南昌地铁一号线珠江路站出入口基坑降水施工总结

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[摘 要] 以南昌地铁1号线珠江路站4号出入口基坑降水施工为背景，观察、总结出入口基坑降水施工情况，为此类地质条件下基坑施工提供参考建议。

[关键词] 地铁 出入口 基坑 降水 总结

中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号：

1 工程概况

南昌轨道交通1号线珠江路站位于昌北凤凰洲丰和大道与珠江路交叉处，沿丰和北大道呈南北走向，车站总长为456.6m，宽17.7～21.5m，设计为地下二层岛式车站。车站主体为单柱双跨、双柱三跨的现浇钢筋混凝土箱型框架结构，共设4个出入口，基坑开挖深度除出入口楼梯放坡段其他位置深度为8.5～11.5m。

附属结构出入口围护采用φ850@600SMW工法桩，内插700×300×13×24mm的H型钢，隔一插一，水泥掺量≥20%，搅拌桩的有效桩长为9.8～16.8m（根据基坑开挖深度呈阶梯状设计）。主体围护与附属围护的连接处的冷缝采用R1500mm范围内φ800mm的高压旋喷桩加固止水。

2 地质、水文条件

根据地质勘查报告，场地地层由人工填土、第四系全新统冲积层、下部为第三系新余群基岩。按其岩性及其工程特性，自上而下依次划分为①2素填土、②1粉质粘土、②2粉砂、②2-1淤泥质粉质粘土、②4中砂、②5粗砂、②6砾砂、⑤泥质粉砂岩。

本工程拟建场地内的地下水主要为赋存于第四系砂砾层中的孔隙潜水，含水层为地面以下4.10m～220.5m范围内。地下水位埋深年变幅1～3m，地下水主要接受赣江水体的侧向补给，受人为开采影响较小，平水季节及枯水季节，地下水向赣江排泄；汛期，赣江补给地下水，地下水与赣江水力联系密切，地下水水量丰富。

3 基坑涌水量的理论计算

根据本工程水文地质条件，基槽开挖深度范围内分布的地下水有两层，依次为上层滞水、潜水。场地内地下水极为丰富，地下水与赣江水力联系密切，且场地距赣江仅为800米左右，主要含水层为赋存于砂砾石层中的孔隙潜水。含水层主要为②2粉砂层、②4中砂层、②5粗砂层、②6砾砂层。地下水位埋深4.10～6.50m，标高14.10～15.46m，地下水位变幅1～3m。

4号出入口地面整平标高19.70m，基坑底标高8.11m, 基坑设计开挖深度为11.59m，地下水位取14.66m，采用基坑内降水，水位必须降至基坑底以下1.0m，降水深度达到7.55m。根据勘察资料，各含水层渗透系数为：②2粉砂渗透系数为6.0、②4中砂渗透系数为75、②5粗砂渗透系数为75、②6砾砂渗透系数为75。

基坑长度L为46.48m，宽度B为9.4m，L与B的比值小于10，为块状基坑，根据该场地的环境条件和水文地质条件，含水层的渗透系数较大，地下水量较大，拟采用管井降水方案。采用“大井法”计算出水量。

1、基坑降水设计计算：

1.1确定井点管的埋深L：

式中：――基坑开挖深度，；

――井点露出地面高度，一般取0.2～0.3m，；

――降水后地下水位至基坑地面的安全距离，一般取0.5～1.0m，；

――降水漏斗曲线水力坡度，环状布置取1/10，单排线状布置取1/5，；

――井点管至基坑顶面边缘距离，一般取0.7～1.2m，；

――基坑中心至基坑顶面边缘距离，；

――滤管长度,一般取1.3～1.7m，；

则 ，取。

1.2确定引用半径（假想半径）R0

对于矩形基坑，其长宽比不大于10时，可用“大井法”将矩形基坑折算成假想半径为R0的理想大圆井

式中：――基坑的面积；

1.3确定抽水影响半径R

式中：――渗透系数，取加权平均值，；

――含水层厚度，；

S――抽水坑内水位下降值，s=14.66-7.11=7.55m。

表1各土层的渗透系数

1.4确定基坑涌水量Q

4 降水井平面布置图及相关位置关系

1、降水井的平面布置：根据地质勘查报告，结合主体结构在此地质条件下的降水经验，4号出入口基坑开挖深度为9.6m～11.5m，疏干井的深度根据基坑开挖深度来设置，井深设置为16m，井底标高位于基底以下4～5m。本工程作为南昌轨道交通的试验站点，尚无类似经验参考，本工程以4号出入口为试验进行降水，设置2口疏干井，分别位于L型出入口两侧中部，并在拐角处布设一口水位观测井兼做备用井。

2、结构剖面及现状地质水位等相关位置关系为：地面整平标高为19.700，基坑外地下水位为16.60，赣江水位为14.50、基坑距离赣江约800m，基坑内水位为12.69，基坑开挖底为9.60，基坑底处于②2粉砂层中。

5 降水井管的设置

降水井井管直径0.3m，泥孔径0.5m。滤水层厚度0.2m，滤水层采用3～15mm级配砾石过滤层。井管为Φ300mmPVC波纹管，波纹管上布置300mm圆孔，间距为100mm，梅花形布置。PVC管外包两层滤网，内层滤网采用孔眼1×1mm尼龙网，外层滤网采用孔眼2×2mm尼龙网，用12#铁丝间隔1.0m扎紧。

6 降水运行情况及分析

4号出入口于9月28日开始抽水，降水井水位降深-时间曲线见水位降深-时间曲线图，降水井水泵功率及抽水量详见下表。

表24号出入口水泵布设及抽水量统计

备注：4-1、2降水井每天24小时连续抽水；观测井内静水位为+12.60m，每抽水20分钟后，井内水位下降至井底（约+5.50m），停抽后约20分钟，井内水位回升至+10.50m，如此反复循环（观测井三面紧靠搅拌桩止水帷幕，仅有靠近基坑内一侧有进水补给）。

通过对观测井内的抽水试验情况发现，观测井内水在20分钟左右抽干，抽干后停约20分钟水位回升，观测井的四周已封闭，水的补给仅从井底部补给，由此可见水的补给量之大，且根据目前的实际情况分析估算，其每天的补给量约为8340m3。

图4 水位降深-时间曲线

根据上图统计，4#-01降水井初始水位标高+12.701，4#-02井初始水位标高+12.528，截止至10月10日经过历时12天的降水工作，4#-01降水井水位标高+12.734，水位下降0.03m，4#-02降水井水位标高+12.698，水位上升0.17m，基坑累计出水量约为6768m3。降水井水位深度为降水井内静水位标高（静水位：暂时停止水泵抽水5分钟，保证井内水位能真实的反应基坑内的水位时，量测的井内水位标高）。

7、针对目前降水情况处理的建议

通过理论计算的基坑涌水量，并结合4号出入口的降水实际情况进行分析，基坑内外水量达到平衡时为6884m3/d，而实际涌水量远大于此，要确保水位能下降每天的出水量必须要达到8000～10000m3/d左右方能满足要求（考虑到局部围护体系有可能渗漏的情况）。由于本工程为南昌轨道交通的试验站点，本地区尚无相关的类似情况进行参考，如此大的抽水量及补给量在如此小的基坑内将如何确保基坑施工的安全。针对目前情况，提出以下两点建议：

1、4号出入口围护结构已施工完毕，为保证基坑内降水效果和基坑开挖过程中基坑的稳定，在原基础上再增加一口降水井，以提高降水效率，最终达到降水目的，确保基坑施工的安全；

2、剩余未施工的1、2、3号出入口围护结构加深SMW工法桩深度，加深部分不设置H型钢，以保证围护结构止水帷幕能够有效的隔断基坑内外透水层。

作者简介：徐晓琴（1985―），男，助理工程师，毕业于华东交通大学。