复杂地质条件城市轨道交通车站深基坑承压水降水施工工艺_卫虹宇.pdf
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1、2023 年 4 月复杂地质条件城市轨道交通车站深基坑承压水降水施工工艺卫虹宇(中铁十六局集团地铁工程有限公司,北京 101149)摘要:本文以马滩站为兰州市城市轨道交通 1 号线一期工程深基坑降水工程为作为研究案例,结合相关研究理论及实践经验对复杂地质条件下的深基坑承压水施工技术进行深入、全面的研究分析,结合施工项目的实际情况确定出深基坑内外部降水井的布设方法、施工技术参数、施工工艺等内容。关键词:复杂地质条件;深基坑;管井降水;方案设计文章编号:2095 4085(2023)04 0025 03近年来,我国的国民经济迅猛增长,各级地区都开始大力发展地铁工程,地铁车站深基坑施工过程中,经常会
2、面临降水、排水问题,科学合理的降排水施工方案不但可以降低施工单位的施工成本,同时还能够提高整个项目的施工效率,缩短施工工期,缓解施工压力,最重要的是能够对施工过程中的人员安全予以保障。1工程概况1 1工程概况本文以马滩站为兰州市城市轨道交通 1 号线一期工程深基坑降水工程为作为研究案例,该项目内的车站起止桩号设计为:YDK15+056 513 YDK15+355 713,车站设计采用的是单柱双跨箱型框架结构形式,车站的主体结构长度设计为 299 20m,其中,标准段的宽度设计为 20 3m,高度设计为 20 84m,结构底板的底部埋深为 24 867m,中心里程部位的顶板覆土厚度大概为 3 7
3、17m。该项目中的施工范围内存在丰富的地下水,地下水水位保持8 5 9 1m 之间,结合前期勘察数据以及地质资料来看,施工所在地的含水层主要分布在卵石层中,卵石层的厚度超过 200m。该区域的潜水补给主要是源于黄河水、上游的地下水、农田灌溉水等等。区域内的地下水流向与地形基本上是保持一致的,由西南方向流向东北方向,最终排放至下游的黄河流域中。结合施工现场的含水层具体情况,地下水水位的变化主要是受到降雨、地下水开采、蒸发等因素的影响,通常情况下,该地区的地下水水位波动保持在 (1 1 5)m。1 2地质概况(1)下水的补给、径流及排泄。经过前期的勘察以后发现,施工所在地的地下水水位埋深大概为 8
4、 59 1m,水位的高程保持在 1 518 35 1 518 47m 之间,卵石层的厚度超过 200m。该区域的潜水补给主要是源于黄河水、上游的地下水、农田灌溉水等等。区域内的地下水流向与地形基本上是保持一致的,由西南方向流向东北方向,最终排放至下游的黄河流域中1。(2)基坑涌水量预测。该项目中的车站底板的埋设深度大概为 24 8m,该部位的高程大概为 1 502 98m,施工所在地的地下水水位埋深大概为 8 5 9 1m,水位的高程保持在 1 518 35 1 518 47m 之间,水位上浮按照 2m 进行计算,水位降低至深基坑的底板以下1m 时,地下水降低的深度大概为 19 45m,具体的
5、情况可以参照表 1 中信息所示。表 1车站主体基坑涌水量估算降水部位含水层类型引用半径/m含水层厚度/m降深/m渗透系数(m/d)河岸距基坑中心距离/m排水量(m3/d)车站主体潜水含水层81 7200 30019 45601 08024 49512表 1 中所提供的涌水量全部为估算值,因施工现场的水文条件与地质条件具备一定的复杂性,加之施工过程中,可能会对施工工艺进行调整,从而对涌水量造成比较大的影响,在实际施工过程中,需要对深基坑的涌水量进行合理的调整。2降水设计结合施工兰州市的地质条件、水文条件以及市政降水施工经验来看,该项目中的车站应该将降水井设52置在深基坑的外侧比较合适,降水井的深
6、度设置为30m。深基坑降水过程中,应该设置观测孔,及时掌握地下水的变化状况。2 1降水布置及数量根据设计文件、现场实际情况及计算,降水井间距按照 8 15m/口,井中心与基坑外侧墙间距不小于3m,梅花状布置。2 2降水井结构降水井的直径设置为 800mm。降水井结构具体情况可以参照图 1 中信息所示。图 1降水井构造图2 2 1水位观测及备用井设计水位观测井的作用是用来观察深基坑降水过程中地下水的水位变化。(1)基坑内部地下水水位观测、备用井:在对基坑内进行降水时,可以选择 23 口井作为观测井,及时控制降水的深度,同时在施工的后期阶段将使用备用井进行补水。(2)坑外水位观测井:降水过程中,如
7、若围护结构的隔水作用不理想,那么可以在基坑内侧进行抽水,同时对基坑外侧进行抽水,保证基坑的内外侧地下水的水位保持一致,避免地面出现沉降现象。所以,应该在基坑的外侧设置潜水观测井,密切的关注基坑外侧地下水位的变化,观测井的深度设置为23 0m,可以选择使用无砂水泥管,总计需要布设 20口降水井,降水井的间距设置为 25 9 36 9m,降水井距离基坑边缘的距离设置为 25 4 0m。管井及深井的数量。对于采用管井及深井降水,应考虑抽水井的相互干扰作用,必须用群井干扰理论验算单井的干扰出水量。基坑降水设计n=mQ/q;Q=1 366K(2H S)S/lg(1+/r)式中:m为井点备用系数可取 1
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