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摘要：现阶段大部分建筑工程包括基坑开挖，均需对其范围内工程地质、水文地质情况进行勘察和分析。同时，在开挖之前一定要做好降水工作，避免地下水对基坑开挖造成影响。本文以苏州市轨道交通5号线工程花苑路站为例，对该项目基坑开挖范围内进行了系统的工程地质、水文地质特征分析，同时，对其降水方法进行了研究，并对其降水后对周边环境影响程度进行了简单分析和预测，希望本文能对该地区建筑工程基坑开挖提供些许参照。
关键词：基坑降水；花苑路站；环境影响
Analysis on the main construction methods of foundation pit dewatering and its impact on the environment
——taking huayuan road station of suzhou metro line 5 project as an example
Jiang Xiao-zhou
313 geological team of anhui provincial bureau of geology and mineral exploration，liu’an 237010，China
Abstract： at the present stage， most construction projects include foundation pit excavation， and before the foundation pit excavation， geology and hydrogeology within the scope.At the same time， before the excavation must do a good job in the precipitation work， to avoid the impact of groundwater on the excavation of the foundation pit.This paper takes suzhou rail transit line 5 engineering garden road station as an example，and the degree of impact on the surrounding environment after precipitation has carried on the simple analysis and forecasting， hope this article views for the future construction of foundation pit excavation in the region to provide some reference.
Key words： foundation pit dewatering， huayuan road station， environmental impact
1.工程概況
花苑路站是苏州市轨道交通5号线工程的第4座车站。车站位于花苑路与沈巷路交接口跨路口设置，沿花苑路东西向敷设，站前设两条停车线。车站前方衔接金山路站，后方到达枫瑞路站。花苑路站为岛式站台车站，有效站台宽度11m，有效站台中心里程处底板埋深约为20.078m。车站外包总长度为469.8m，标准段结构宽度为19.9m，端头井处结构宽度为24.0m，标准段开挖深度约19.89-20.35m，端头井开挖深度约22.14m。主体结构为地下二层单柱双跨闭合框架结构，车站采用明挖顺作法施工。
基坑采用地下连续墙+内支撑的围护方案。车站采用明挖法施工，车站底板主要落在⑤1粉质粘土层，地下连续墙底进入⑦1粉质粘土层及⑦2粉砂夹粉土层。标准段采用800mm厚地下连续墙，竖向设置5道支撑+1道换撑，其中第一道支撑为钢筋砼支撑，第四道为？800钢支撑；局部外扩段设临时中立柱；端头井段采用1000mm厚地下连续墙，竖向设置6道支撑+1道换撑，其中第一道支撑为钢筋砼支撑，第5道支撑为？800钢支撑；地下连续墙采用工字钢接头。
2.工区环境情况
根据现场周边环境，车站南侧对松堂电子有限公司2层二期模具车间距车站主体基坑最近约41.0m、距离车站主体基坑大于1倍基坑深度，东北侧苏州班顺工业气体设备有限公司1层篷子距离车站主体基坑最近约24.7m、距离车站主体基坑大于1倍基坑深度。其余建筑物距离车站及附属较远。站内管线：雨水、污水、给水、燃气、架空电力线等。主体施工期内，管线迁改方案如下：（1）车站北侧的DN200给水管沿花苑东路向北永久改迁。（2）车站南侧的DN200燃气管沿花苑东路向南永久改迁。（3）北侧35kV架空木渎线及南侧110kV金阳线埋入地下处理。（4）其他影响车站施工的管线均采取改移至车站范围外处理。对邻近车站的管线，特别是重要的燃气、电力等管线，在车站施工期间必须及时与管线权属部门联系，加强保护，并按管线权属部门要求做监测。
3.工区工程、水文地质特征
3.1工程地质
勘察区域地貌形态为冲湖积平原，水系发育，地势平坦，系典型的水网化平原。各土层工程性质，自上而下分别描述如下：
①1杂填土层：杂色～灰，稍密～松散，含较多碎石、混凝土块等建筑垃圾，局部有架空现象。下部粘性土渐多。
③1粘土：褐黄～灰黄色，可塑为主，局部硬塑，含铁锰质结核，夹灰色条纹。
③2粉质粘土：灰黄～灰色，可塑～软塑。含铁锰质斑点及灰色团块，下部夹薄层粉土，局部粉土含量高。
③3粉土：灰黄～灰色，稍密为主，饱和，夹少量薄层粉质粘土，含云母碎片。 ④1粉质粘土：灰色，软塑，夹薄层粉土，含少量有机质。
⑤1粉质粘土：灰色，软塑为主，局部可塑，夹薄层粉土，局部粉粒含量高。
⑥1粘土：暗绿～灰黄色，可～硬塑，含灰色条带、团块，含铁质氧化物斑点，夹少量铁锰质结核，偶夹薄层粉质粘土。
⑥2粉质粘土：灰色，软塑～可塑，夹薄层粉土，局部粉土互层，含少量有机质。
⑦1粉质粘土：灰色，软塑，含有机质。
⑦2粉砂夹粉土：灰色，中密～密实，饱和，夹薄层粉质粘土，含云母碎片。
⑦3粉质黏土：灰色，软塑，局部可塑，稍有光泽，夹薄层粉土，局部与粉土互层，全场地分布。
3.2水文地质
拟建工程沿线无地表水分布。本站地下水主要为孔隙潜水、微承压水及承压水，其水文地质特征表现为：
（1）潜水：孔隙潜水主要赋存于浅部填土和粘性土层中，受区域地质、地形及地貌等条件的控制。潜水主要接受大气降水的入渗补给，同时接受沿线污水、自来水的渗漏补给。稳定水位埋深为1.30m～2.00m，标高为1.45m～ 1.85m。
（2）微承压水：微承压水赋存于第一隔水层下的粉土层中，埋深5m～6m，厚度5m～7m，赋水性中等。其补给来源为大气降水、地表水及上部潜水垂直入渗，以民间水井取水及地下径流为其主要的排泄方式。受地形、地貌影响，微承压水位的初见水位及稳定水位略有变化。据区域资料，苏州市历年最高微承压水头标高为1.74m，近3～5年最高微承压水水位为1.60m左右，年变幅1m左右。
（3）承压水：承压水主要赋存于深部的粉土层中，埋深约35m，赋水性中等。具有相对较好的封闭条件，其补给来源为其上部松散层渗入补给、微承压水层与之联通补给、越流补给及地下径流补给，其排泄方式主要是人工开采，其次是对下部含水层的越流补给及侧向径流排泄。拟建场地承压水含水层主要为⑦2粉土夹粉砂中，结合邻近工点资料，承压水稳定水头标高为-3.06m。
4.基坑降水方法及措施
4.1基坑底板抗渗流稳定性计算
基坑开挖后，基坑与承压含水层底板间距离减小，相应的承压含水层上部土压力也随之减小，当基坑开挖到一定深度后，含水层承压水顶托力可能大于其上覆土压力，导致基坑底部失稳，严重威胁基坑安全。因此在基坑开挖的过程中，需考虑基坑底部承压水的水压力，必要时需降压，保证基坑安全。
对于③3粉土层组成的微承压水，由于围护结构隔断了基坑内外的水力联系，且该层土在开挖过程中会被挖去，不需要考虑其抗突涌稳定性。
对于⑦2粉砂夹粉土层的承压水，根据勘察报告显示该层承压水在基坑东段尖灭，承压水位标高为-3.06m。根据计算，西端头抗渗流稳定性系数为0.84，标准段抗渗流稳定性系数为0.96，安全系数Fs<1.1，承压水有可能会发生突涌，需要对基坑底板进行安全水位验算。
4.2降水井结构
（1）疏干井结构：疏干井一般深入到开挖面下5m～6m，本基坑主体结构端头疏干井井深设计为28m，标准段井深设计为26m，井管采用直径273壁厚3mm的钢管，孔径550mm，滤管外包80目锦纶滤网，全孔滤管，滤料采用中粗砂滤料。详见疏干井井管结构图（图1）。
（2）降压井结构：由于含水层厚度大，降压井设计为非完整井。降压井设计深度45m，滤管进入承压水层8m～ 9m，井管长度36m～37m。孔径550mm，滤管采用内径273mm、壁厚4mm的焊接钢管，外包80目锦纶滤网，滤料为中粗砂，回填至滤管顶部以上2m，其上回填粘土球止水，粘土球以上采用优质粘土回填。详见附图降压井井管结构图（图2）。
4.3降水井施工流程
5.降水对环境影响的分析
本工程基坑周边环境复杂，需要考虑降水引起的沉降对周边环境的影响。基坑围护将上部潜水含水层和微承压水完全隔断，在围护不漏水的情况下，基坑内疏干降水理论上不会引起基坑外水位降深及沉降问题。但若围护存在缺陷，基坑内抽水会对基坑外产生影响，因此需要加强对围护结构接缝处的处理。
对于承压水，本基坑为坑内降水，且水头降深比较小。用以下公式进行估算降水引起的沉降值：
得出结果沉降值为3.4668mm。降水引起的沉降量很小，可以不去考虑。
在降水过程中，为了将少对周边环境的影响，必须注意以下事项：
（1）在降水运行过程中随开挖深度加大逐步降低承压水头，避免过早抽水降压。抽水时即时观测水位降深情况，合理控制承压水水位，在满足基坑稳定性要求前提下，防止承压水水位降低幅度过大，使降水对周边环境的影响减少到最低限度。
（2）及時监测地下水水位及抽水流量，发现问题及时处理，调整抽水井及抽水流量，指导降水运行和开挖施工。
（3）及时整理基坑开挖和降水时的水位资料，监测单位的位移监测资料必须及时送交现场项目部，以便绘制相关的图表、曲线，必要时调控降水运行。
（4）工程施工过程中，应根据工程的实际情况，委托基坑监测单位在基坑外侧对潜水及承压水位变化进行监测，以检验地墙的封闭性，为科学、安全施工提供必要信息。
（5）本次降水方案的有关预测内容参考的主要水文地质参数多为经验值，降水实际施工时在满足基坑开挖的同时还要兼顾环境的负面影响，因此降水方案需要做到精化、细化、科学合理。为基坑工程的安全施工提供保证。降水工程施工前建议做数组相关的抽水试验，以获得相关的水文地质参数及掌握工程降水的其他相关数据，并根据试验结果必要时调整优化降水方案。
参考文献：
[1]张龙飞.晋中至太原城际铁路沿线地质条件分析[J].城市地质， 2016，11（03）：54-58.
[2]张龙飞，董斌，史双双，韩晓飞.朔州市区土层剪切波速与埋深的统计关系[J].华北地震科学，2018，36（02）：28-37.
[3]包永兴.工程地质勘察分析中主要影响因素的判别[J].四川水利， 1998，19（3）：49-52.
关键词：基坑降水；花苑路站；环境影响
Analysis on the main construction methods of foundation pit dewatering and its impact on the environment
——taking huayuan road station of suzhou metro line 5 project as an example
Jiang Xiao-zhou
313 geological team of anhui provincial bureau of geology and mineral exploration，liu’an 237010，China
Abstract： at the present stage， most construction projects include foundation pit excavation， and before the foundation pit excavation， geology and hydrogeology within the scope.At the same time， before the excavation must do a good job in the precipitation work， to avoid the impact of groundwater on the excavation of the foundation pit.This paper takes suzhou rail transit line 5 engineering garden road station as an example，and the degree of impact on the surrounding environment after precipitation has carried on the simple analysis and forecasting， hope this article views for the future construction of foundation pit excavation in the region to provide some reference.
Key words： foundation pit dewatering， huayuan road station， environmental impact
1.工程概況
花苑路站是苏州市轨道交通5号线工程的第4座车站。车站位于花苑路与沈巷路交接口跨路口设置，沿花苑路东西向敷设，站前设两条停车线。车站前方衔接金山路站，后方到达枫瑞路站。花苑路站为岛式站台车站，有效站台宽度11m，有效站台中心里程处底板埋深约为20.078m。车站外包总长度为469.8m，标准段结构宽度为19.9m，端头井处结构宽度为24.0m，标准段开挖深度约19.89-20.35m，端头井开挖深度约22.14m。主体结构为地下二层单柱双跨闭合框架结构，车站采用明挖顺作法施工。
基坑采用地下连续墙+内支撑的围护方案。车站采用明挖法施工，车站底板主要落在⑤1粉质粘土层，地下连续墙底进入⑦1粉质粘土层及⑦2粉砂夹粉土层。标准段采用800mm厚地下连续墙，竖向设置5道支撑+1道换撑，其中第一道支撑为钢筋砼支撑，第四道为？800钢支撑；局部外扩段设临时中立柱；端头井段采用1000mm厚地下连续墙，竖向设置6道支撑+1道换撑，其中第一道支撑为钢筋砼支撑，第5道支撑为？800钢支撑；地下连续墙采用工字钢接头。
2.工区环境情况
根据现场周边环境，车站南侧对松堂电子有限公司2层二期模具车间距车站主体基坑最近约41.0m、距离车站主体基坑大于1倍基坑深度，东北侧苏州班顺工业气体设备有限公司1层篷子距离车站主体基坑最近约24.7m、距离车站主体基坑大于1倍基坑深度。其余建筑物距离车站及附属较远。站内管线：雨水、污水、给水、燃气、架空电力线等。主体施工期内，管线迁改方案如下：（1）车站北侧的DN200给水管沿花苑东路向北永久改迁。（2）车站南侧的DN200燃气管沿花苑东路向南永久改迁。（3）北侧35kV架空木渎线及南侧110kV金阳线埋入地下处理。（4）其他影响车站施工的管线均采取改移至车站范围外处理。对邻近车站的管线，特别是重要的燃气、电力等管线，在车站施工期间必须及时与管线权属部门联系，加强保护，并按管线权属部门要求做监测。
3.工区工程、水文地质特征
3.1工程地质
勘察区域地貌形态为冲湖积平原，水系发育，地势平坦，系典型的水网化平原。各土层工程性质，自上而下分别描述如下：
①1杂填土层：杂色～灰，稍密～松散，含较多碎石、混凝土块等建筑垃圾，局部有架空现象。下部粘性土渐多。
③1粘土：褐黄～灰黄色，可塑为主，局部硬塑，含铁锰质结核，夹灰色条纹。
③2粉质粘土：灰黄～灰色，可塑～软塑。含铁锰质斑点及灰色团块，下部夹薄层粉土，局部粉土含量高。
③3粉土：灰黄～灰色，稍密为主，饱和，夹少量薄层粉质粘土，含云母碎片。 ④1粉质粘土：灰色，软塑，夹薄层粉土，含少量有机质。
⑤1粉质粘土：灰色，软塑为主，局部可塑，夹薄层粉土，局部粉粒含量高。
⑥1粘土：暗绿～灰黄色，可～硬塑，含灰色条带、团块，含铁质氧化物斑点，夹少量铁锰质结核，偶夹薄层粉质粘土。
⑥2粉质粘土：灰色，软塑～可塑，夹薄层粉土，局部粉土互层，含少量有机质。
⑦1粉质粘土：灰色，软塑，含有机质。
⑦2粉砂夹粉土：灰色，中密～密实，饱和，夹薄层粉质粘土，含云母碎片。
⑦3粉质黏土：灰色，软塑，局部可塑，稍有光泽，夹薄层粉土，局部与粉土互层，全场地分布。
3.2水文地质
拟建工程沿线无地表水分布。本站地下水主要为孔隙潜水、微承压水及承压水，其水文地质特征表现为：
（1）潜水：孔隙潜水主要赋存于浅部填土和粘性土层中，受区域地质、地形及地貌等条件的控制。潜水主要接受大气降水的入渗补给，同时接受沿线污水、自来水的渗漏补给。稳定水位埋深为1.30m～2.00m，标高为1.45m～ 1.85m。
（2）微承压水：微承压水赋存于第一隔水层下的粉土层中，埋深5m～6m，厚度5m～7m，赋水性中等。其补给来源为大气降水、地表水及上部潜水垂直入渗，以民间水井取水及地下径流为其主要的排泄方式。受地形、地貌影响，微承压水位的初见水位及稳定水位略有变化。据区域资料，苏州市历年最高微承压水头标高为1.74m，近3～5年最高微承压水水位为1.60m左右，年变幅1m左右。
（3）承压水：承压水主要赋存于深部的粉土层中，埋深约35m，赋水性中等。具有相对较好的封闭条件，其补给来源为其上部松散层渗入补给、微承压水层与之联通补给、越流补给及地下径流补给，其排泄方式主要是人工开采，其次是对下部含水层的越流补给及侧向径流排泄。拟建场地承压水含水层主要为⑦2粉土夹粉砂中，结合邻近工点资料，承压水稳定水头标高为-3.06m。
4.基坑降水方法及措施
4.1基坑底板抗渗流稳定性计算
基坑开挖后，基坑与承压含水层底板间距离减小，相应的承压含水层上部土压力也随之减小，当基坑开挖到一定深度后，含水层承压水顶托力可能大于其上覆土压力，导致基坑底部失稳，严重威胁基坑安全。因此在基坑开挖的过程中，需考虑基坑底部承压水的水压力，必要时需降压，保证基坑安全。
对于③3粉土层组成的微承压水，由于围护结构隔断了基坑内外的水力联系，且该层土在开挖过程中会被挖去，不需要考虑其抗突涌稳定性。
对于⑦2粉砂夹粉土层的承压水，根据勘察报告显示该层承压水在基坑东段尖灭，承压水位标高为-3.06m。根据计算，西端头抗渗流稳定性系数为0.84，标准段抗渗流稳定性系数为0.96，安全系数Fs<1.1，承压水有可能会发生突涌，需要对基坑底板进行安全水位验算。
4.2降水井结构
（1）疏干井结构：疏干井一般深入到开挖面下5m～6m，本基坑主体结构端头疏干井井深设计为28m，标准段井深设计为26m，井管采用直径273壁厚3mm的钢管，孔径550mm，滤管外包80目锦纶滤网，全孔滤管，滤料采用中粗砂滤料。详见疏干井井管结构图（图1）。
（2）降压井结构：由于含水层厚度大，降压井设计为非完整井。降压井设计深度45m，滤管进入承压水层8m～ 9m，井管长度36m～37m。孔径550mm，滤管采用内径273mm、壁厚4mm的焊接钢管，外包80目锦纶滤网，滤料为中粗砂，回填至滤管顶部以上2m，其上回填粘土球止水，粘土球以上采用优质粘土回填。详见附图降压井井管结构图（图2）。
4.3降水井施工流程
5.降水对环境影响的分析
本工程基坑周边环境复杂，需要考虑降水引起的沉降对周边环境的影响。基坑围护将上部潜水含水层和微承压水完全隔断，在围护不漏水的情况下，基坑内疏干降水理论上不会引起基坑外水位降深及沉降问题。但若围护存在缺陷，基坑内抽水会对基坑外产生影响，因此需要加强对围护结构接缝处的处理。
对于承压水，本基坑为坑内降水，且水头降深比较小。用以下公式进行估算降水引起的沉降值：
得出结果沉降值为3.4668mm。降水引起的沉降量很小，可以不去考虑。
在降水过程中，为了将少对周边环境的影响，必须注意以下事项：
（1）在降水运行过程中随开挖深度加大逐步降低承压水头，避免过早抽水降压。抽水时即时观测水位降深情况，合理控制承压水水位，在满足基坑稳定性要求前提下，防止承压水水位降低幅度过大，使降水对周边环境的影响减少到最低限度。
（2）及時监测地下水水位及抽水流量，发现问题及时处理，调整抽水井及抽水流量，指导降水运行和开挖施工。
（3）及时整理基坑开挖和降水时的水位资料，监测单位的位移监测资料必须及时送交现场项目部，以便绘制相关的图表、曲线，必要时调控降水运行。
（4）工程施工过程中，应根据工程的实际情况，委托基坑监测单位在基坑外侧对潜水及承压水位变化进行监测，以检验地墙的封闭性，为科学、安全施工提供必要信息。
（5）本次降水方案的有关预测内容参考的主要水文地质参数多为经验值，降水实际施工时在满足基坑开挖的同时还要兼顾环境的负面影响，因此降水方案需要做到精化、细化、科学合理。为基坑工程的安全施工提供保证。降水工程施工前建议做数组相关的抽水试验，以获得相关的水文地质参数及掌握工程降水的其他相关数据，并根据试验结果必要时调整优化降水方案。
参考文献：
[1]张龙飞.晋中至太原城际铁路沿线地质条件分析[J].城市地质， 2016，11（03）：54-58.
[2]张龙飞，董斌，史双双，韩晓飞.朔州市区土层剪切波速与埋深的统计关系[J].华北地震科学，2018，36（02）：28-37.
[3]包永兴.工程地质勘察分析中主要影响因素的判别[J].四川水利， 1998，19（3）：49-52.