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摘要：对于地下水丰富且靠近河流的深基坑工程而言，为了确保基坑开挖安全有序进行，开展基坑降排水工作不可或缺。以长沙市地铁5号线万家丽广场站深基坑降排水工程为例，结合水文地质勘测拟定降排水施工方案;采用理论方法，计算基坑涌水量，确定管井井点数量和潜水泵型号;简单介绍降水井施工工艺和基坑排水网络布置，并针对降水井运行过程中的常见问题提供解决措施。
关键词：地铁车站;深基坑;降排水工程
1 工程概况
万家丽广场站是长沙地铁2、5号线的换乘车站，下穿万家丽高架桥，东侧不远处为浏阳河，车站采用地下3层岛式结构，总长度为197m，宽度为21.4m，深度为12.5m，建筑面积为17563.22㎡，主体采用盖挖逆筑法施工。
2 地质水文情况
地质勘察报告显示本站为典型的河流堆积地貌，土石的可挖性等级为Ⅳ级。工程场地范围内主要包含两大水系类型：松散岩层孔隙水类型和红层孔隙裂隙水类型，勘测期间未观测到稳定水位。孔隙承压水赋存于有冲击性的圆砾及卵石层中，含水层厚度为1.9～5.4m，与浏阳河及捞刀河地表水直接交接渗透性极强，为地铁深基坑施工过程中的主要地下水类型。
3 基坑降水施工
3.1 降水方案的拟定
降低基坑地下水位的方法包括集水明排和井点降水两大类。集水明排单独采用时，适用于周边环境简单，降水深度较浅的基坑降排水情况;与井点降水结合使用时，主要用于收集基坑底面与侧壁渗出的地下水与地表水。井点降水根据地质状况、渗透系数、降水深度及抽水设备的不同，又可分为轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水和管井井点降水[1]等。由于本工程降水较深、涌水量较多、土层地质条件比较复杂且降水周期长，经考虑采用坑外管井井点降水与基坑内明沟、集水井排水相结合的综合降排水施工方案[2]。
3.2 降水井理论计算
3.2.1降水井涌水量计算
基坑降排水的关键在于确定基坑涌水量，由于车站周围承压水水头较高，因此采用承压水完整井的涌水量计算公式（1）[3]计算基坑涌水量。
式中：Q为涌水量（m3/d）;
k为渗透系数（m/d）;
M为承压水含水层厚度（m）;
Sd为基坑地下水位设计降深，取勘察中测得孔隙承压水的最高稳定水位至含水层底板下1m的差值（m）;
R为降水影响半径（m）;
r0为基坑等效半径（m） ，r0=（A/π）0.5。
受拟建场地施工范围的限制，车站基坑被划分为南北两个施工域区。结合现场勘测报告确定参数取值和涌水量计算值，如表1：
3.2.2降水井数量计算
降水井数量按照n=1.1Q/q0[3]130计算，式中：q0为单井出水能力（m3/d）。单井出水能力计算公式为q0=120πrsl [3]131，式中，rs为过滤器半径（m）;l为过滤器进水部分的长度（m）;k为含水层渗透系数（m/d）;根据实际地质水文情况参数rs、l、k分别取值为：0.2m、6m、7.39m/d，则q0≈880.72m?/d。
根据取整原则，南端基坑降水井数量n=1.1×≈6;北端基坑降水井数量n=1.1×≈5，共计11口降水井，降水井孔径为600mm，管径为400mm。
3.2.3潜水泵选型
根据《建筑基坑支护技术规程》[3] 132规定，潜水泵出水能力应大于单井出水能力的1.2倍，假定在理想条件下，潜水泵每天运行24h，则潜水泵的出水量q潜=1.2×（q0 / 24）=44.03m?/h。因此，本工程在降排水施工中应选择出水量为50m?/h，扬程为36m的潜水泵。
3.3成井施工工艺
管井成井施工步骤：准备工作→测量定位→钻机就位→井口开孔、下护管→降水井钻孔→清孔置换及下管→过滤料填筑→洗井→试抽水。
施工前搜集当地水文气象、工程环境等施工资料，勘测施工范围内的地下水类型、地下水渗透性、地下水与地表水关系及不良地质情况;管井采用冲击钻正循环钻进成孔，施工过程严格把控垂直度，到达原状土层时停止钻挖，安装护口管并在周围用黏土填实封严，避免出现管外返浆现象;配备比重为1.1～1.15的泥浆继续成孔达到设计标高;洗刷井孔并通过泥浆泵将杂质排出，待检查是否符合要求后下井管，井管采用钢材质，外径400mm，下管前井底先搁置钢板，采取吊放入孔;将粒径3～7mm的碎石滤料填入井管与井壁间;成井4小时内完成洗井，避免出现护壁泥皮硬化造成洗井困难;洗井后进行单井试抽，观察是否满足规定要求。
3.4 降水井运行中的常见问题与处理对策
地下水位降不下去和地下水位降深不足是管井降水运行工过程中经常遇到的两类问题。
地下水位降不下去的主要原因是成井过程中的洗井环节出现问题，导致井壁泥浆未被完全冲刷干净，造成个别单井的集水能力受到限制;勘测过程中收集的地质水文资料有误，将导致井点滤管的埋设位置偏离透水性良好的土层，影响地下水位的下降。
在成井之前核对地质水文勘测资料，对每个单井进行取样，保证每个单井滤管位于透水性良好的土层上;除采用传统泥浆泵冲洗井，另外增加拉活塞的洗井方式，通過两种方式的结合，进一步确保泥浆冲洗质量。
地下水位降深不足会导致土体含水量过高，不利于后续土方开挖;严重时将出现流砂、管涌现象，造成土壁塌方，影响基坑施工质量。这种问题出现的原因有：实际涌水量大于计算涌水量;降水设备的选型有误，排水能力不足等。
选择潜水泵时考虑不同降水阶段的涌水量大小和降深要求;对于降水深度不足的位置可以采取增设降水井点;复核勘测资料，正确计算实际涌水量，恰当选择合适的潜水泵。
4 基坑排水布置
根据拟定的综合降排水施工方案，在基坑内设置排水沟和集水井，并连通施工场区内的三级沉淀池，集水经处理达到排放标准后，排放到市政雨水管网中。排水沟底标高在开挖面以下300mm～500mm处，截面尺寸为0.3m*0.3m;集水井直径一般不超过1m，通常沿排水沟每隔20m布置一个。
5 结论
本文引用长沙地铁5号线万家丽站这一工程案例，从降排水方案的拟定、降水井理论计算分析，再到降水井运行过程中可能出现的问题等方面进行了分析研究。总结如下结论：
采用坑外管井井点降水与坑内明排水相结合的降排水施工方案，妥善解决了复杂水文地质场区的降排水问题，确保了后序施工的进行;
通过理论计算结果，科学规划施工场地的管井数量及水泵选型，让整个降排水方案更具可行性;
针对降水井运行过程中存在的问题制定解决措施，能够降低施工过程中存在的风险，为地铁车站的顺利建设奠定了基础。
参考文献
[1]黄锋.地铁深基坑降排水施工技术[J].工程建设.2017，49（3）：84-86.
[2]权志刚.应急备用水源工程加压泵房深基坑综合降排水分析[J].黑龙江水利科技. 2021，49（04）：204-206.
[3]JGJ120-2012.建筑基坑支护技术规程[s].北京.中国建筑工业出版社.2012.
作者简介：霍雅倩，女，1995年11月生，汉族，河南商丘人，硕士研究生，研究方向：土木工程建造与管理。
关键词：地铁车站;深基坑;降排水工程
1 工程概况
万家丽广场站是长沙地铁2、5号线的换乘车站，下穿万家丽高架桥，东侧不远处为浏阳河，车站采用地下3层岛式结构，总长度为197m，宽度为21.4m，深度为12.5m，建筑面积为17563.22㎡，主体采用盖挖逆筑法施工。
2 地质水文情况
地质勘察报告显示本站为典型的河流堆积地貌，土石的可挖性等级为Ⅳ级。工程场地范围内主要包含两大水系类型：松散岩层孔隙水类型和红层孔隙裂隙水类型，勘测期间未观测到稳定水位。孔隙承压水赋存于有冲击性的圆砾及卵石层中，含水层厚度为1.9～5.4m，与浏阳河及捞刀河地表水直接交接渗透性极强，为地铁深基坑施工过程中的主要地下水类型。
3 基坑降水施工
3.1 降水方案的拟定
降低基坑地下水位的方法包括集水明排和井点降水两大类。集水明排单独采用时，适用于周边环境简单，降水深度较浅的基坑降排水情况;与井点降水结合使用时，主要用于收集基坑底面与侧壁渗出的地下水与地表水。井点降水根据地质状况、渗透系数、降水深度及抽水设备的不同，又可分为轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水和管井井点降水[1]等。由于本工程降水较深、涌水量较多、土层地质条件比较复杂且降水周期长，经考虑采用坑外管井井点降水与基坑内明沟、集水井排水相结合的综合降排水施工方案[2]。
3.2 降水井理论计算
3.2.1降水井涌水量计算
基坑降排水的关键在于确定基坑涌水量，由于车站周围承压水水头较高，因此采用承压水完整井的涌水量计算公式（1）[3]计算基坑涌水量。
式中：Q为涌水量（m3/d）;
k为渗透系数（m/d）;
M为承压水含水层厚度（m）;
Sd为基坑地下水位设计降深，取勘察中测得孔隙承压水的最高稳定水位至含水层底板下1m的差值（m）;
R为降水影响半径（m）;
r0为基坑等效半径（m） ，r0=（A/π）0.5。
受拟建场地施工范围的限制，车站基坑被划分为南北两个施工域区。结合现场勘测报告确定参数取值和涌水量计算值，如表1：
3.2.2降水井数量计算
降水井数量按照n=1.1Q/q0[3]130计算，式中：q0为单井出水能力（m3/d）。单井出水能力计算公式为q0=120πrsl [3]131，式中，rs为过滤器半径（m）;l为过滤器进水部分的长度（m）;k为含水层渗透系数（m/d）;根据实际地质水文情况参数rs、l、k分别取值为：0.2m、6m、7.39m/d，则q0≈880.72m?/d。
根据取整原则，南端基坑降水井数量n=1.1×≈6;北端基坑降水井数量n=1.1×≈5，共计11口降水井，降水井孔径为600mm，管径为400mm。
3.2.3潜水泵选型
根据《建筑基坑支护技术规程》[3] 132规定，潜水泵出水能力应大于单井出水能力的1.2倍，假定在理想条件下，潜水泵每天运行24h，则潜水泵的出水量q潜=1.2×（q0 / 24）=44.03m?/h。因此，本工程在降排水施工中应选择出水量为50m?/h，扬程为36m的潜水泵。
3.3成井施工工艺
管井成井施工步骤：准备工作→测量定位→钻机就位→井口开孔、下护管→降水井钻孔→清孔置换及下管→过滤料填筑→洗井→试抽水。
施工前搜集当地水文气象、工程环境等施工资料，勘测施工范围内的地下水类型、地下水渗透性、地下水与地表水关系及不良地质情况;管井采用冲击钻正循环钻进成孔，施工过程严格把控垂直度，到达原状土层时停止钻挖，安装护口管并在周围用黏土填实封严，避免出现管外返浆现象;配备比重为1.1～1.15的泥浆继续成孔达到设计标高;洗刷井孔并通过泥浆泵将杂质排出，待检查是否符合要求后下井管，井管采用钢材质，外径400mm，下管前井底先搁置钢板，采取吊放入孔;将粒径3～7mm的碎石滤料填入井管与井壁间;成井4小时内完成洗井，避免出现护壁泥皮硬化造成洗井困难;洗井后进行单井试抽，观察是否满足规定要求。
3.4 降水井运行中的常见问题与处理对策
地下水位降不下去和地下水位降深不足是管井降水运行工过程中经常遇到的两类问题。
地下水位降不下去的主要原因是成井过程中的洗井环节出现问题，导致井壁泥浆未被完全冲刷干净，造成个别单井的集水能力受到限制;勘测过程中收集的地质水文资料有误，将导致井点滤管的埋设位置偏离透水性良好的土层，影响地下水位的下降。
在成井之前核对地质水文勘测资料，对每个单井进行取样，保证每个单井滤管位于透水性良好的土层上;除采用传统泥浆泵冲洗井，另外增加拉活塞的洗井方式，通過两种方式的结合，进一步确保泥浆冲洗质量。
地下水位降深不足会导致土体含水量过高，不利于后续土方开挖;严重时将出现流砂、管涌现象，造成土壁塌方，影响基坑施工质量。这种问题出现的原因有：实际涌水量大于计算涌水量;降水设备的选型有误，排水能力不足等。
选择潜水泵时考虑不同降水阶段的涌水量大小和降深要求;对于降水深度不足的位置可以采取增设降水井点;复核勘测资料，正确计算实际涌水量，恰当选择合适的潜水泵。
4 基坑排水布置
根据拟定的综合降排水施工方案，在基坑内设置排水沟和集水井，并连通施工场区内的三级沉淀池，集水经处理达到排放标准后，排放到市政雨水管网中。排水沟底标高在开挖面以下300mm～500mm处，截面尺寸为0.3m*0.3m;集水井直径一般不超过1m，通常沿排水沟每隔20m布置一个。
5 结论
本文引用长沙地铁5号线万家丽站这一工程案例，从降排水方案的拟定、降水井理论计算分析，再到降水井运行过程中可能出现的问题等方面进行了分析研究。总结如下结论：
采用坑外管井井点降水与坑内明排水相结合的降排水施工方案，妥善解决了复杂水文地质场区的降排水问题，确保了后序施工的进行;
通过理论计算结果，科学规划施工场地的管井数量及水泵选型，让整个降排水方案更具可行性;
针对降水井运行过程中存在的问题制定解决措施，能够降低施工过程中存在的风险，为地铁车站的顺利建设奠定了基础。
参考文献
[1]黄锋.地铁深基坑降排水施工技术[J].工程建设.2017，49（3）：84-86.
[2]权志刚.应急备用水源工程加压泵房深基坑综合降排水分析[J].黑龙江水利科技. 2021，49（04）：204-206.
[3]JGJ120-2012.建筑基坑支护技术规程[s].北京.中国建筑工业出版社.2012.
作者简介：霍雅倩，女，1995年11月生，汉族，河南商丘人，硕士研究生，研究方向：土木工程建造与管理。