辐射井降水在东直门地铁深基坑中的应用.doc

辐射井降水在首都机场快轨东直门车站施工中的应用 摘 要:结合首都机场快轨东直门车站的工程水文地质条件和场区周边环境,选择了降水方案，优化了设计参数，介绍了辐射井的施工方法，同时分析了降水对周边环境的影响程度并提出防治措施。 关键词:首都机场快轨；东直门；辐射井；水平井 地铁暗挖隧道和深基坑施工常遇到地下水的问题，地铁事故调查分析显示，由于设计和施工的原因而导致的事故所占比例分别为46%和41%，而这些事故中70%以上是因为水害引发的。因此，降水工程虽是一项临时性工程，但设计与施工不当易产生流砂、管涌、坑底隆起、边坡失稳、坑壁坍塌等事故，已成为工程建设的重要组成部分。认真分析影响降水工程质量的因素，总结降水工程中的经验教训，探索降水工程质量管理方法，都具有重要的意义。 1　工程概况 首都机场快轨东直门车站位于北京市东二环路东侧东直门外大街路北侧，东西走向。 车站西侧为东二环路，其中车站暗挖部分位于二环辅路正下方；车站南侧为东直门外大街；车站北侧及东侧为正在施工中的机场航空服务楼和东华广场；车站周边环境复杂极其复杂。 图1 首都机场快轨东直门站地理位置平面示意图 东直门车站施工范围包括东直门站及站后安全线隧道，车站为四层、三跨侧式站台车站总长188米、宽22.4米、高25.36米，顶板覆土约2.5米，车站埋深28.4米。按照施工工艺由西向东分为安全线、A、B、C、D段；其中安全线长33.6m，A段暗挖段长37.4m，B段明挖段长57.5m，C段上明下暗段长30.2m，D段明挖段长29.7m。围护结构采用围护桩疏排型式，桩间设网喷砼的结构形式，支撑体系采用壁厚12mm，φ600mm钢管支撑的内支撑体系。 图2 东直门车站结构及周边环境平面示意图 2 车站工程地质、水文地质条件 本工程所处地区属永定河冲击洪积扇中部，地形平坦，地层自上而下可分为人工填土层、第四纪全新世冲洪积层和第四纪晚更新世冲洪积层三大类，主要地层如表1所示。 图3 东直门车站暗挖段水文地质剖面图 本场区范围内存在四层地下水,由上至下分别为: 上层滞水、潜水、第一层承压水和第二层承压水，主要分部情况如表2所示。 表1 主要地层一览表 层序 工程地质层 层底标高(m) 层厚(m) )含水性评述 ① ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 人工填土 粉土、粉质粘土 粉细砂、中粗砂 圆砾、中粗砂、细砂 粉质粘土、粉土 中粗砂、粉细砂 粉质粘土、粉土 卵石、中粗砂、粉细砂 粉质粘土 35.52～38.06 30.15～31.80 26.56～28.75 20.86～22.40 19.79～20.55 11.36～15.29 8.06～8.49 -2.44 2.50～6.80 4.50～7.60 1.30～3.80 4.80～5.60 0.80～2.70 4.50～8.70 3.30～5.50 10.40 相对隔水层 上部含水层 上部含水层 相对隔水层 中部含水层 相对隔水层 下部含水层 相对隔水层 表2 地下水分部情况一览表 地下水类型 水位埋深(m) 水位标高(m) 含水层 水文特点 上层滞水 潜水 承压水 承压水 勘察未发现 14.40～14.80 23.10～23.90 27.9～28.6 26.31～26.65 17.13～17.5 12.0～12.57 ③ ⑤ ⑦ ⑨ 管线渗漏 主要接受侧向径流补给，以侧向径流、向下越流补给承压水及人工开采方式排泄 3 降水设计 降水在不同的工程项目中有着不同的应用形式，根据不同的情况，也会采取不同的降水工艺；降水施工工艺主要有：集水明排、轻型井点、多级轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井、砂砾渗井、辐射井等。 3.1 降水方案 本工程开挖面位于第二层承压水位以上，施工将受到上层滞水、潜水和第一层承压水影响，但不受第二层承压水影响。本次降水的主要目的疏干上层滞水，降低埋藏于砂层中的潜水及第一层承压水。针对本工程水文地质条件和开挖与支护方案及场地周围的建筑物和地下管线情况，从而确定了“深基坑以管井井点降水为主，渗井井点及明排水为辅；暗挖车站以辐射井降水为主，管井降水为辅”的降水方案。 辐射井顾名思义，是由不同深度上若干水平辐射管和一个竖直大井所组成的辐射形抽水装置的组合。水平井是用来汇集附近含水层中的地下水至竖井的，往往是自流人井。竖井一般有两个作用:一是通为水平井设置施工平台；二是汇集由水平井流人的地下水，并设置潜水泵将这水排至地表。其最大的优点是占用施工场地较小，但施工费用高。在施工场地受到限制，难以布置降水管井时，可以选择应用辐射井。 安全线、A段暗挖段及施工竖井以暗挖为主，由于地下管线、构筑物非常多，而且地面交通非常繁忙，不具备布置