地铁施工中水头分布的影响因素分析—以上海地铁东昌路车站为例

文章以东昌路地铁车站深基坑降压水施工为背景，首先论述了水位降与影响半径之间的关系及其与理论值的比较，又根据实测数据重点讨论了井径，井管长度，过滤器位置以及介质各向异性对水头分布的影响，并对抽水过程中水头不降反升的异常现象作出了具体的分析。     

承压水减压引起的沉降分析

由下卧承压水层减压引起的固结沉降计算与一般的由堆载或潜水位下降引起的固结沉降计算不同,本文着重研究了在深厚弱透水层下卧强透水承压层的复杂地质条件下,下卧承压水层减压引起的土中应力变化及周围地表沉降的计算方法;在假定一维竖向固结的条件下推导了减压引起的沉降固结度计算公式,该公式与常规的双向排水固结公式相同,表明排水减压固结与常规的双向排水固结有着相同的效果.最后,将此分析方法应用于潮州供水枢纽工程西溪水闸沉降分析中,实践的结果表明,该方法简单可行,能较好地满足工程要求.     

地铁车站抽水试验引起的地面沉降效应分析

通过研究轨道交通九号线宜山路地铁车站开挖(基坑开挖深度达28.0m)前进行的抽水试验引起的沉降效应表明,地面沉降变化明显受分层沉降影响。第七承压层弹性释水-贮水过程反复进行,影响着地层沉降-回弹变化,且总体呈下降趋势。距离待开挖宜山路地铁车站基坑最短距离只有11m的明珠三号轻轨线允许沉降量只有7mm,考虑到开挖后大规模群井抽水叠加效应,提出可以通过合理布置抽水井位、加大连续墙深度为62m、利用高压充填膨胀土加固含水层等方案来有效减小因抽水引起的地面沉降等环境效应。     

地铁暗挖法施工中降水引起地面沉降问题的探讨

近年来,地铁暗挖施工中辅助降水措施取得了很大成功,但由降水引起的地面沉降,其成因、危害性、如何避免和控制是十分重要的问题。本文结合北京地铁7号线双井站工程实际经验,对降水沉降问题进行探讨和总结。车站主体暗挖施工过程中,监测降水沉降值仅4.0mm,证明双井站降水方案和沉降控制措施是合理的。     

复杂周边条件下异形基坑承压水抽水试验研究

以上海自然博物馆深大异形基坑为背景,为了保护周边环境,针对日益突出的承压水问题,降压前进行了承压水抽水试验。试验结果表明,当地下连续墙插入承压含水层的深度小于承压含水层厚度的1/3时,可以忽略地下连续墙的阻隔效果;用水头恢复比 表征抽水试验结束后的水位恢复情况,发现停抽10 min 可达到10%,水位稳定时 只能达到94.5%;单井抽水能够达到的降压效果是有限的,与降压前的承压水头埋深无关;群井的降压效果随着抽水井数量的增大而增大,但是随着承压水头埋深的加大,增加相同数量的降压井产生的效率降低。     

西溪电站厂房基坑承压水降压研究及实现

研究对潮州供水枢纽西溪电站厂房基坑承压水降压采用减压井和局部旋喷封底相结合的方案,并利用改进的水平二向有限元程序进行空间渗流场计算,提出减压井布置方法,同时根据基坑开挖步骤,提出减压井运行控制方式,分析了对邻近水闸的沉降影响.对影响降压效果的因素分析表明,控制承压水降压的最主要因素是减压井井口高程.总结了实际施工中承压水减压的情况,并分析了出现局部流土的原因.     

地铁暗挖施工引起的管线与地层沉降关系研究

依托北京地铁4号线公益西桥站工程,建立结构-地层-管线三维弹塑性数值模型,基于管线周边地层沉降及地表沉降实测数据分析,研究西南出入口暗挖施工上方管线周边地层变形规律。通过现场实测数据、数值模拟及经验公式计算结果综合对比,分析了管线刚度对地层变形抵制作用的影响。研究表明：管土相对刚度小于0.18时,管线与土体沉降差小于5%,可用经验公式计算出的管线轴线处地层沉降代替管线沉降。随管线刚度的增大,管线对土体变形的抑制作用逐渐增强,沿深度方向地层沉降量增大速率减小,并会出现负增长,甚至出现地层沉降小于地表沉降的情况。通过对数值计算结果的拟合分析,提出了刚性接头管线与地表沉降比和管土相对刚度的经验公式。工程实例应用结果表明,计算值与实测值偏差小于4%,验证了该方法的适用性。     

广西大学地铁车站深基坑变形监测数据分析

本文以南宁市地铁1号线试验车站广西大学站基坑工程为背景,通过对基坑工程施工动态监测数据进行分析,总结了广西大学站地铁车站深基坑的连续墙变形及周围地表沉降变形特征。监测数据的分析结果表明:广西大学站基坑开挖引起的地表沉降量值比较小,影响范围主要集中于0～2H(H为基坑开挖深度),产生最大沉降值的位置约为墙后0.5～0.7H,沉降变形影响最远延伸至距基坑边缘约为4H处; 并可依此变形特征规律给出圆砾层地区基坑地表沉降预估曲线与环境保护等级的划分。     

地铁隧道盾构施工引起的工程性地面沉降研究

基于上海地区地铁隧道盾构施工引发的工程性地面沉降机理分析,采用数值分析和数学拟合方法,对盾构埋深、地层损失率、盾构半径和穿越土层性质等因素与地面沉降影响范围和最大沉降量之间的基本规律分别进行了深入的分析研究,给出了它们之间各自的定量关系式,并在盾构施工实例中进行了分析和验证。     

地铁施工中地面沉降预测研究

本文对地铁隧道施工中地面沉降模型进行了研究,并且应用这些模型,结合数值分析软件,对具体工程的地面沉降进行了预测。预测结果对于后续施工工艺的选择起到了指导性的作用,取得了良好的经济效益。     

弹塑性变形条件下抽水引起的地面沉降三维数值模拟

基于部分耦合原理,采用TOUGH2和FLAC3D建立抽水引起的三维地面沉降弹塑性模型,模型中综合考虑土体的弹塑性变形特征、渗流-应力的双向耦合作用以及参数的非线性,探讨了持续抽水和脉冲抽水两种抽水过程中地面沉降发展演化过程。研究结果表明:（1）集中抽水停止后地面沉降会发生回弹,抽水中心沉降量不断减小。由于水平方向存在水力梯度,地下水继续向地下水位漏斗中心渗流从而导致沉降漏斗的范围仍继续扩大;（2）脉冲抽水导致土体的孔隙水压力、渗透系数以及沉降量均呈周期性波动变化,地面沉降会局部回弹,但总体仍随着抽水的持续,沉降量不断增加;（3）在抽水量相同前提下,对比持续抽水与脉冲抽水两种方式引发的塑形沉降量可知,抽水速率小、脉冲式多次开采导致的塑性沉降量较小,持续抽水的抽水速率越小、脉冲抽水间隔越短越有利于控制地面沉降。研究成果为地面沉降数值模拟提供了一种新方法,其中算例研究能为抽水条件下地面沉降的控制提供参考。     

抽水引致的地面沉降的参数敏感性分析

目前对地面沉降的研究和计算中,由于地质情况复杂、土体的变异性不容易掌握,对于土体参数的选取多数是根据经验值,具有不确定性。特别是在大面积的地面沉降计算中,这种不确定性更为严重。采用数值分析法,以Biot固结理论为基础,应用有限元软件Adina,建立了单井抽水的地面沉降模型,分析各参数在抽水过程中对地面沉降的影响,从而确定敏感参数,以期对地面沉降研究中的参数选取提供有价值的指导。     

Land subsidence caused by internal soil erosion owing to pumping confined aquifer groundwater during the deep foundation construction in Shanghai

Land subsidence is presented in many factors in different areas with urbanization. Internal soil erosion, owing to pumping confined groundwater during the deep foundation pit construction, has contributed to land subsidence. Four governing equations are presented to describe the process of internal soil erosion based on the mathematical–physical model. The finite element computation results, based on practical deep foundation pit engineering consisted of 8 layers of soil of Shanghai area, demonstrate that internal soil erosion will cause the increment of land subsidence and deformation and is related to the hydraulic gradient and the characters of the soils.     

贵阳某地铁车站岩溶发育特征及突水模式分析

岩溶可诱发基坑涌水、涌泥等灾害,给在富水岩溶区及断层破碎带区域施工的地铁工程带来诸多难题。因此,调查车站区域岩溶发育特征,分析突水模式,对车站基坑的设计和工程施工具有重要的指导作用。文章以贵阳某地铁车站深基坑岩溶涌水治理工程为背景,采用现场调查及理论分析相结合,借助三维地质模拟软件,对该地铁车站的岩溶发育特征和涌水条件进行系统分析,总结出基坑岩溶发育特征及涌水突水模式,建立了岩溶、断层破碎带与地铁车站空间关系的三维地质模型。对类似地铁车站岩溶水文地质勘察及涌水防治方案的设计和施工具有参考作用。      

线状和面状群井抽水导致场外地面沉降呈s-lnr线性关系

在单井抽水造成地面沉降符合s-lnr线性关系的基础上,应用积分的方法,对线状和面状群井抽水产生的地面沉降进行推导,得出群井抽水导致地面沉降的积分公式。对于场外远处,即距抽水中心距离远大于抽水区域长度或宽度的情况,对沉降积分公式进行简化,仍可得到场外地面沉降呈s-lnr线性关系的结果。选取第三方文献中的理论解、数值解和工程实例对以上研究成果进行拟合验证,相关系数分别为99.91%、98.67%、96.60%、99.63%、99.43%,所以线状和面状群井抽水导致场外地面沉降呈s-lnr线性关系的理论分析结果得到极好验证。     

地下水超采引起的地裂缝灾害的研究进展

近几十年来,国内外学者对地下水开采引起的地裂缝问题进行了大量的研究,取得了许多丰硕的科研成果。总体来说,在地裂缝的成因机制方面学界尚未形成一个统一的观点;在地裂缝数值模拟方面,由仅考虑土体一维垂向变形发展到同时考虑土体垂向和水平向变形、地下水流模型和土体变形模型由不耦合发展到流固耦合,对开采地下水条件下土体变形的本构关系由弹性发展到弹塑性、粘弹塑性,特别是在地裂缝形成的判别准则方面由过去的定性判别发展到半定量判别。由于地裂缝问题本身的复杂性,目前的研究还远不够成熟,仍有许多问题需要解决。     

Vertical movement of water in a High Plains Aquifer induced by a pumping well

Field observation and numerical simulations were carried out to evaluate the hydraulic relationship between the shallow and deep aquifer of a High Plains Aquifer system, in which shallow and deep aquifers are separated by an aquitard. Pumping from the lower aquifer resulted in a small drawdown in the upper aquifer and a larger drawdown in the aquitard; pumping from the shallow aquifer caused a small drawdown in the aquitard and the deep aquifer. Analysis of pumping test data gives the values of the hydraulic conductivity of the aquitard and the deep aquifer. Long-term observation of groundwater levels in the shallow and deep aquifers showed that a strong downward hydraulic gradient was maintained during an irrigation season. Numerical simulations were used to calculate the induced leakage of water from the shallow to the deep aquifer. Water budget analyses suggested that after pumping continues for a couple of days, the leakage from the overlying layers begins to supply the majority of the withdrawal from the deep aquifer. However, the induced leakage from the upper shallow aquifer can travel only a few meters into the aquitard, and it can not reach the lower aquifer during a 90 day pumping period. The major portion of the induced leakage occurred during the pumping period, but a small leakage can continue as a residual effect after the pumping period. The vertical hydraulic conductivity of the aquitard plays a major role in partitioning the ratio of the induced leakage for the pumping and after-pumping periods.     

基于自动化监测技术的地铁沉降数据一致性分析

沉降监测是地铁安全监护的重要内容,通常采用人工精密水准测量与自动化静力水准系统。随着城市轨道交通网的日益扩展,自动化监测技术的应用更趋普遍。因两种方式的监测点布设于不同的隧道结构位置上等原因,使沉降数据有时存在差异。结合工程实际,分析了人工和自动化监测数据不致的主要表现形式,并提出了相应的改进措施。     

天津滨海新区抽水引起地面沉降现场试验研究

在天津滨海新区中新生态城服务中心开展了承压含水层抽水引起地面沉降的现场试验,采用振弦式孔隙水压力传感器和一孔多标数据采集器实时监测孔隙水压力和分层标的变化,分析了土体的变形性质和分层沉降的规律。试验结果表明,黏土层变形明显滞后于承压含水层水位的变化,以塑性变形为主且存在蠕变现象,而砂层既存在弹性变形,也存在一定的塑性变形和蠕变性。短期抽取地下水会使抽水井附近承压含水层上覆土体出现上小下大的沉降规律,且最大沉降出现在有明显孔隙水压力变化的土层顶板位置。     

Experimental research on macroscopic and mesoscopic evolution mechanism of land subsidence induced by groundwater exploitation

Natural Hazards - Land subsidence induced by groundwater exploitation is a typically multi-scale and multi-field coupling process. The adjustment process and action mechanism of soil mesostructure...