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地铁施工降水工程施工方案

1工程概况

1.1项目背景与降水范围

本地铁项目涵盖地下车站、区间隧道及附属结构，施工区域地下水位埋深1.2-3.5m，主要含水层为第四系松散孔隙潜水层（渗透系数k=1.5-5.0m/d），局部存在微承压水层（埋深8-10m，水头高度2.0-3.0m）。降水工程需覆盖车站主体（长度220m、宽度24m）、区间隧道（左线长度1800m、右线长度1820m）及出入口通道，核心目标为将施工区域地下水位降至开挖面以下1.5-2.0m，确保土方开挖及结构施工在干燥环境下进行。

1.2规范依据与技术要求

核心规范：

《建筑与市政工程地下水控制技术规范》JGJ/T111-2016（降水设计、施工及运行依据）；

《地下铁道工程施工质量验收标准》GB50299-2018（降水效果验收标准）；

《供水管井技术规范》GB50296-2014（降水井施工技术要求）；

技术指标：

降水后地下水位：车站基坑开挖面以下≥1.5m，区间隧道开挖面以下≥2.0m；

降水井出水量：单井出水量≥50m3/d（潜水层）、≥80m3/d（微承压水层）；

水位稳定时间：基坑开挖前≥7d，确保土体固结，减少开挖后沉降；

环境影响控制：周边建筑物沉降≤30mm，地下管线沉降≤20mm，避免降水引发次生灾害。

2降水工程设计

2.1降水方案选型

结合地质条件及施工需求，采用“管井降水+明沟排水”组合方案：

管井降水：针对潜水层及微承压水层，布设降水井形成封闭降水系统，通过潜水泵抽排降低地下水位；

明沟排水：在基坑开挖面周边设置排水沟（宽度300mm、深度400mm）及集水井（间距30m、尺寸1000mm×1000mm×1500mm），排除基坑内雨水及少量渗水。

2.2降水井设计参数

2.2.1潜水层降水井

设计参数

取值要求

技术说明

井径

600mm（成孔直径），500mm（井管外径）

井管采用钢筋混凝土管（强度等级C30），壁厚≥50mm

井深

潜水层底板以下1.0-1.5m

潜水层底板埋深6-8m，井深设为7-9.5m

过滤器长度

3.0-4.0m

位于潜水层中部，滤料采用2-4mm石英砂（含泥量≤1%）

井间距

8-10m（车站区域），12-15m（区间区域）

按降水半径R=5-7m计算，确保降水范围重叠

水泵型号

QY-100-15-7.5（潜水泵）

流量100m3/h，扬程15m，功率7.5kW

2.2.2微承压水层降水井

设计参数

取值要求

技术说明

井径

800mm（成孔直径），600mm（井管外径）

井管采用钢管（Q235B材质），壁厚≥8mm

井深

微承压水层底板以下1.5-2.0m

微承压水层底板埋深15-18m，井深设为16.5-20m

过滤器长度

5.0-6.0m

位于微承压水层中部，滤料采用4-8mm石英砂，外包双层尼龙网（孔径0.15mm）

井间距

15-20m（车站区域），20-25m（区间区域）

按降水半径R=8-10m计算，控制微承压水水头

水泵型号

QY-150-20-11（潜水泵）

流量150m3/h，扬程20m，功率11kW

2.3降水系统布置

车站区域：

沿车站基坑周边布设潜水层降水井（共48口），形成环形封闭系统，井位距基坑边缘1.5-2.0m；

在车站中部布设微承压水层降水井（共12口），呈梅花形分布，控制深层水头；

基坑内设置排水沟（坡度≥3‰），集水井内放置WQ-50-15-4型潜水泵（流量50m3/h），及时排除积水。

区间隧道区域：

沿区间隧道两侧（距隧道结构外边线3-5m）布设潜水层降水井（左线52口、右线54口），井间距12-15m；

在区间隧道穿越微承压水层段（长度约800m），增设微承压水层降水井（左线20口、右线20口），井间距20-25m；

隧道施工竖井周边布设4口降水井（2口潜水井、2口承压水井），确保竖井开挖安全。

2.4涌水量计算

按《建筑与市政工程地下水控制技术规范》JGJ/T111-2016公式计算：

潜水层涌水量（车站区域）：

采用大井法，降水面积A=220m×24m=5280㎡，等效半径R0=√(A/π)=41m；

初始水位H=3.5m，降水后水位h=3.5m-（开挖深度10m+1.5m）=-8m（负值表示降至开挖面以下），实际取h=1.0m（确保计算合理性）；

涌水量Q=1.366k(2H-h)h/lg(R0+r0)，其中k=3.0m/d，r0=0.3m（井管半径），计算得Q≈1850m3/d；

单井出水量q=50m3/d，需井数n=Q/q×1.2（备用系数）≈45.6，取48