積扇尾部）含水層中黏性土夾層逐漸增多，含水層由單層結(jié)構(gòu)漸變?yōu)殡p層結(jié)構(gòu)、多層結(jié)構(gòu)。該車站沿線路僅存在一層地下水，賦存于圓礫、礫砂等強(qiáng)透水層中，按埋藏條件劃分，屬第四系孔隙潛水。由北向南隨著含水層厚度逐漸增加，富水性也逐漸增大。根據(jù)勘察進(jìn)行的水文地質(zhì)試驗結(jié)果表明，YSA11水文地質(zhì)試驗點〔大通湖街碧桂園內(nèi)〉含水層厚度約40m，在垂向上含水層的滲透性尚存在差別，含水層上部黏土顆粒含量少，滲透性較強(qiáng)，下部黏土顆粒含量多，滲透性相對較差。局部存在雪融化入滲形成的上層滯水。

二、降水難點分析與對策

2.1 車站底板隔水層影響降水效果

難點分析：

本工程地下水類型為孔隙潛水，穩(wěn)定水位埋深在7.1～9.4m，在19.80m處（車站底板下）存在一層粉質(zhì)粘土，最大厚度達(dá)到5m，局部存在凹槽。開挖前通過降水井需要疏干上部潛水難度較大。降水后水壓力差容易造成開挖底隆起。

施工對策：

⑴采用“小間距、小泵量”管井降水技術(shù)。杜絕采用傳統(tǒng)“大間距、小泵量、單井大降深”降水方案。

⑵采用深井鉆穿隔水層，把水位降到最低基底0.5米以下。

⑶采用在基坑內(nèi)挖坑集水抽排。

⑷車站兩端無隔水層地段采用加密降水井間距提高降水深度。

2.2 車站管線改移與狹小場地影響降水排水布置

難點分析：

車站西側(cè)進(jìn)行交通導(dǎo)改后只有6米，然后把φ800、φ400自來水管改移到此位置，加上自身有一條φ800自來水管。車站東側(cè)為主體施工道路，2號出入口后期施工，對降水井布置有較大影響。

施工對策：

⑴采用“分區(qū)設(shè)計”降水方案，把車站主體先形成一個封閉降水區(qū)域；

⑵采用“明暗相結(jié)合”排水方案，即車站東側(cè)為降水井采用暗埋式排水，西側(cè)采用明排；

⑶車站西側(cè)降水井采用人工探孔3米避開管線，然后安設(shè)護(hù)筒后，最后再鉆孔。

2.3 降水區(qū)域影響基坑開挖

施工難點：

車站長217m，最寬為27m，無法對開挖區(qū)域進(jìn)行封閉降水，開挖方向即使超前抽水，開挖面地下水也容易向基坑內(nèi)滲流。

施工對策：

⑴提前20天對首段開挖區(qū)域進(jìn)行降水；

⑵首段開始開挖，啟動超前50米降水；

⑶首段開挖到底后，啟動整個基坑降水形成封閉降水區(qū)域。 把水位觀測孔施工成降水井，并安設(shè)水泵，通過水位測量，一旦水位降不下，立即增加水位觀測孔抽水。

2.4 車站無抗拔樁與冬季施工加大降水成本

施工難點：

車站主體長，地下水位高，開挖前需要提前全面啟動抽水；

⑵主體在冬季將面臨停止施工，但降水井不能停止抽水；

⑶車站沒有設(shè)抗拔樁，需要主體回填后才能停止降水，抽水時間長。

施工對策：

⑴加強(qiáng)水位監(jiān)測，減少開挖前降水井?dāng)?shù)量；

⑵加快主體施工進(jìn)度，冬季前完成站廳層側(cè)墻施工，減少抽水深度；

⑶加快工序調(diào)整，頂板回填前開始施工出入口，縮短整體降水時間。

2.5 季節(jié)氣候?qū)囌局黧w施工降水影響

施工難點：

⑴該車站主要位于綠化帶，雨季施工，降水滲透較大，降低后水位波動較大，加大降水難度；

⑵冬季施工氣溫較低，抽水管面臨凍結(jié)。

施工對策：

⑴地面硬化后在基坑設(shè)防淹圈，使雨水及時排入雨水管網(wǎng)；

⑵冬季施工連續(xù)抽水，保證降水水位穩(wěn)定和排水管不凍。

三、降水方案設(shè)計

3.1 降水設(shè)計目的

⑴確保水位降到底板以下0.5米，使基坑在開挖期間無水作業(yè)，從而有利于提高進(jìn)度。

⑵提高土體固結(jié)強(qiáng)度，增加土中有效應(yīng)力，減少支護(hù)體系變形，確保開挖安全。

⑶杜絕樁間涌砂和基坑涌水，保證各種管線安全。

⑷合理控制降水，減少抽水量，保護(hù)水資源，降低施工成本。

3.2 降水井結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)沈陽地鐵1號線、2號線降水經(jīng)驗，無砂管滲透能力差，容易壞，汪河路站車站降水采用鋼筋籠濾水管和水泥管結(jié)合，含水層采用鋼筋籠濾水管，地面下4米采用鋼筋水泥管。水泵離井底3m。

3.3 降水井抽水實驗

3.3.1 不同水泵抽水降深實驗

為了確保降水效果，在車站端頭先施工3眼間距為8米，采用60m3/h、80 m3/h兩種泵進(jìn)行抽水，在同樣抽水時間為3天情況下，80 m3/h泵降深要比60 m3/h要深0.5米左右，說明80 m3/h泵比較適合該地層降水。

3.3.2 不同間距抽水降深實驗

選擇抽中間降水井，對兩側(cè)降水深度進(jìn)行監(jiān)測，兩側(cè)水位下降基本上相同，采取最端頭一眼降水井抽水5天，另一端降水井水位只比中間降水井水位高0.3米。證明降水井16米間距是合理的。

3.3.3 群井抽水影響實驗

采用兩端降水時，中間降水井降深速度比一端降水快1.5倍，說明群井對抽水量有影響，車站后期抽水量會減少。

3.4 降水井設(shè)計優(yōu)化

為了確保降水效果，對降水參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，車站兩端井間距調(diào)整為8米，標(biāo)準(zhǔn)段14米；車站兩端降水井深度調(diào)整為32米，標(biāo)準(zhǔn)段30米；降水井?dāng)?shù)量由計算30眼增加到38眼。同時增加8眼應(yīng)急降水井兼水位觀測孔。

車站降水排水系統(tǒng)設(shè)計

⑴排水管徑選擇

汪河路站最大排水流量為205L/S，即0.205M3/S，按0.002坡度計算，需要出口管徑0.538M，因此，現(xiàn)場排水管選擇0.609M的螺旋管。

⑵現(xiàn)場排水管鋪設(shè)

為了滿足順暢排水和抗壓要求，根據(jù)施工現(xiàn)場，主排水管排水管線鋪設(shè)的縱向坡度應(yīng)可控制在2～5‰以內(nèi)。

⑶敷設(shè)方式

結(jié)構(gòu)施工有影響的排水管線應(yīng)暗埋于地下，其它位置的排水管線可釆取在地面明鋪的方式。

⑷暗埋埋深要求

暗埋管線深度應(yīng)大于沈陽地區(qū)1.2m凍土深度，否則需采取防凍措施。地面排水系統(tǒng)在冬季來臨前需釆取有效防凍措施。

⑸暗埋井設(shè)置

暗埋井井口做檢查井，以便水泵維修和進(jìn)行水位觀測。暗埋出水管、支管和主管之間應(yīng)采取措施（如單向閥連接），防止停泵時發(fā)生水倒灌現(xiàn)象。