2021年深圳地鐵淺埋暗挖法隧道洞外降水施工論文

1、深圳地鐵淺埋暗挖法隧道洞外降水施工論文 通過深圳地鐵西大區(qū)間 _施工中洞外降水的應(yīng)用實例,闡述了該方法設(shè)計與施工的基本情況,總結(jié)了在該工程地質(zhì)條件下施工工藝和施工注意事項,并對降水效果進行了分析,為類似工程積累了經(jīng)驗。 淺埋暗挖 _,富水地層,洞外降水 淺埋暗挖法作為目前地鐵 _施工的一種重要的工法,在地鐵及其他市政 _工程中有著廣泛的應(yīng)用,但在一些軟弱地層富水地層,特別是在圍巖遇水崩解軟化地層中進行 _開挖必須采取有效措施對地下水進行封堵或抽排,才能保證施工的安全以及周邊環(huán)境的安全。深圳地鐵5號線采用 _外降水的工程實踐,取得了良好的效果,為類似工程提供了有益的借鑒。 1.1 設(shè)計概況深圳地

2、鐵5號線西大區(qū)間礦山法段 _為西麗站至2, 3號盾構(gòu)吊出井之間范圍,右線 _長396.937 m,左線 _長420.957 m。本區(qū)間沿留仙大道敷設(shè),沿線建筑物密集,管線密布,對沉降控制要求較高。 1.2 工程地質(zhì) _上方地質(zhì)主要為沖洪積沉積的粘性土、砂層和圓礫層,地表為人工填土層。 _所穿越地層主要為全強風化花崗片麻巖和粉質(zhì)粘土層,強度較低,遇水軟化,自穩(wěn)性很差。各地層的滲透系數(shù)參考值為:雜填土層K=10. 0 m /d;粘土層K=1. 0 m /d;砂層K=40. 0m /d;殘積土層2. 5m /d;全風化層K=1. 0 m /d;強風化層K=3. 0 m /d;中風化層K=5. 0 m

3、 /d;微風化層K=0. 1 m /d。 1.3 水文地質(zhì) 本場地地下水按賦存條件主要分為松散巖類孔隙水及基巖裂隙水?？紫端饕x存在第四系粘性土、砂層、圓礫層及殘積層中,砂層、圓礫層中地下水略具承壓性?；鶐r裂隙水主要賦存在花崗巖強中風化層中,略具承壓性。地下水位埋深2. 3 m7. 6 m,水位高程5. 46 m11. 06 m,水位變幅0. 5 m2. 0 m。地下水總的徑流方向為由北東向南西。地下水的排泄途徑主要是蒸發(fā)和以徑流方式流入河水。補給主要為大氣降水、河水及地表水的滲透。地下水與河水互補,存在水力 _。 2.1 降水井設(shè)置根據(jù)現(xiàn)場的場地條件和管線情況,降水井沿 _兩側(cè)布置,考慮到

4、小口徑降水井具有布置靈活、施工方便、成井速度快的特點,將降水井設(shè)置為開孔直徑200 mm,井管直徑150 mm,縱向間距為6 m,見圖1。 2.2 降水計算 以右線 _一段(即泵房通道至3號盾構(gòu)井段)為例進行計算。 1)降水井深度。 根據(jù)設(shè)計,降水井深度為 _底部7. 5 m,h=23 +7. 5 =30. 5 m。 2)降水出水量計算。 a.影響半徑的計算:影響半徑R=S/i,R=19/0. 1=190 m。 b.出水量計算:按照深井(管井)降水計算,按無壓完整井管井涌水量計算,系統(tǒng)總涌水量。比照深井基坑外降水(窄長式基坑)不考慮承壓水計算方法進行計算:Q=K(H2-hc2) /ln(R /

5、A)。其中,Q為基坑出水量,m3/ d;H為井深,取30. 5 m;hc為含水層厚度,取25. 5 m;R為基坑影響半徑;A為基坑換算半徑;計算得Q=1 722 m3/d。c.單井管井進水量:q=2rl3K。計算得q設(shè)計=59. 76 m3/d。d.需要降水井數(shù)量:N設(shè)計=32。 1)施放井位。降水井井位根據(jù)場區(qū)地下管線分布情況初步確定,然后人工挖探孔,確認無管線后方可安放鉆機;當探孔內(nèi)發(fā)現(xiàn)管線等障礙物后,降水井間距可作局部調(diào)整,一般小于2. 0 m,且降水井總量不得減少。 2)降水井成孔。采用普通地質(zhì)鉆機成孔,鉆頭直徑200 mm。井身結(jié)構(gòu)誤差要求:井徑誤差20mm;垂直度誤差不大于1%;不

6、小于設(shè)計井深?？讖絛=200 mm井管制作示意圖見圖3。 3)清孔及下管。下管前注入清水置換全井孔內(nèi)泥漿,砂石泵抽出沉渣并測定孔深。井管采用直徑150 mm的PVC管, _時在管身上按間距20cm呈梅花形布置滲水孔(井底20m范圍內(nèi)的井管上布置),滲水孔徑4 cm6 cm,在包纏1層200目細目網(wǎng)后緩緩下放。井管要高出地面不小于200 mm,并加臨時保護措施。 4)填濾料。井管下入后立即填入濾料。濾料應(yīng)具有一定的磨圓度,濾料含泥量(包括含石粉)不大于3%,粒徑2 mm 4 mm。填濾料時,濾料沿井管外四周均勻填入,宜保持連續(xù)。洗井后濾料下沉及時補充濾料,要求實際填料量不小于95%理論計算量。

7、5)洗井。下管、填料完成后立即進行洗井,成井洗井間隔時間不能超過8 h;采用下泵試抽洗井,用潛水泵反復進行抽洗,直至水清砂凈,上下含水層水串通。 6)抽水。采用的潛水泵型號為QJ 3-5219(功率1. 5 kW),泵管采用40 mm PVC管,水泵 _位置在 _仰拱下2 m左右;地面 _水泵控制器和水表,根據(jù)井底水位變化情況自動控制水泵的停止或啟動。為達到較好的降水效果,降水需提前 _開挖掌子面60 m或者提前掌子面開挖到達20d時間,在 _開挖掌子面超過降水井位置60 m后停止該口降水井的抽水工作。 為了能夠較為準確客觀的.分析降水引起的沉降,選取 _開挖掌子面距離較遠的降水井及相應(yīng)位置的

8、測點作為分析對象。將沉降分為兩個階段,即開挖掌子面到達前(掌子面距測點3倍洞徑),單純由降水所引起的沉降S1,降水和 _開挖共同作用(從掌子面距測點3倍洞徑到沉降穩(wěn)定)引起沉降S2,考察S1占總沉降S1+S2的百分比。同時對比同樣地層條件,降水段和未降水段總沉降量。選取右線DK11+756、左線DK11+791、右線DK11+520三個典型測點為研究對象,其中右線DK11+756、左線DK11+791兩測點處于降水施工,右線DK11+520測點處于未降水施工段。 通過對比降水地段 _施工引起的總沉降量要遠小于未降水地段的總沉降量。其主要原因是未降水地段圍巖遇水迅速崩解軟化,掌子面難以自穩(wěn),作業(yè)

9、環(huán)境差,作業(yè)周期長,對地層擾動大,初期支護和圍巖間存在較大的空隙, _通過前及 _通過后的沉降均很大。降水地段 _施工的總沉降量基本可控制在70 mm以內(nèi),單純降水引起降水S1占總沉降量S1+S2的比值在20%30%左右。從本工程來看采取降水措施能夠有效控制因 _開挖所引起的沉降。 未降水地段,圍巖遇水迅速軟化崩解,掌子面難以自穩(wěn),雖進行注漿加固,效果并不明顯,開挖非常困難,沉降難以控制,結(jié)構(gòu)變形嚴重,個別地表點沉降超過200mm。隨著降水施工 _全斷面無明水流出,基本實現(xiàn)了 _內(nèi)開挖的無水作業(yè),掌子面自穩(wěn)能力明顯增強,總沉降量基本可控制在70 mm以內(nèi)。未降水地段施工進度緩慢,月進度不到30

10、 m;降水后,掌子面自穩(wěn)能力大大加強,施工環(huán)境大為改善,安全得到保證,進度快速,單線 _月成洞可以達到70 m80 m。 該地鐵區(qū)間地質(zhì)條件差,地下水豐富,圍巖遇水極易軟化崩解,給 _施工安全和環(huán)境安全帶來了十分不利的影響。通過 _外降水施工,確保了施工安全,有效的控制了沉降的發(fā)生。但目前城市施工,出于對環(huán)境的考慮,對降水均嚴格控制。所以有必要進一步的研究,在不同地質(zhì)條件下,由于降水所引起沉降的規(guī)律。同時 _外降水理論計算公式出自基坑的計算方法,還需要在實踐中不斷的總結(jié)、試驗,確定屬于 _外降水經(jīng)驗的公式,避免憑經(jīng)驗布設(shè)井點而造成資源的浪費或達不到預(yù)期的降水效果。 1 吳林高.工程施工降水設(shè)計施工與基坑滲流理論M.北京:人民交通出版社, xx. 2 江正榮.簡