悬挂式止水帷幕深基坑减压降水的简化计算方法

采用悬挂式止水帷幕结合坑内减压降水的墙-井系统可有效减小坑内降水量或坑外水头降深。将基坑按面积相等等效为井壁进水的大直径承压水非完整井,幵令流入井内的水量等于止水帷幕内坑底承压水含水层内的竖直向渗流量,以此建立坑内减压抽水量与坑外承压水头降深的关系式。该理论公式计算结果在止水帷幕插入比大于0.6且基坑半径与承压含水层厚度之比小于2.0时与有限元计算结果比较接近。因未考虑渗流方向变化时的水头损失,数值计算结果和工程案例实测数据均表明理论公式计算结果偏大。利用参数分析研究承压含水层渗透系数各向异性、基坑平面面积、止水帷幕插入长度等因素对减压降水的影响规律。坑内减压抽水量或坑外水头降深与墙-井系统三维渗流场有关,渗流场越接近竖向渗流,坑外水头降深越小,水位接近初始状态。相比数值分析,理论公式简便直观,可用于减压降水的初步分析。     

复杂地质条件下某深大基坑降水方案优化设计

某深大基坑位于长江下游岸边,场地地层为典型的二元结构,基坑开挖涉及的两层承压含水层间的弱透水层局部缺失,之间水力联系密切,基坑场地地质条件极为复杂,基坑施工降水直接关系到基坑工程的安全。这里将基坑分3个区,分别进行降水设计。具体降水方案:Ⅰ区两层承压含水层和Ⅱ区第一承压含水层被围护结构隔断内外水力联系,采用疏干井降水;Ⅱ区第二承压含水层未被围护结构隔断,Ⅲ区两层承压含水层水力联系密切,针对这两个区域设计了两套降水方案,方案一在Ⅱ区和Ⅲ区均布置有降水井,在Ⅱ区对第二承压含水层降水,在Ⅲ区对第一承压含水层降水;方案二仅在Ⅲ区布置降水井对第一承压含水层降水。为了更好地对降水方案进行对比分析,验证方案的可行性,对此进行了数值模拟分析,计算结果显示,两种方案均能满足降水要求,不过方案二布井数量少,基坑外水位降深较小,对周边环境影响更小,优于方案一。     

深厚强透水含水层超大基坑降水群井效应研究

基坑减压降水的幅度与群井效应密切相关。某超大面积基坑,含水层组厚40m,中下部透水性强,采用非完整井降水。对水文地质条件概化,建立了地下水三维非稳定流数值模型,对均匀布置群井、不均匀布置群井、分块开挖降水、不同的井结构、布设回灌井等工况,进行了渗流场模拟。研究表明,强透水性含水层超大面积基坑降水的群井效应极为明显;井位角密中疏布置,可实现降深调平,避免降深不足和超降;基坑分块降水,可减少坑外降深;短滤管井结构可减少基坑总涌水量和坑外降深;强透水性含水层可灌性强,回灌对减少坑外水位下降有较明显的效果。模拟结果与现场监测较为一致。研究成果可为类似工程地下水控制设计提供参考。     

辐射井降水技术在大面积基坑工程中的应用

辐射井降水技术适用于各种地层,单井控制降水面积大,对疏干含水层有特效,与其它工序干扰小,占地面积少,管理方便,是大面积基坑降水的有效方法。通过中国电影博物馆基坑降水实例,介绍在大面积基坑工程中辐射井降水技术的设计、施工及降水效果。     

长江漫滩抽水试验与水文地质参数计算

长江漫滩地区第四系是一个巨厚的复杂含水体,地下水丰富,对深大基坑施工影响极大。南京梅子洲过江通道连接线及青奥轴线地下交通系统工程位于长江下游漫滩,基坑最大开挖深度为27.5 m。为满足基坑降水设计及施工要求,勘察时选择有代表性的地段布置了3组抽水试验井,对潜水含水层及承压水含水层进行抽水试验,根据试验井类型和边界条件,选用潜水完整井稳定流、承压水完整井稳定流及非稳定流、承压水非完整井稳定流及非稳定流等多种地下水计算模型进行参数计算并综合分析,为设计提供水文地质参数,并实地验证了参数的合理性。     

管井与引渗井相结合在某基坑降水中的应用

咸阳某高层建筑基坑为巨厚砂层含水层,虽夹有一粉质粘土隔水层。在基坑降水设计中,为了将上部含水层水引入下层而降低上部含水层水位,布置了一定数量的引渗流井沟通上下含水层,形成统一的地下水系统,采用管井降水方式,完成地下水水位整体下降的目的。通过项目实施,降水效果较好,证明此设计方案合理,可为类似工程提供借鉴。     

落底式止水帷幕条件下基坑涌水量计算研究

涌漏点的存在使得落底式止水帷幕条件下基坑涌水量的计算成为一个有待解决的技术难题。在承压含水层中开挖落底式深基坑时,针对落底式止水帷幕渗漏的不确定性,建立承压含水层中落底式基坑非完整井降水水文地质模型。基于Theis非完整井非稳定流理论,结合映射原理,推导等效渗透系数计算公式,并提出涌漏系数法用以评价落底式止水帷幕隔渗效果以及计算基坑涌水量。以武汉某深基坑降水工程为例,采用该方法评价止水帷幕的隔渗效果以及对其基坑涌水量进行计算,并与实测结果和传统方法计算结果分别进行对比验证。结果显示涌漏系数法计算误差较小,且计算过程简便,兼具安全性和经济性。研究结果可应用于指导工程设计,具有一定实际应用价值。     

基坑工程井点降水分析计算

针对目前应用广泛的解析计算方法,本文分析了基坑工程井点降水的特点,按照有限元理论,在考虑不同边界条件、坑内外是否有水力联系等的基础上分析了降水中潜水、承压水地下水水位随时间的下降过程。因这种分析方法可考虑不同的基坑形状、计算边佃条件、井类型、含水层类型等,故具有较强的适用性。     

复合含水层地区深基坑降水三维渗流场数值模拟以上海环球金融中心基坑降水为例

长江三角洲分布有巨厚、松散的第四纪沉积层,地下含水系统为一复合含水层系统,深基坑降水一般采用非完整井,且由于深基坑周围连续挡水墙难以深入含水层底板,所以其地下水渗流场变化极其复杂,具有明显的三维流特征。本文以上海环球金融中心深基坑降水为例,采用数值模拟方法,模拟了在多层含水层复合存在、含水层最深底板埋深达149m、基坑周围挡水连续墙埋深达34m、基坑内地下水位降深达26m的情况下的地下水三维渗流场特征,并以此为据确定出了该基坑降水的最优化方案。     

某地下空间承压含水层抽水试验及成果分析

由于地下水突涌风险,地下空间在施工作业中有必要通过抽水试验确定承压含水层的水文地质参数。依据勘察报告的初步评价,基坑开挖15.5m时,场地内第⑦1层承压含水层有可能产生突涌,为确保工程安全施工,需开挖前进行承压含水层抽水试验,取得场地承压含水层水文地质参数及降水引起的沉降特征,为地下空间设计和施工提供可靠依据。本次布设抽水井、观测井、分层沉降标组、孔隙水压力观测孔及地面沉降观测点,依据抽水试验技术要求获取渗透系数、抽水影响半径等相关水文地质参数。最后,针对工程场地内承压水情况及特点进行分析,提出基坑开挖时的承压水降压建议方案。     

武汉一级阶地基坑降水引起土层水位变化及压缩变形研究

武汉一级阶地地层具有典型的二元结构特征,从浅层至深层土体渗透性逐渐增加,在基坑工程开挖降水过程中,随着疏干含水层水位的下降,各层土体水位变化特点各不相同,水位的变化影响着土体固结的压缩变形。采用现场群井抽水试验的方法,通过在抽水试验期间对不同深度含水层水位的观测及不同深度土体沉降的监测,结合各层土体性质及相关理论对武汉一级阶地基坑降水引起的土层水位变化及压缩变形规律进行研究。结果表明,武汉一级阶地基坑降水水位变化存在着明显的时空效应,沉降与水位变化密切相关,且沉降过程中土层中出现架空效应。     

某越江隧道顶管工作井基坑降水方法应用

位于上海浦东地区的越江隧道顶管工作井施工基坑距黄浦江防风墙45m,距煤气公司煤气井仪表室1.20m。基坑开挖底界(深度32.45m)为场地内第⑦土层承压含水层顶部(静止水位-6.40m)。为保证基坑施工及临近建筑物的安全,避免基坑降水造成砂土流失而引起的地面沉降问题,在降水井的施工中,根据含水介质的颗粒级配选择相应规格的过滤砂作为过滤层填料,并保证过滤层具有一定的厚度,使降水时的含砂量控制在1/10万以下;采用非稳定流控制水位跟踪作业降水法,尽量减少基坑降水的影响范围,取得了良好的预期效果。     

淮安市区某深基坑水文地质参数的确定与降水方案设计

结合淮安市区某深基坑工程实例,介绍抽水试验井设计、抽水试验情况和试验结果,通过不同的计算方法得出含水层的渗透系数、影响半径等水文地质参数。基于抽水试验的结果,提出了深基坑开挖降水的设计方案,采用管井井点降水法进行深基坑降水,根据基坑降深情况下的影响半径、涌水量等确定降水井的数量。同时分析了降水对周边环境的影响程度。     

不同地连墙插入深度下承压含水层减压降水对既有隧道的影响

当基坑需进行未截断条件下的承压含水层降水时,承压水抽降产生的影响范围远大于基坑开挖的影响范围,其对基坑外既有隧道的影响值得重视。进行了承压层减压降水对既有盾构隧道影响的有限元仿真模拟,并分析了采用地下连续墙插入承压含水层时,不同插入深度对隧道变形的影响,结果表明：随着地下连续墙插入承压含水层深度的增加,直至完全截断承压含水层,既有隧道沉降逐渐减小,但受地下连续墙变形的影响,隧道在水平方向仍存在较大位移。因此,当既有隧道与减压井净距较小时,即使承压含水层被完全截断,也应重视减压降水对隧道水平方向变形造成的影响。此外,长期减压降水将会引起隧道产生可观的沉降。因此,应尽量避免承压含水层未被完全截断条件下进行长期减压降水。     

武汉长江Ⅰ级阶地含水层水文地质参数研究及工程应用

武汉地区长江Ⅰ级阶地含水层在水流等沉积动力的分选作用和上覆土层压力的固结作用下,其渗透系数必然存在各向异性。因此,基于含水层渗透系数的各向同性和以单井稳定流抽水试验得到的含水层水文地质参数所完成的基坑降水设计亦必然与工程实际存在差异。通过现场分层抽水试验、群井抽水试验,结合三维数值模拟反演计算,得出了武汉长江Ⅰ级阶地各含水层水文地质参数的基本规律和特性,即：各含水层渗透系数自上而下逐渐增加且表现为各向异性,其水平渗透系数大于垂直渗透系数,其比值介于1.6～2.6之间。工程实例表明,采用各向异性的水文地质参数和三维渗流分析进行的超深基坑降水设计,结果更接近于实际,且有利于降低工程造价和基坑周边环境损伤,亦有利于节约宝贵的地下水资源。     

基于抽水试验的深基坑降水方案优化调整与实施

南京一过江隧道明挖段为超深基坑,有深厚强透水砂层,含水层厚度大、渗透系数大,接受长江水补给,基坑采用悬挂式止水帷幕,涌水量大,在降水井施工过程中,通过洗井试抽发现原降水方案不能满足降水要求,且偏差非常大。为确保基坑安全、顺利施工,现场边施工降水井边开展原位抽水试验,通过对试验数据的分析,并借助三维数值法进行参数反演及降水模拟,及时对开挖深度大的JD1、JD2节段的降水井管径、数量、水泵配置进行了调整。基坑内抽水试验反演的参数远大于原方案参数,实际基坑涌水量高达91000 m³/d,是原降水方案预估值42000 m³/d的2.2倍,由于及时科学地调整了降水方案,在总井数增加不多的情况了,将坑内水位降至基底以下,保证了基坑的顺利实施,充分说明了抽水试验及方案的优化调整在降水实施过程中的重要性。     

长江漫滩复杂地层条件下超大超深基坑降水设计

长江漫滩地区第四系松散层是一个巨厚的复杂含水体,地下水丰富,对深基坑施工影响极大。详细分析了南京梅子洲过江通道及青奥轴线地下交通系统工程中B2-J1区基坑降水工程的特征,分区分段进行降水设计,并根据各区段的地层特征,选用合适的降水井结构,利用全孔填滤料的方式对开挖面以上含水层进行疏导,取得良好的降水效果;针对坑内、外水位差大的区段设置坑外备用井,防止因围护结构缺陷造成基坑管涌,为基坑安全增加保障,并有效地控制了降水对周边环境破坏。     

管井降水技术在延安东川水厂基坑施工中的应用研究

管井降水是一种采用钻孔成井,利用单井单泵以抽取地下水的井点降水方法,由于管井直径较大,出水量较大,主要适用于中、强透水含水层,基坑降水成功与否,直接关系到基坑开挖施工进度能否满足工期要求。以延安市黄河引水工程东川水厂基坑管井降水为例,对管井降水的适用范围、管井设计和施工方法在水厂基坑降水中的应用进行分析研究。最终确定管井降水方案为:在基坑顶部开挖线以外3 m布设单排井点,井管内径为DN600 mm,井距为11 m,井深18 m,每眼井内安设1台潜水泵,将井内渗水抽引至基坑顶部开挖线以外5 m处的环形防渗排水沟内,最终再通过防渗排水沟将渗水统一引排至水厂西侧的排洪渠内,实现了缩短工期和降低工程成本的预期目的。     

大厚度粗颗粒含水层井损值的确定

依据实际勘探资料,深刻分析了大厚度粗粒含水层井损值的影响因素。认为井损值主要受抽水井井壁管降深和井的最大出水量两个因素的影响和控制,三者之间高度相关,并建立了回归方程,井损值计算结果与实际观测值基本一致,应用效果较为理想。而采用现成的理论方法计算的井损值,由于其加坡系数在野外的不确定性,计算结果与实测观测值往往有着较大的差别。     

多层含水层系统水文地质参数计算

为求取含水层水文地质参数,常用的试验方法是抽水试验。在进行抽水试验时,经常有越流现象,计算时一般采用越流模型计算。越流模型假定非抽水含水层的水位恒定不变,但在实际抽水过程中,抽水含水层和非抽水含水层间通过越流相互影响、相互作用。如果只考虑抽水含水层的水位变化而不考虑非抽水含水层的水位变化,会导致计算的水文地质参数不准确。实际工作中,有时会在非抽水含水层中布置一口观测井来观测抽水含水层抽水时对非抽水含水层的影响。如果采用多层含水层系统模型的方法,即可利用各含水层观测井中的数据计算出每个含水层和相关弱透水层的水文地质参数,提高参数计算精度、节省资金和工作量。