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一、工程概况
1.1 工程位置
汪河路站场地位于沈阳市于洪区大通湖街与汪河路交叉口。地形变化平缓,地面标高介于37.47~39.21m之间。地貌类型为浑河高漫滩及古河道。汪河路站沿大通湖街近似呈南北向展布。
车站主体结构采用明挖顺作法施工。3号出入口、4号出入口局部为暗挖,其余出入口采用明挖。
1.2 地下水埋藏情况及补给、径流、排泄条件
沈阳市区在地貌上属浑河冲洪积扇,主要含水层位于冲洪积扇上部,岩性以砾砂、圆砾为主。冲洪积扇首部(市区东部)颗粒较大,向西沉积颗粒逐渐变细, 至市区西部(冲洪积扇尾部)含水层中黏性土夹层逐渐增多,含水层由单层结构渐变为双层结构、多层结构。该车站沿线路仅存在一层地下水,赋存于圆砾、砾砂等强透水层中,按埋藏条件划分,属第四系孔隙潜水。由北向南随着含水层厚度逐渐增加,富水性也逐渐增大。根据勘察进行的水文地质试验结果表明,YSA11水文地质试验点〔大通湖街碧桂园内〉含水层厚度约40m,在垂向上含水层的渗透性尚存在差别,含水层上部黏土颗粒含量少,渗透性较强,下部黏土颗粒含量多,渗透性相对较差。局部存在雪融化入渗形成的上层滞水。
二、降水难点分析与对策
2.1 车站底板隔水层影响降水效果
难点分析:
本工程地下水类型为孔隙潜水,稳定水位埋深在7.1~9.4m,在19.80m处(车站底板下)存在一层粉质粘土,最大厚度达到5m,局部存在凹槽。开挖前通过降水井需要疏干上部潜水难度较大。降水后水压力差容易造成开挖底隆起。
施工对策:
⑴采用“小间距、小泵量”管井降水技术。杜绝采用传统“大间距、小泵量、单井大降深”降水方案。
⑵采用深井钻穿隔水层,把水位降到最低基底0.5米以下。
⑶采用在基坑内挖坑集水抽排。
⑷车站两端无隔水层地段采用加密降水井间距提高降水深度。
2.2 车站管线改移与狭小场地影响降水排水布置
难点分析:
车站西侧进行交通导改后只有6米,然后把φ800、φ400自来水管改移到此位置,加上自身有一条φ800自来水管。车站东侧为主体施工道路,2号出入口后期施工,对降水井布置有较大影响。
施工对策:
⑴采用“分区设计”降水方案,把车站主体先形成一个封闭降水区域;
⑵采用“明暗相结合”排水方案,即车站东侧为降水井采用暗埋式排水,西侧采用明排;
⑶车站西侧降水井采用人工探孔3米避开管线,然后安设护筒后,最后再钻孔。
2.3 降水区域影响基坑开挖
施工难点:
车站长217m,最宽为27m,无法对开挖区域进行封闭降水,开挖方向即使超前抽水,开挖面地下水也容易向基坑内渗流。
施工对策:
⑴提前20天对首段开挖区域进行降水;
⑵首段开始开挖,启动超前50米降水;
⑶首段开挖到底后,启动整个基坑降水形成封闭降水区域。 把水位观测孔施工成降水井,并安设水泵,通过水位测量,一旦水位降不下,立即增加水位观测孔抽水。
2.4 车站无抗拔桩与冬季施工加大降水成本
施工难点:
车站主体长,地下水位高,开挖前需要提前全面启动抽水;
⑵主体在冬季将面临停止施工,但降水井不能停止抽水;
⑶车站没有设抗拔桩,需要主体回填后才能停止降水,抽水时间长。
施工对策:
⑴加强水位监测,减少开挖前降水井数量;
⑵加快主体施工进度,冬季前完成站厅层侧墙施工,减少抽水深度;
⑶加快工序调整,顶板回填前开始施工出入口,缩短整体降水时间。
2.5 季节气候对车站主体施工降水影响
施工难点:
⑴该车站主要位于绿化带,雨季施工,降水渗透较大,降低后水位波动较大,加大降水难度;
⑵冬季施工气温较低,抽水管面临冻结。
施工对策:
⑴地面硬化后在基坑设防淹圈,使雨水及时排入雨水管网;
⑵冬季施工连续抽水,保证降水水位稳定和排水管不冻。
三、降水方案设计
3.1 降水设计目的
⑴确保水位降到底板以下0.5米,使基坑在开挖期间无水作业,从而有利于提高进度。
⑵提高土体固结强度,增加土中有效应力,减少支护体系变形,确保开挖安全。
⑶杜绝桩间涌砂和基坑涌水,保证各种管线安全。
⑷合理控制降水,减少抽水量,保护水资源,降低施工成本。
3.2 降水井结構设计
根据沈阳地铁1号线、2号线降水经验,无砂管渗透能力差,容易坏,汪河路站车站降水采用钢筋笼滤水管和水泥管结合,含水层采用钢筋笼滤水管,地面下4米采用钢筋水泥管。水泵离井底3m。
3.3 降水井抽水实验
3.3.1 不同水泵抽水降深实验
为了确保降水效果,在车站端头先施工3眼间距为8米,采用60m?/h、80 m?/h两种泵进行抽水,在同样抽水时间为3天情况下,80 m?/h泵降深要比60 m?/h要深0.5米左右,说明80 m?/h泵比较适合该地层降水。
3.3.2 不同间距抽水降深实验
选择抽中间降水井,对两侧降水深度进行监测,两侧水位下降基本上相同,采取最端头一眼降水井抽水5天,另一端降水井水位只比中间降水井水位高0.3米。证明降水井16米间距是合理的。
3.3.3 群井抽水影响实验
采用两端降水时,中间降水井降深速度比一端降水快1.5倍,说明群井对抽水量有影响,车站后期抽水量会减少。
3.4 降水井设计优化
为了确保降水效果,对降水参数进行调整,车站两端井间距调整为8米,标准段14米;车站两端降水井深度调整为32米,标准段30米;降水井数量由计算30眼增加到38眼。同时增加8眼应急降水井兼水位观测孔。
车站降水排水系统设计
⑴排水管径选择
汪河路站最大排水流量为205L/S,即0.205M3/S,按0.002坡度计算,需要出口管径0.538M,因此,现场排水管选择0.609M的螺旋管。
⑵现场排水管铺设
为了满足顺畅排水和抗压要求,根据施工现场,主排水管排水管线铺设的纵向坡度应可控制在2~5‰以内。
⑶敷设方式
结构施工有影响的排水管线应暗埋于地下,其它位置的排水管线可釆取在地面明铺的方式。
⑷暗埋埋深要求
暗埋管线深度应大于沈阳地区1.2m冻土深度,否则需采取防冻措施。地面排水系统在冬季来临前需釆取有效防冻措施。
⑸暗埋井设置
暗埋井井口做检查井,以便水泵维修和进行水位观测。暗埋出水管、支管和主管之间应采取措施(如单向阀连接),防止停泵时发生水倒灌现象。
1.1 工程位置
汪河路站场地位于沈阳市于洪区大通湖街与汪河路交叉口。地形变化平缓,地面标高介于37.47~39.21m之间。地貌类型为浑河高漫滩及古河道。汪河路站沿大通湖街近似呈南北向展布。
车站主体结构采用明挖顺作法施工。3号出入口、4号出入口局部为暗挖,其余出入口采用明挖。
1.2 地下水埋藏情况及补给、径流、排泄条件
沈阳市区在地貌上属浑河冲洪积扇,主要含水层位于冲洪积扇上部,岩性以砾砂、圆砾为主。冲洪积扇首部(市区东部)颗粒较大,向西沉积颗粒逐渐变细, 至市区西部(冲洪积扇尾部)含水层中黏性土夹层逐渐增多,含水层由单层结构渐变为双层结构、多层结构。该车站沿线路仅存在一层地下水,赋存于圆砾、砾砂等强透水层中,按埋藏条件划分,属第四系孔隙潜水。由北向南随着含水层厚度逐渐增加,富水性也逐渐增大。根据勘察进行的水文地质试验结果表明,YSA11水文地质试验点〔大通湖街碧桂园内〉含水层厚度约40m,在垂向上含水层的渗透性尚存在差别,含水层上部黏土颗粒含量少,渗透性较强,下部黏土颗粒含量多,渗透性相对较差。局部存在雪融化入渗形成的上层滞水。
二、降水难点分析与对策
2.1 车站底板隔水层影响降水效果
难点分析:
本工程地下水类型为孔隙潜水,稳定水位埋深在7.1~9.4m,在19.80m处(车站底板下)存在一层粉质粘土,最大厚度达到5m,局部存在凹槽。开挖前通过降水井需要疏干上部潜水难度较大。降水后水压力差容易造成开挖底隆起。
施工对策:
⑴采用“小间距、小泵量”管井降水技术。杜绝采用传统“大间距、小泵量、单井大降深”降水方案。
⑵采用深井钻穿隔水层,把水位降到最低基底0.5米以下。
⑶采用在基坑内挖坑集水抽排。
⑷车站两端无隔水层地段采用加密降水井间距提高降水深度。
2.2 车站管线改移与狭小场地影响降水排水布置
难点分析:
车站西侧进行交通导改后只有6米,然后把φ800、φ400自来水管改移到此位置,加上自身有一条φ800自来水管。车站东侧为主体施工道路,2号出入口后期施工,对降水井布置有较大影响。
施工对策:
⑴采用“分区设计”降水方案,把车站主体先形成一个封闭降水区域;
⑵采用“明暗相结合”排水方案,即车站东侧为降水井采用暗埋式排水,西侧采用明排;
⑶车站西侧降水井采用人工探孔3米避开管线,然后安设护筒后,最后再钻孔。
2.3 降水区域影响基坑开挖
施工难点:
车站长217m,最宽为27m,无法对开挖区域进行封闭降水,开挖方向即使超前抽水,开挖面地下水也容易向基坑内渗流。
施工对策:
⑴提前20天对首段开挖区域进行降水;
⑵首段开始开挖,启动超前50米降水;
⑶首段开挖到底后,启动整个基坑降水形成封闭降水区域。 把水位观测孔施工成降水井,并安设水泵,通过水位测量,一旦水位降不下,立即增加水位观测孔抽水。
2.4 车站无抗拔桩与冬季施工加大降水成本
施工难点:
车站主体长,地下水位高,开挖前需要提前全面启动抽水;
⑵主体在冬季将面临停止施工,但降水井不能停止抽水;
⑶车站没有设抗拔桩,需要主体回填后才能停止降水,抽水时间长。
施工对策:
⑴加强水位监测,减少开挖前降水井数量;
⑵加快主体施工进度,冬季前完成站厅层侧墙施工,减少抽水深度;
⑶加快工序调整,顶板回填前开始施工出入口,缩短整体降水时间。
2.5 季节气候对车站主体施工降水影响
施工难点:
⑴该车站主要位于绿化带,雨季施工,降水渗透较大,降低后水位波动较大,加大降水难度;
⑵冬季施工气温较低,抽水管面临冻结。
施工对策:
⑴地面硬化后在基坑设防淹圈,使雨水及时排入雨水管网;
⑵冬季施工连续抽水,保证降水水位稳定和排水管不冻。
三、降水方案设计
3.1 降水设计目的
⑴确保水位降到底板以下0.5米,使基坑在开挖期间无水作业,从而有利于提高进度。
⑵提高土体固结强度,增加土中有效应力,减少支护体系变形,确保开挖安全。
⑶杜绝桩间涌砂和基坑涌水,保证各种管线安全。
⑷合理控制降水,减少抽水量,保护水资源,降低施工成本。
3.2 降水井结構设计
根据沈阳地铁1号线、2号线降水经验,无砂管渗透能力差,容易坏,汪河路站车站降水采用钢筋笼滤水管和水泥管结合,含水层采用钢筋笼滤水管,地面下4米采用钢筋水泥管。水泵离井底3m。
3.3 降水井抽水实验
3.3.1 不同水泵抽水降深实验
为了确保降水效果,在车站端头先施工3眼间距为8米,采用60m?/h、80 m?/h两种泵进行抽水,在同样抽水时间为3天情况下,80 m?/h泵降深要比60 m?/h要深0.5米左右,说明80 m?/h泵比较适合该地层降水。
3.3.2 不同间距抽水降深实验
选择抽中间降水井,对两侧降水深度进行监测,两侧水位下降基本上相同,采取最端头一眼降水井抽水5天,另一端降水井水位只比中间降水井水位高0.3米。证明降水井16米间距是合理的。
3.3.3 群井抽水影响实验
采用两端降水时,中间降水井降深速度比一端降水快1.5倍,说明群井对抽水量有影响,车站后期抽水量会减少。
3.4 降水井设计优化
为了确保降水效果,对降水参数进行调整,车站两端井间距调整为8米,标准段14米;车站两端降水井深度调整为32米,标准段30米;降水井数量由计算30眼增加到38眼。同时增加8眼应急降水井兼水位观测孔。
车站降水排水系统设计
⑴排水管径选择
汪河路站最大排水流量为205L/S,即0.205M3/S,按0.002坡度计算,需要出口管径0.538M,因此,现场排水管选择0.609M的螺旋管。
⑵现场排水管铺设
为了满足顺畅排水和抗压要求,根据施工现场,主排水管排水管线铺设的纵向坡度应可控制在2~5‰以内。
⑶敷设方式
结构施工有影响的排水管线应暗埋于地下,其它位置的排水管线可釆取在地面明铺的方式。
⑷暗埋埋深要求
暗埋管线深度应大于沈阳地区1.2m冻土深度,否则需采取防冻措施。地面排水系统在冬季来临前需釆取有效防冻措施。
⑸暗埋井设置
暗埋井井口做检查井,以便水泵维修和进行水位观测。暗埋出水管、支管和主管之间应采取措施(如单向阀连接),防止停泵时发生水倒灌现象。