长春地铁某车站降水对地表沉降影响分析研究

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1、长春地铁某车站降水对地表沉降影响分析研究第1章绪论1.1选题背景及研究意义吉林省政治、经济、交通、文化和国际交往的中心长春，地处东北亚几何中心，松辽平原腹地，为全国15个副省级城市之一，因汽车城和电影王国而享誉中外。长春，有着良好的绿化投资环境，丰富的旅游文化资源以及深厚的城市文化内涵，先后被评为中国四大园林城市、国家卫生城市、首批中国优秀旅游城市、2007年最有人情味城市和2008/2010/2014三届中国最具幸福感城市，被誉为北国春城。随着这一系列的经济及商业快速发展，长春城市化建设不断推进，人口不断增加，城市框架不断拉大，长春市区交通拥堵状况令人十分担忧；随着长春国际化大都市进程的

2、推进，城市道路交通压力增大，为了缓解交通压力，城市轨道交通（地铁）将成为长春未来主要出行方式；长春地铁于2012年8月开始施工，长春地铁2号线按照计划，将在2018年5月份正式通车试运营，线路西起西湖站，东至东方广场站，总长24.6公里，其中本论文研究的地铁降水对地表沉降影响的春城大街站在此之列。长春市城市快速轨道交通线网有7条呈放射性的线路组成，其中2条轻轨线路分别为3号线、4号线已经投入运营，长春市7条地铁线路详见图1-1。地铁工程总体来讲，施工周期长、暗挖施工为主、工程项目场地一般位于城市繁华地段，周边和地下环境复杂，有建筑物以及密集的地下管线构筑物。地铁修建的施工现场往往存在于地表

3、下几米甚至几十米的深度处，在此种深度的土层内一般都会或多或少的存在含水层，为了施工拥有一个干燥的工作环境，土层固结得到强化，土层强度得到增加，边坡稳定性得到提高，地下水渗透压力得到减小，防止地基发生液化、管涌和地基土的隆起，就必须采取措施促使地下水水位降低。地铁降水工程通俗来讲，就是通过工程降水设计与降水施工，将车站基坑积水排除以及降低地下含水层，包括潜水和承压水的水位，满足建设工程的水位降深和时间要求，并对工程环境做出无危害性影响[1]。全国范围来讲，每个地区的工程地质条件和水文地质条件不尽相同，所以地铁降水也具有地域性的特点。而地下水水位下降会导致地表的沉降，对地面上已有的建筑物也构成

4、一个潜在的危险源。因此，在降水施工之前应对地表沉降做一个早期的预测，以便施工单位选取合适的降水方案，使在土体失水后的地表沉降量达到最小值，同时位于地表上的建筑物安全性，也必须确保万无一失。.........1.2国内外研究现状与存在的问题当前，随着高层建筑的不断增加和地下轨道交通的发展，降水技术取得了很大的进步，地铁降水也呈现出多样化的特点。地铁降水方法可分为两类：集水明排和井点降水[5-8]。地铁降水方法和使用条件见表1-1。其中在地铁降水工程中采用最多的降水方法是管井井点降水方法。它具有以下特点：（1）适用于不同的含水层：根据成功的地铁降水实例来看，无论是细颗粒的粉土、粉细砂地层还是粗

5、颗粒的漂石地层、卵砾石，管井降水都可以被运用。（2）适用不同的降水深度：管井降水方法，从理论上讲管井的降水深度没有限制，除了受施工机械和水泵提升能力的局限。（3）施工工艺成熟：降水管井方法的施工设备及施工工艺都已成形。（4）降水工程成本较低：管井的降水成本相对较低，与其他降水方法（比如辐射井点、真空井点）相比较。（5）降水易维护：在地铁降水工程工作期间，管井一些必要操作，比如二次处理、换泵、水位监测等工作操作简单，工人易掌握这些操作。当然，管井降水也有局限性，它会受到地面条件、地下障碍以及空中障碍的限制。总而言之，管井降水常常作为地铁降水工程的首选方案。...........第2章降水对地

6、表沉降影响因素理论分析地铁工程降水理论包括两部分：一部分是基坑渗流的理论；另一部分是降水导致地表沉降的理论。2.1基坑渗流理论降水井位置也对基坑渗流产生影响，具体有以下几个方面。（1）有隔水帷幕的基坑内降水，基坑内的水位降深，会随着降水井的深度加深而快速减小，当降水井深度与隔水帷幕深度相等时，坑内水位降深，会随降水井深度加深而逐渐减小。（2）无隔水帷幕的基坑降水，坑内水位降深，会随着降水井的深度加深而缓慢减小。综上所述，有隔水帷幕的基坑内降水，由于帷幕的存在，坑内水位降深最大，降水效果最好，相反无隔水帷幕的情况下，坑内水位降深值最小，降水效果也一般。同时，降水井的滤管长度也对基坑渗流产生影

7、响：无论是单位滤管长度坑内出水量，还是单位滤管长度坑外水位降深，均随滤管长度增加而迅速减小，当滤管长度增加接近或超过隔水帷幕深度时，单位出水量和单位降深的增加就变得缓慢减小。含水层的渗透系数对基坑渗流的影响：一般没有隔水帷幕的基坑，在同等抽水条件下，含水层渗透系数大坑内水位降深小；反之，渗透系数小坑内水位降深大；对于有隔水帷幕的基坑，坑内水位降深随垂向渗透系数增加而迅速减少，坑外水位降深变化相反，随垂向渗透系数增大而缓慢