管井降水在富水砂层暗挖区间的应用

所属栏目:矿业论文 发布日期:2011-07-06 17:14 热度:

  摘要:地铁浅埋暗挖施工中,降水的成功与否决定了直接影响施工安全、进度、质量。本文介绍了沈阳地铁一号线保~铁区间采用管井降水的一些成功经验。上层潜水和下层承压水通过降水井抽出,少量残留水在洞内引出,保证了暗挖区间的无水作业。通过监测,砂层降水引起地面沉降量小和比较均匀,对建筑物和管线基本无影响。
  关键词:地下工程,富水砂层,管井降水
  1工程概况
  沈阳地铁一号线保工街站~铁西广场站区间长度1247.698米,为浅埋暗挖法施工。区间位于城市交通干线下,地面交通繁忙,地下各种管线纵横交错。(职称论文
  区间隧道主体结构位于中粗砂、砂砾层中,地下水位初见7.2m,结构拱顶埋深9.505~12.840m。
  区间所处地层为第四系全新统和更新统粘土层、砂类土及砂砾类组成。地层以砂砾层为主,局部含有粉质粘土。保~铁区间为两层地下水,粉质粘土为隔水层,层厚0.5~6.20m。上层地下水赋存于中、粗砂层及砾砂层中,属孔隙潜水含水层;初见水位7.20~9.87m,标高30.74~33.89m;稳定水位埋深为7.50~10.50m,标高30.20~33.89m。下层地下水属承压水,承压水头埋深为9.00m;赋存于中、粗砂层及砾砂层中,主要含水层厚度30.0~31.2m。在CK8+502.50以西地段粉质粘土层尖灭,而使上层潜水和下层承压水连通混合,形成水力联系。场地潜水含水层渗透系数90~110m/d,承压含水层渗透系数80m/d,水力坡度1.0%。单井单位涌水量676.51m3/d.m。地下水的补给来源主要为侧向径流和大气降水。
  2降水施工方案
  2.1降水方法
  根据室内试验与现场抽水试验,结合区域水文地质条件确定本工程场地潜水含水层渗透系数90~110m/d,承压含水层渗透系数80m/d。
  (1)区间正线的两条隧道中线的间距较近、隧道为直线且隧道在建设大路下方,降水采用双线双排管井降水方案,即在两条隧道的外侧(距隧道外侧≥5.3m)各布一排管井。
  (2)施工竖井先行施工,采取独立封闭布井降水,井距6.0m双排布置。
  (3)施工竖井采用钢筋滤水管井降水,区间隧道两侧采用无砂水泥管井降水。
  2.2降水设计参数
  根据降水方法,确定保~铁区间的降水设计主要技术参数(见表1)。
  表1保~铁区间降水设计主要技术参数表
1.jpg

  2.3降水设计说明
  (1)管径为:外径/壁厚。
  (2)施工竖井的降水井采用双排布井。
  (3)管井深度均以井底标高控制。
  (4)区间降水井所处含水层以粗颗粒的砾砂、中粗砂层为主,水量丰富,为保证单井涌水量、防止产生流沙现象,确保降水安全。在降水井过滤器缠60目尼龙网,管外填粒径3~7mm滤料。
  (5)开挖前根据结构施工安排,对相应的降水单元提前封闭降水。第五、六段、提前10天降水,第一、二、三、四段提前5天降水。区间隧道采取掘进面两端延长降水方法,开泵降水超前掘进面的长度≥50m。隧道二衬完成段,根据降水情况关泵停止降水。
  (6)第一、二、三、四段无承压水,第五、六段有承压水。
  2.4降水前的周围环境调研
  (1)查清工程地质及水文地质情况及地段的地质勘探资料。包括地层分布、透水层和透镜体情况,以及与水体的联系和水体水位变化情况,各层土的渗透系数,土体的孔隙比和压缩系数。
  (2)查清地下储水体。如废弃的防空洞、地道之类的分布情况。
  (3)查清周围建筑物以及地下各种管、线的分布和类型,根据其重要性及对差异沉降的承受能力,考虑是否要预先采取加固措施。
  2.5降水井施工
  根据场地地层条件,本区间降水井施工采用反循环回转施工。
  3降水监测方案
  3.1地下水监测方案
  (1)为实时掌握降水情况,便于维护降水期的管理,及时调整泵量保证降水效果。在管井施工时,间隔2~3眼井在井壁管上捆绑Ф50mm花管,观测地下水的实际降深状况
  (2)降水前观测地下水位初始数据作为维护降水期的背景资料。首次(洗井后抽水前)含砂量检测合格后,在抽水期间间隔时间不超过3个月定期进行含砂量检测,异常情况下应根据情况加密检测次数。
  (3)对单井排水量、排水口排水量以及排入的市政管线流量进行监测。
  3.2降水沉降监测方案
  根据场区周边高大和重要建筑及地下管线的调查结果,对降水影响范围内的高大建筑物和重要古建筑及地面管线布设沉降监测点,观测降水对地面的影响。
  本区间共监测建筑物11栋,布设建筑物观测点23个,理论计算最大沉降值为10.23mm,布设管线沉降点13个,理论计算最大沉降值为7.22mm。
  4施工降水效果
  经过现场实际降水检验,管井降水方法在保~铁区间取得了很好的降水效果,上层潜水和下层承压水通过降水井抽出,保证了暗挖区间施工对降水的要求。由于受粉质粘土隔水层影响,地层中存在少量的残留水,在区间开挖过程中在洞内预埋导水管,导水管管头缠尼龙网把水引出。
  5结束语
  暗挖区间隧道的问题首要是解决地下水的问题,通过沈阳地铁一号线的实践,在降水施工方面有以下经验与体会。
  经过沉降观测数据分析,沈阳地区的降水引起的地面沉降量是极其有限的,也是比较均匀的,降水对沿线高大建筑物及地下管线基本没有的影响。
  降水的区域效应:全线统一开展降排水工程,使地下水在地铁沿线形成一个狭长漏斗,保证整体降水的效果。
  降水的时间效应:超前采取降排水措施(降水应提前一个月),因为工程场地存在较厚的、饱水的砂砾质地层,其疏干需较长时间。要保证降水期间连续运转,尽量避免间歇和反复抽水。
  适当放缓降水漏斗线的坡度:在同样的降水深度前提下,降水漏斗线的坡度越平缓,影响范围越大,所产生的不均匀沉降就越小,因而降水影响区内的地下管线和建筑物受损伤的程度也越小。
  
  参考文献:

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