上海市最深的地鐵基坑——在建中的軌交漢中路樞紐13號線車站基坑工程防沉降施工在近日順利完成。截至目前，漢中路樞紐站附近高層建筑未出現(xiàn)任何沉降現(xiàn)象。該基坑深達33.1米，甚至超過在建的“上海中心”深基坑。
承建方上海城建隧道股份公司表示，該站首次采用地鐵基坑“地下水回灌技術(shù)”，將施工開采抽出的地下承壓水回灌到原地層，確保位于中心城區(qū)的漢中路站周邊地表“水位零降落、地面零沉降”。利用該技術(shù)，未來城市內(nèi)基坑施工也將有望與惱人的地面沉降告別。
基坑成地面沉降主要誘因
地面塌陷、道路下沉、房屋開裂……近年來，由于地鐵、基坑工程建設(shè)引起的地表沉降事故在各大城市屢屢發(fā)生，地鐵、基坑施工過程中，施工方過量開采地下水導致地表出現(xiàn)沉降“漏斗”，讓居住在工地附近的人們直呼“傷不起”，成為影響城市地面沉降的主要因素。雖然上海工業(yè)用地下水開采已大幅減少，但基坑施工抽降淺層承壓水卻又成為地面沉降的一大誘因。
據(jù)上海城建隧道股份軌交漢中路樞紐13號線車站工程項目管理軟件負責人杜毅介紹，該項目地處市中心，是上海目前在建規(guī)模最大的換乘車站，地鐵1號線、12號線、13號線在此接軌換乘。同時，該車站也是目前上海最深的地鐵車站——車站基坑深達33.1米，并需要抽降地下58米的第二層承壓水，使水位降落14.6米。車站周邊高層建筑物林立，且大量高樓位于沉降盆內(nèi)，一旦出現(xiàn)地表沉降后果將不堪設(shè)想。對此，建設(shè)方創(chuàng)新采用了“隔”、“降”、“灌”并舉的基坑工程承壓水危害綜合治理技術(shù)體系，對漢中路站周邊地鐵、建筑沉降“嚴防死守”。
地下水回灌“大胃口”
“隔”、“降”、“灌”技術(shù)體系是由上海市科委立項資助，上海城建隧道股份公司牽頭，上海廣聯(lián)建設(shè)發(fā)展有限公司、同濟大學成立產(chǎn)學研聯(lián)合體研發(fā)的，旨在解決上海市施工過程中的地面沉降問題。該體系以水位控制為前提，以沉降控制為中心，已在世紀大道站、宜山路站等多個工程中得到了成功應用。“該技術(shù)體系中的‘隔’是指利用基坑圍護結(jié)構(gòu)，必要時適當加深，使之形成封閉式或懸掛式隔水帷幕，可大幅度減少抽水量，并兼顧了經(jīng)濟合理性；‘降’是指按降水最小化原則優(yōu)化降水方案，盡量少抽水；‘灌’則是將抽出的地下水再次回灌入原來的地層，進一步減少大地沉降。”上海城建隧道股份公司總工程師朱雁飛介紹說，這三個環(huán)節(jié)中，“灌”的難度最大，因為上海施工經(jīng)常抽降的淺層承壓水中富含鐵離子，一旦接觸空氣就會氧化為紅色的鐵銹沉淀，直接回灌深井很快就會堵死。為了防止這種現(xiàn)象，以往工程都采用優(yōu)質(zhì)自來水回灌，但使用自來水不僅耗水量極巨，而且由于自來水管網(wǎng)供應量不足，“小水管”常滿足不了地下水層的“大胃口”，回灌水的缺乏直接影響了回灌效果，導致地面沉降時有發(fā)生。
朱雁飛總工程師指出：“上海城建隧道股份的‘隔’、‘降’、‘灌’技術(shù)體系采用了抽灌一體化工藝，回灌用水全部來自抽出地表的地下水，不再依賴自來水管網(wǎng)，真正實現(xiàn)了地下水怎么抽上來就怎么灌回去。體系中的‘隔’與‘降’已經(jīng)有成功運用的案例，但用抽出的沉降水回灌尚屬首次，對建設(shè)者而言是一次巨大的挑戰(zhàn)。”
兼顧沉降控制和水資源保護
據(jù)悉，自1921年發(fā)現(xiàn)地面沉降以來，上海中心城區(qū)的地面已平均累計下沉了1.92米，最嚴重地區(qū)已下降了2.89米，中心城區(qū)形成了地面沉降的洼地，對軌交、高架橋梁等工程的安全運營造成持久影響。“為防止沉降進一步加劇，近年來上海地下水回灌量逐年上升，2011年全市地下水開采量為1350萬噸，回灌量達到了1860萬噸，未來回灌量還將繼續(xù)增加。然而，上海的回灌水大多采用符合國家標準的自來水，不但成本高昂，也對城市供水產(chǎn)生了一定的壓力。目前，就軌交13號線漢中路的‘抽灌一體化’的工程實踐來看，預計一個地鐵車站就將回灌、節(jié)約16萬噸水。上海正在施工和計劃開工的地鐵、基坑工程較多，如果能夠全部采用該種‘抽灌一體化’工藝，將對城市及工程周邊建筑防沉降工作帶來巨大貢獻。”上海城建隧道股份朱雁飛總工程師表示，根據(jù)計劃，未來由該公司建設(shè)的地鐵、基坑工程如果需要抽取地下水，將全部采用“隔”、“降”、“灌”體系，在大幅減少抽取總量的基礎(chǔ)上，地下水一律回灌到原地層。
可以預見，隨著承壓水危害綜合治理技術(shù)的逐步推廣，大規(guī)模的城市建設(shè)將更好地兼顧地面沉降控制和地下水資源保護，為各項市政工程提供有力的技術(shù)支撐。屆時，地鐵、基坑建設(shè)施工導致的降水不會再對周邊建筑產(chǎn)生影響。“隔”、“降”、“灌”技術(shù)體系將為城市環(huán)境保護提供保障。
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