降水施工技术在工程中的应用

第３４卷第１７期　２　０　０　８年６月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖ０Ｉ＿３４　Ｎｏ．１７　Ｊｕｎ．２００８　・１６７・　

文章编号：１００９—６８２５｛２００８）１７—０１６７—０２　

降水施工技术在工程中的应用　

赵景秀　

摘要：结合降水技术在上海十号线车站深基坑施工中的实际应用，从降压井的设计及布置、疏干井的设计及布置、对环　

境影响的分析和控制以及相应的应急措施等方面对降水技术进行了介绍，为今后降水技术在相应复杂环境下的应用提　

供宝贵的经验。　

关键词：降水技术，设计，地质条件，稳定性，环境　

中图分类号：ＴＵ４６３　文献标识码：Ａ　

１工程概况　

上海轨道交通十号线溧阳站位于海伦路与天水路之间的四　

平路上，呈南北向布置，与已投入运营的四号线海伦路站垂直交　

叉，并有换乘通道相连，其换乘通道位于四平路东侧。四号线海　

伦路车站换乘段为地下２层结构，其中地下１层为既有四号线站　

台层，地下２层为十号线站台层，与新建的十号线车站结构连接。　

换乘段围护采用地墙，厚８００　ＩＴＩ１ＴＩ，深３０．５　ｍ；四号线车站其他部　

分地墙厚６００　ｍｍ，深约１８　ｍ。　

该工程具有工期紧、场地小，周边管线、建筑物复杂，周边道　

路交通流量大，而且施工涉及正在运营轨交四号线。为保护四号　

线，在溧阳路车站①轴～⑩轴地墙墙底以上１　ｍ增设满堂加固　

（水平封堵），厚度５　ｍ，采用三重管高压旋喷桩施工。①轴～⑩轴　

在基坑外布置８口降压井、２口观测井，孔深４０　ｍ，４３　ｍ，坑内布置　

８口疏干井，孔深２３　ｍ；⑩轴～④轴在坑内布置６口降压井，孔深　

４０　ｍ，坑内布置１１口疏干井，孔深１７　ｍ。为防止基坑开挖时因坑　内外水头差过大导致地墙渗漏以及确保满堂加固效果，在地墙接　

缝外侧设高压旋喷桩。　

２水文地质条件　

该工程场地浅部地下水属潜水类型，静止地下水埋深０．９０　ｍ　

～１．５　ｍ，地下水埋深取０．５０　ｍ～０．７０　ｍ。根据地质资料，本站基　

坑范围内，⑤，层砂质粉土层为微承压水层，水位埋深为１８．０　ｍ～　

１９．５　ｍ，⑦　层草黄～灰色粉细砂、⑦２层草黄～灰色粉细砂为第　

一承压含水层，水位埋深２８．３　ｍ～３７．２　ｍ，承压水水头为地表下　

３．０　ｍ～１０、０　ｍ。　

３降压井的设计及布置　

３．１基坑底板稳定性验算　基坑底板的稳定条件：基坑底板至承压含水层顶板间的土压　

力应大于承压水的顶托力。即：　

Ｈ・　≥　・　・ｈ。　

其中，Ｈ为基坑底至承压含水层顶板间距离，ｍ；　为基坑底　

至承压含水层顶板间的土的重度，ｋＮ／ｍ３；ｈ为承压水头高度至承　压含水层顶板的距离；　为水的重度，ｋＮ／ｍ３，重力加速度取　

１０　ｋＮ／ｍ３；　为安全系数，一般为１．０～１．２，该工程取１．１。　

承压含水层初始水头取一０．４５　ｍ，钻孑Ｌ资料参考Ｓ２０ＳＪ５，　

Ｓ２０ＳＪ１，Ｓ＇２０ＳＺ２，Ｓ＇２０ＳＺ９，土重度取１８　ｋＮ／ｍ３。计算结果见表１。　

３．２基坑底板稳定性计算结果的分析及降压井的布置　

当该工程基坑开挖到１４　ｍ时，下部⑦　层的顶托力大于基　坑底至承压含水层顶板间的土压力，即基坑会发生突涌现象，故　

在基坑开挖需降压的范围内降低含水层的水头。　

表１　基坑底板稳定性计算结果　

基坑开　土压力　水顶托力　是否需　需降低承　承压水　工程部位　挖标高／ｍ　Ｈ×　／ｋＰａ　ｋＰａ　要降压　压水水头　水位埋深　南端头井　一１４．６　２５０　２　３０９．６５　是　５．９５　９．８　标准段　９～１３　一１２．９　２３７．８５　２８６　是　４．８２　８　６７　

标准段　１２．９　２２１．８９　２７０．６　是　４　８７　８．７２　１３～２４　北端头　一１４．５　２２６．５３　２９ｏ　是　６．３５　１０．２　注：南端头井及部分标准段土压力验算考虑墙趾以上１．５　ｍ处厚度５　ｍ的地基　加固作用　

３．３群井干扰抽水水位下降预测　

１）计算公式的选用。根据该工程的承压含水层的特性，本次　

井结构设计的是非完整井，除要考虑含水层的各向异性外，还应　

考虑含水层有越流补给的影响，故采用下式计算：　

ｓ＝　｛ｗ（Ｕｒ，毒）＋　＿『　薹去［咖（昔）一ｓ－ｎ（　）］・［ｓ－ｎ（　）一ｓ－ｎ（　）］ｗ［　√（考）。＋　（　）　］｝。　

其中，　，Ｋｈ分别为含水层的垂直向和水平向渗透系数，ｍ／ｄ；　异性系数Ｋ　，／Ｋｈ＝０．９１；压力传导系数ｎ＝１８　０００　ｍ２／ｄ；越流因　

Ｂ，为越流因子，无量纲；Ｑ为抽水井出水量，ｍ３／ｄ；Ｓ为干扰抽水　子Ｂ，＝６００；含水层厚度Ｍ＝１３　ｍ；其他参数根据降压井结构图　

水位降，ｍ；Ｍ为含水层厚度，ｍ；ｒ为观测孔或预测点至抽水井的　取值。　

距离，ｍ；Ｌ，Ｌ　分别为抽水井及观测井的过滤器底部至含水层顶　根据上述参数，采用上述计算公式进行群井干扰抽水的水位　

板的距离，ｍ；ｄ，ｄ　分别为抽水井及观测井的过滤器顶部至含水　Ｆ降计算。　层顶板的距离，ｍ；Ｗ（　）为井函数，　为井函数自变量，Ｕｒ＝　３）计算结果分析。从以上计算结果可知：当降压井抽水７　ｄ　

，２／４　，　为含水层导压系数，ｍＺ／ｄ，　为抽水延续时间，ｄ。　后，各预测点的水位下降趋于稳定，已能满足基坑开挖和结构底　

２）计算参数的选定。本次计算采用经验值，第⑦层含水层中　板施工所需降低承压水水头的要求。　

降压抽水井预测计算有关参数如下：４　疏干井的设计及布置　

单井出水量Ｑ：３６０　ｍ３／ｄ；水平渗透系数Ｋｈ＝３　ｍ／ｄ；各向　基坑施工时，需及时疏干开挖范围内土层的地下水，降低围护　

收稿日期：２００８—０３—０１　作者简介：赵景秀（１９７２一），女，工程师，上海朱家角投资开发有限公司，上海

２０１７１３　维普资讯 http://www.cqvip.com 第３４卷第ｌ７期　・１６８・　２　０　０　８年６月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．１７　Ｊｕｎ．２００８　

文章编号：１００９—６８２５（２００８）１７—０１６８—０３　

浅谈逆作法设计与施工关键技术的应用　

陈寿长　

摘要：在阐明逆作法工艺原理的基础上，对深基础逆作法设计与施工技术进行分析总结，进一步探讨了逆作法的关键　

技术特点、技术措施及其存在的问题，从而使逆作法在城市综合地下空间施工中发挥更大的作用。　

关键词：逆作法，施工，关键技术，应用　

中图分类号：ＴＵ４６３　文献标识码：Ａ　

随着城市地下空间开发利用的发展，超高层建筑的深基坑面　

积越来越大，深度深，周边环境要求高的工程越来越多。超大深　

基坑多层地下室采用“逆作法”施工，十分适合市区建筑密度大，　

邻近建筑物、地铁、地下管线及周围环境对沉降变形敏感的情况。　

１逆作法施工的特点　

“逆作法”施工就是利用围护结构作为围护体系，地下室楼板　

结构作为水平支撑系统，地下室结构柱或临时立柱桩作为逆作施　

工过程中于底板封底之前的承受上部结构自重和施工荷载的临　

范围内基坑中的地下水位，保证基坑干开挖施工的顺利进行。一　

般基坑面积按单井有效抽水面积“＃的经验值来确定，而经验值　

是根据场地潜水含水层的特性及基坑的平面形状来确定。单井　

有效抽水面积“＃的经验值一般为１５０　ｍ２～２００　ｍ２，本次由于地　

层特性所限，取２００　ｍ２。　

坑内降水井数量的布置。计算公式：”＝Ａ　＃。其中，”为　

井数，口；Ａ为基坑降水面积，ｍ２；口＃为单井有效抽水面积，ｒｎ２。　

依据基坑面积，采用布井的计算公式，共计在基坑内布置１９口疏　

干井。　

５降水对环境影响的分析和控制　

１）抽水时即时观测水位降深情况，合理控制地下水水位，在　满足基坑稳定性要求的前提下，防止水位降低幅度过大，使降水　

对周边环境的影响减小到最低限度。　

２）及时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，位移监测资料，　

以便绘制相关的图表、曲线，必要时调控降水运行。　

６应急措施　

１）本次降水管井布置在基坑内侧，为了保证基坑施工的安全　性及承压水位的获取，布置３口观测兼备用井，以备在降水运行　

中个别水泵突然停止，而立即开启备用井，坏泵应及时拉回仓库　

进行更换或修复。　时竖向支撑系统，由上向下逐层开挖土方和浇筑各层地下结构，　

直至底板封底。同时，由于地面一层的楼面结构已完成，为上部结　

构施工创造了条件，这样可以同时向上逐层进行地上结构的施工。　

逆作法施工的关键在于：逆作节点处理、竖向支撑柱垂直度　控制、逆作暗挖土出土技术、逆作法废气排放技术、逆作法施工照　

明技术、施工便道及堆场安排等。逆作法施工需要设计与施工的　

紧密结合。　

２竖向临时支撑体系与水平永久结构的节点处理　

２）井管口设置醒目标志，做好标识工作。随着基坑开挖深度　

的不断加深，井管的暴露长度不断加大，井管沿纵向与每道支撑　

要及时焊接钢筋加固。与开挖施工人员一起做好井管保护工作。　

３）抽水运行期间每天２４　ｈ派人现场值班，加强巡视并做好抽　

水记录，记录内容包括减压管井涌水量Ｑ和水头降Ｓ，场地排水　管道的畅通性，电箱、电缆线的完好性，抽水管井的水泵是否正常　

运转等内容。　

４）现场备有一定的抢险物资，如备用泵、补漏材料、管材等，　

在事故发生后能及时进行到位抢修。　

５）整个降水过程中备有双电源，应在开工前做好检测工作，　

确保可以正常供电。当电路停电时，以最快速度开启备用电源，　

以确保降水连续进行。若电源供电无法保证会造成坑底突水，后　

果不堪设想。　

７效果分析　

从降水的施工效果来看，这次降水设计及实施是成功的，达　

到了降水的目的。有效地减少了坑底隆起和围护结构的变形量，　防止坑外地表过量沉降；方便了挖掘机和工人在坑内施工作业；　

对⑦层含水层微承压水的水头高度的控制，防止了基坑底部突涌　

的发生，确保施工时基坑底板的稳定性。　

参考文献：　

［１］　曹　蔓，刘　刚．深井降水施工在某高层建筑深基坑中的应　

用［Ｊ］．山西建筑，２００７，３３（３３）：１３７—１３８．　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　

ＺＨＡＯＪｉｎｇ－ｘｉｕ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｅｅｐ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｈａｎｇ—　

ｈａｉ　ｌｉｎｅ　１０，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｎｔｉｈｙｐｅｒｔｅｎｓｉｖｅ　ｗｅｌｌ，ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　

ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｒｅｄｇｉｎｇ　ｄｒｉｅｄ　ｗｅｌｌ，ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｎ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ　ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｗｈｉｃｈ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　

ｔｈｅ　ｖａｌｕａｂｌｅ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．