沿海機場交通樞紐深基坑降排水施工技術

李聰聰，唐明成，湯亮，楊高勇，王景濤，徐紅橋

（中國建筑第二工程局有限公司，廣東 珠海 519000）

1 工程概況

珠海機場綜合交通樞紐項目一期工程（一標段）位于廣東省珠海市金灣區，項目南側緊鄰T1、T2航站樓，北側為擬建城軌機場站和金海東路；占地面積為7.57萬m2，總建筑面積約16.18萬m2，基坑深度約為9.5～10.8 m，基坑周長約1 700 m，坑中坑最大深度為15.2 m?；影踩燃墳橐患墸ň植繀^域為二級），主要支護形式灌注樁+內支撐、灌注樁+錨索、大放坡等。

基坑地質條件中等復雜，存在淤泥層等軟弱地質。地下水資源豐富（場地內穩定水面埋藏深度介于0.83～2.20 m；初見水位埋深介于0.95～2.40 m，該場地地下水穩定水位變化幅度為1.00～2.00 m。珠海市地處珠江口西岸雨量充沛，平均年降雨日130～150 d，金灣區多年平均降雨量為2 065 mm，每年4～9月為雨季，降雨量占全年的85%。

基坑西側為三期地塊，現作為T1交通樞紐用地且該地塊存在現有高架橋下匝道；基坑東側為二期地塊，現為工人生活區；基坑南側地下室邊線緊貼T2航站樓、已有T1航站樓及國際樓；基坑北側為交通疏解施工便道（道路下方為市政雨水箱涵）和建設中城鐵站臺及市政路。

2 降排水設計方案

2.1 降排水總體方案

結合場地特點、市政雨水箱涵位置及基坑支護形式，確定排水系統分為潛水泵壓力抽排和重力流自然集水，坑內排水溝采用重力流自然集水至集水井，排水方向為由北至南，通過潛水泵壓力抽排至基坑頂排水溝或三級沉砂池，經沉淀后排入市政雨水井。場地市政雨水箱涵位于項目北側交通樞紐施工便道下，結合場地排水需求，制訂降排水方案。

2.2 降排水布置原則

1）分別在基坑頂東、西、北3側設置0.5 m×0.5 m排水溝，并設置3處8 m×2 m×2 m三級沉沙池（含兩個2 m×2 m×2 m清水池），排水溝按坡度2%找坡；排水溝及三級沉淀池采用砌筑而成，內側抹灰15 mm厚，底部澆筑10 cm厚C15混凝土墊層。

2）大基坑及坑中坑底部分別設置環形0.5 m×0.5 m排水溝，每隔30～40 m設置1 m×1 m×1 m集水井，排水溝按坡度2%找坡。

3）土方開挖過程中，設置0.5 m（底部）×1 m臨時排水溝，排水溝由南至北按坡度2%找坡，沿排水溝于北側基坑底部設置2 m（底部）×1.5 m臨時集水井，兩側采用1∶1放坡開挖；經潛水泵抽排至坑頂排水溝流入三級沉砂池沉淀后，排入市政雨水井，如圖1所示。

圖1 降排水平面布置圖

4）地下室結構采用跳倉法施工，在先施工區塊邊緣四周砌筑200 mm×200 mm擋水坎，在適當位置預留雨水口下接PVC雨水管，雨水管底部接入底板正式集水井，通過抽排至坑頂排水溝或三級沉砂池，經沉淀后排至市政雨水井。

5）場內排水溝、三級沉砂池、集水井長期排水易產生泥沙、雜物，需及時清理，需設置專人負責降排水設施、維護，保障降排水設施正常運行。

6）雨水及地下水排放市政雨水井前需經三級沉砂池沉淀，滿足市政排放標準。

3 降排水計算

3.1 降雨量計算

式中，L總為降雨總量，L；QS為雨水設計流量，L/s；t為設計降雨歷時，s。

3.2 雨水設計流量

根據GB 50014—2021《室外排水設計標準》[1]第4.1條設計流量中的4.1.7條“當匯水面積大于2 km2時，應考慮區域降雨和地面參透性能的時空分布不均勻性和管網匯流過程等因素，采用數學模型法確定雨水設計流量”。

式中，q為設計暴雨強度，L/（hm2·s）；ψ為綜合徑流系數；F為匯水面積，hm2。

3.2.1 綜合徑流系數計算

根據GB 50014—2021《室外排水設計標準》第4.1.8條綜合徑流系數應嚴格按規劃確定的控制，并應符合下列規定，如表1所示。

表1 徑流系數

根據場地及上述情況，場內土路面占比94%（78 725 m2），混凝土路面占比6%（約5 000 m2）。

式中，ψ1為土路面徑流系數，取0.3；ψ2為混凝土路面徑流系數，取0.90；W1為場內土路面權重，取0.94；W2為混凝土路面權重，取0.06。

經計算ψ為0.336。

3.2.2 匯水面積計算

基坑占地面積約7.57萬m2，考慮放坡段情況及周邊施工道路，匯水面積共計約8.3725萬m2。

3.2.3 設計暴雨強度計算

1）設計暴雨強度計算要求

根據珠海市暴雨強度公式及計算圖表，以重現期3 a、5 a、10 a相應的單一重現期暴雨強度公式制表[2]。

重現期為3 a時，單一重現期暴雨強度公式：

重現期為5 a時，單一重現期暴雨強度公式：

重現期為10 a時，單一重現期暴雨強度公式：

式（4）～式（6）中，t為降雨歷時，min。

2）降雨歷時計算

根據GB 50014—2021《室外排水設計標準》第4.1.11條雨水管渠的降雨歷時應按照式（7）和式（8）計算：

式中，t1為地面集水時間，min，應根據匯水距離、地形坡度和地面種類通過計算確定，宜采用5～15 min；取t1=10 min；t2為管渠內雨水流行時間，min；L為基坑頂雨水明渠的長度，m，取L=214 m（考慮雨水明渠最遠點到雨水口的距離）；V為基坑頂雨水明渠的流速，m/min，取V=153 m/min（根據GB 50014—2021《室外排水設計標準》第5.2.6條雨水明渠的最大設計流速規定，排水明渠采用漿砌塊石或漿砌磚，最大設計流速3.0 m/s，當水流深度小于0.4時，宜按最大設計流速乘以0.85計算）。

3）設計重現期選取

根據GB 50014—2021《室外排水設計標準》第4.1條設計流量中的4.1.3條雨水管渠的設計流量應根據雨水管渠設計重現期確定。雨水管渠設計重現期應根據匯水地區、城鎮類型、地形特點和氣候特征等因素，經技術經濟比較后按表2規定取值，并明確相應的設計降雨強度，且應符合下列規定。

表2 雨水管渠設計重現期a

根據表2規定，項目位于珠海市金灣區屬于非中心城市，可考慮雨水管渠設計重現期p=3 a。

4）雨水設計流量計算，流量匯總如表3所示。

表3 雨水設計流量匯總

4 機械配備計算

根據GB 50015—2019《建筑給排水設計標準》第5.3.19條雨水集水池及排水泵設計應符合下列規定。

式中，Q功為排水泵排水能力，L/s，（排水泵的流量應按排入集水井的設計雨水量確定）；Q為設計雨水量，L/s；N為排水泵數量，個；取N=30個（集水池排水泵不應小于2臺，不宜大于8臺，緊急情況下可同時使用）。

故：排水泵的整體排水能力不小于1 305.53 L/s，考慮現場設計3個沉砂池，每個沉砂池含2個清水池，每個清水池配備5臺功率18.5 kW、排水能力50 L/s，共計配備30臺，總排水能力1 500 L/s，滿足要求。

5 結語

綜合以上分析，通過適當暴雨重現期的選取，通過降排水計算，經濟合理布置場內排水溝、三級沉砂池、雨水管、潛水泵，確?；拥慕蹬潘芰M足要求，保證了基坑的支護結構安全，為工程的施工提供安全、舒適、干燥的場地條件，確保項目施工進度如期完成，為其他類型項目提供優化基坑降排水方案的設計思路，為后續施工提供參考依據。