临近既有线地铁车站深基坑降水施工分析

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1、临近既有线地铁车站深基坑降水施工分析　　【摘要】针对复杂地质情况下临近既有线的深基坑降水施工，通过建立基坑降水数值模拟模型进行降水设计和计算，并对既有线采取自动化监测技术，确定合理的降水方案，提出了减少降水对周围环境影响的防治措施。采取坑外管井降水和自动化监测技术在临近既有线降水施工中获得了良好的效果，可为今后类似工程提供参考和借鉴。　　【关键词】渗透系数降水井自动化监测既有线　　工程降水是基坑工程的一个难点，在地下水位较高的地区开挖地铁深基坑时，由于含水层被切断，在压力差的作用下，地下水会不断地渗流入基坑，将会造成基坑涌水、涌砂、坍塌等事故发生。降水使原

2、有地下水位降落，使临近基础下水的浮托力减少，亦使地基土的荷载增加，在大多数情况下，由于附加荷载增加而使土固结，从而造成建筑物的下沉。在临近既有线地铁车站深基坑降水施工中，通过建立基坑降水数值模拟模型确定了管井井点降水方案，对既有线采取自动化监测技术，使得降水对周围环境的影响达到最小。　　1工程概况　　1.1工程简介10　　西安市地铁四号线行政中心站位于张家堡广场内，沿凤城八路方向东西向布置，为二号线与四号线换乘车站，二号线已于2011年投入运营，张家堡广场南北长约326米，东西长约328米，广场内除二号线既有车站及主变电站外无其他重要建构筑物，广场内影响车

3、站的管线在二号线施工时已改至广场以外。车站基坑长度255米，基坑标准段宽32米，深约22米，局部开挖深度24.05～26.41m，车站中部换乘节点在二号线车站施工时已预留。车站采用明挖顺作法施工，基坑围护结构采用钻孔灌注桩，基坑内设钢筋混凝土和钢管支撑，结构设计均为现浇钢筋混凝土箱型框架结构，结构外设置外包防水层。　　1.2工程地质及水文地质条件　　车站位于渭河一级阶地后缘带，地势平坦，场地在勘探深度50.0m范围内的地层主要为第四系堆积物，即由全新统人工填土（Q4ml）、冲击（Q4al）黄土状土、粉质黏土、粉细砂、中砂、粗砂和上更新统冲击（Q3al）粉质

4、粘土、中砂、粗砂组成。　　地下水潜水位埋深14.70～17.00m，水位高程366.97～368.37m，地下水位受区域内降雨量的年度不均匀分布影响。根据勘察及区域地质资料，车站覆盖层为第四系松散层，含水层主要为强透水的中砂、粗砂和弱透水的黏性土，潜水含水层底板埋深大于80m。　　2降水施工风险分析　　地下开挖势必引起周围岩体、既有二号线以及地表沉降和变形，而这种变形达到一定程度时，将会影响二号线正常运营，一旦发生工程事故，造成的影响和后果将会特别严重；本工程降水段处于砂层，砂层致密，从前期二号线的降水情况来看，降水对周边环境影响不大，但是局部有粉细砂，在

5、降水施工过程中容易出现渗水、涌水及涌砂现象。　　3降水方案选择10　　拟建工程为地下工程，车站主体基坑开挖深度22.0m左右，局部深度为22.95～26.41m，地下水位埋深在14.0m左右，按地下水位保持在基坑底部以下0.5～1.0m要求，水位降深最大约13.5m。根据工程地质条件、水文地质条件、施工方法及基坑周边建筑物环境条件，结合西安地铁二号线及邻近场地基坑降水工程经验，本区间降水采用坑外管井降水。　　3.1降水设计计算　　3.1.1渗透系数选用　　主要含水层为中砂，结合该地区及周边地区的降水经验，该车站及明挖段计算时采用的综合渗透系数取30m/d。

6、　　3.1.2计算模型　　根据本区间结构特征、周边建筑物情况、地层地质特点，周围水文地质条件及降深，同时结合地铁施工降水的特点，该部分设计分两个区间进行计算（二号线的东侧和西侧），同时考虑降水对已有二号线的影响，在设计中考虑将二号线水位也降至原基坑开挖深度下1m。计算模型：按潜水完整井，基坑远离边界。用理正降水软件进行计算分析。　　3.1.3西侧基坑降水计算　　西侧基坑长88m，标准段宽31m，局部段宽12.5m，为不规则块状基坑；行政中心车站西侧基坑基本参数见表1；根据文献[2]潜水完整井，基坑远离边界时，涌水量按公式E.0.1计算。10　　（1）计算参

7、数：降水井成井直径700mm，井管直径500mm，井深35m；任意点降深计算公式采用文献[2]，计算水位降深14（m），水头高度21（m），渗透系数30（m/d），过滤器半径0.275（m），单井出水量360（m3/d）。　　（2）计算结果：　　①基坑涌水量计算：降水影响半径R=702.794（m）；基坑等效半径r0=29.662（m）；基坑涌水量=11536（m3/d）。　　②降水井的数量计算：按文献[2]计算：单井出水量按360（m3/d）计算，需要降水井的数量：28口；　　③单井过滤器进水长度计算：按文献[2]计算：单井过滤器进水长度=6.569（m

8、）；　　④各点降深计算：降深根据文献[3]按井数、井位、各井抽水量