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(guò)深圳地鐵西大區(qū)間 _施工中洞外降水的應(yīng)用實(shí)例,闡述了該方法設(shè)計(jì)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(xiàng),并對(duì)降水效果進(jìn)行了分析,為類似工程積累了經(jīng)驗(yàn)。 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(jìn)行 _開(kāi)挖必須采取有效措施對(duì)地下水進(jìn)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(hào)線采用 _外降水的工程實(shí)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(jì)概況深圳地

2、鐵5號(hào)線西大區(qū)間礦山法段 _為西麗站至2, 3號(hào)盾構(gòu)吊出井之間范圍,右線 _長(zhǎng)396.937 m,左線 _長(zhǎng)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(duì)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(qiáng)風(fēng)化花崗片麻巖和粉質(zhì)粘土層,強(qiáng)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(fēng)化層K=1. 0 m /d;強(qiáng)風(fēng)化層K=3. 0 m /d;中風(fēng)化層K=5. 0 m

3、 /d;微風(fēng)化層K=0. 1 m /d。 1.3 水文地質(zhì) 本場(chǎng)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。孔隙水主要賦存在第四系粘性土、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(qiáng)中風(fēng)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?yàn)橛杀睎|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(bǔ)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(bǔ),存在水力 _。 2.1 降水井設(shè)置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)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(diǎn),將降水井設(shè)置為開(kāi)孔直徑200 mm,井管直徑150 mm,縱向間距為6 m,見(jiàn)圖1。 2.2 降水計(jì)算 以右線 _一段(即泵房通道至3號(hào)盾構(gòu)井段)為例進(jìn)行計(jì)算。 1)降水井深度。 根據(jù)設(shè)計(jì),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(jì)算。 a.影響半徑的計(jì)算:影響半徑R=S/i,R=19/0. 1=190 m。 b.出水量計(jì)算:按照深井(管井)降水計(jì)算,按無(wú)壓完整井管井涌水量計(jì)算,系統(tǒng)總涌水量。比照深井基坑外降水(窄長(zhǎng)式基坑)不考慮承壓水計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)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(jì)算得Q=1 722 m3/d。c.單井管井進(jìn)水量:q=2rl3K。計(jì)算得q設(shè)計(jì)=59. 76 m3/d。d.需要降水井?dāng)?shù)量:N設(shè)計(jì)=32。 1)施放井位。降水井井位根據(jù)場(chǎng)區(qū)地下管線分布情況初步確定,然后人工挖探孔,確認(rèn)無(wú)管線后方可安放鉆機(jī);當(dāng)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(jī)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(jì)井深?？讖絛=200 mm井管制作示意圖見(jiàn)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(cè)定孔深。井管采用直徑150 mm的PVC管, _時(shí)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(xì)目網(wǎng)后緩緩下放。井管要高出地面不小于200 mm,并加臨時(shí)保護(hù)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(shí),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(shí)補(bǔ)充濾料,要求實(shí)際填料量不小于95%理論計(jì)算量。

7、5)洗井。下管、填料完成后立即進(jìn)行洗井,成井洗井間隔時(shí)間不能超過(guò)8 h;采用下泵試抽洗井,用潛水泵反復(fù)進(jìn)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(hào)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(dòng)控制水泵的停止或啟動(dòng)。為達(dá)到較好的降水效果,降水需提前 _開(kāi)挖掌子面60 m或者提前掌子面開(kāi)挖到達(dá)20d時(shí)間,在 _開(kāi)挖掌子面超過(guò)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(zhǔn)確客觀的.分析降水引起的沉降,選取 _開(kāi)挖掌子面距離較遠(yuǎn)的降水井及相應(yīng)位置的

8、測(cè)點(diǎn)作為分析對(duì)象。將沉降分為兩個(gè)階段,即開(kāi)挖掌子面到達(dá)前(掌子面距測(cè)點(diǎn)3倍洞徑),單純由降水所引起的沉降S1,降水和 _開(kāi)挖共同作用(從掌子面距測(cè)點(diǎn)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(shí)對(duì)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(gè)典型測(cè)點(diǎn)為研究對(duì)象,其中右線DK11+756、左線DK11+791兩測(cè)點(diǎn)處于降水施工,右線DK11+520測(cè)點(diǎn)處于未降水施工段。 通過(guò)對(duì)比降水地段 _施工引起的總沉降量要遠(yuǎn)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(zhǎng),對(duì)地層擾動(dòng)大,初期支護(hù)和圍巖間存在較大的空隙, _通過(guò)前及 _通過(guò)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(lái)看采取降水措施能夠有效控制因 _開(kāi)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(jìn)行注漿加固,效果并不明顯,開(kāi)挖非常困難,沉降難以控制,結(jié)構(gòu)變形嚴(yán)重,個(gè)別地表點(diǎn)沉降超過(guò)200mm。隨著降水施工 _全斷面無(wú)明水流出,基本實(shí)現(xiàn)了 _內(nèi)開(kāi)挖的無(wú)水作業(yè),掌子面自穩(wěn)能力明顯增強(qiáng),總沉降量基本可控制在70 mm以內(nèi)。未降水地段施工進(jìn)度緩慢,月進(jìn)度不到30

10、 m;降水后,掌子面自穩(wěn)能力大大加強(qiáng),施工環(huán)境大為改善,安全得到保證,進(jìn)度快速,單線 _月成洞可以達(dá)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(lái)了十分不利的影響。通過(guò) _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(duì)環(huán)境的考慮,對(duì)降水均嚴(yán)格控制。所以有必要進(jìn)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(shí) _外降水理論計(jì)算公式出自基坑的計(jì)算方法,還需要在實(shí)踐中不斷的總結(jié)、試驗(yàn),確定屬于 _外降水經(jīng)驗(yàn)的公式,避免憑經(jīng)驗(yàn)布設(shè)井點(diǎn)而造成資源的浪費(fèi)或達(dá)不到預(yù)期的降水效果。 1 吳林高.工程施工降水設(shè)計(jì)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(jiǎn)