下穿铁路地道基坑降水分析

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1、2012年7月第7期城市道桥与防洪桥梁结构171下穿铁路地道基坑降水分析刘国慧(天津市公路工程设计研究院，天津300170)摘要：该文以下穿某铁路的地道工程为例，运用基坑降水引起铁路路基沉降的计算模型，根据不同降水方案对地面的沉降量进行计算、分析，阐述了降水相关技术要求，预防铁路路基不均匀沉降的措施，从而提高设计的经济效益和社会效益。关键词：地道；降水分析；路基沉降中图分类号：U445．49文献标识码：A文章编号：1009—7716(2012)07—0171—03o瞻蓑随着城市建设的飞速发展，在公路、城市道路承压含水层降水影响半径：和铁路等工程领域相继涌现出了大量的下穿式立R=10S、

2、／体交叉工程。由于高等级道路线形及纵断面设计式中符号同前。等方面的制约，基坑工程逐渐向大而深的趋势发1．2基坑降水水位的计算模型展。深基坑的降水问题也越来越受重视。降低基坑基坑工程的降水过程，是地下水运动由非稳定内的地下水位，将引发基坑周围土体内地下水位状态发展到稳定状态的过程。其引起的降落曲线变化和应力场的改变，从而引起基坑周围土体的方程，可通过解析法或数值法加以分析。现有的基变形，造成基坑周边建筑物的沉降，若处理不当将坑降水设计实际做法基本也是解析模型。其模型对周围环境产生不利影响，甚至出现工程事故，如一般是应用地下水动力学中的稳定流完整井干扰建筑物的沉降和开裂、基坑周围地下水管及

3、煤气群公式：管爆裂等。为了避免或降低由于降低基坑内的地下水位s=H-~-Q__flgRo-~-(1gr一rn)】可能对周围环境造成的不良影响，保证基坑降水式中：．卜计算点处水位降深；工程的安全进行，需要根据工程现场具体的水文H-．一降水前初始含水层厚度；情况，采用合适的计算模型进行模拟计算和分析，K——渗透系数；对由于基坑降水而引起周围地面的沉降量进行计尺广一基坑等效半径与降水影响半径之和；算，以确保基坑周边建筑物的沉降不会超过建筑n——抽水井数；物的允许沉降量。对计算点有影响的各井流量总和。承压完整井稳定流：1基坑降水相关分析模型s=[1gRo--~(ig,一叫1．1降水影响半径的计

4、算模型从抽水井起至实际上已观察不到水位降深的式中：承压含水层厚度；总的水平距离为基坑降水的降水影响半径。在实其它符号同前。际工程中降水井影响半径宜通过抽水试验确定或1．3计算点处因降水而附加的总沉降量计算模型采用《建筑基坑支护技术规程》中给定的经验(库萨天然饱和土体具有固、液两相特征，土颗粒本金公式)进行计算。身的压缩变形很小，通常忽略不计。由固结机理可潜含水层降水影响半径：知，土体的固结变形主要是孔隙水的渗出，孔隙水压力逐渐消散，有效应力逐渐增加，因而其压缩变R=2S、面形将逐步增加。因此，降水曲线计算点上部因降水式中：R——降水影响半径；而增加的竖向附加应力：收稿日期：2012—0

5、4—23盯1=。H1作者简介：刘国慧(1976)，男，天津人，高级工程师，总工程式中：H——计算点处的水位下降值；师，从事道桥工程设计研究工作。172桥梁结构城市道桥与防洪2012年7月第7期——水的密度，近似取=10kN／m。。基坑的降水引起土体中水的流动，由渗流理论可知，土中水的流动会给土体施加一个动水压力即渗透力D=if其中为水的密度，j为水力坡降)，使土体应力增加，其压缩变形也随之增加。因此，降水计算曲线下部因水的渗流而增加的平均竖向附加应力：，／2=1，iHl图1地道桥平面布置示意图(单位：m)式中：i——曲线下部的平均水力坡降，i=旦n

6、，也2．2地质水文概况OL在深度25

7、rn范围内，地基土为第四系人工填可以从流网图得出i的值。土层(Qm1)、全新统陆相冲积层和海相冲击层(Q4)、计算点处因降水而附加的总沉降量：上更新统陆相冲积层及海相冲积层(Q3)。上部土层13"1·／41．2·一E为素填土，其中下部土层为淤泥质粘土和粉质粘式中：E。——计算点水位下降值范围的土的平均土层。压缩模量；该场地浅层地下水主要属第四系孔隙性潜——计算点到含水层底板范围内土的平水，局部有少量上层滞水，含水层组位于埋深1．5均压缩模量；1／1～19．8rn段。潜水主要受大气降水及地表水体侧H2——计算点到含水层底板的距离。渗补给，以蒸发和向地势低洼处排泄方式为主，潜以上计算模型为

8、传统模型，运用该模型解决水水位的动态变化受大气降水季节分配的影响较具体问题时，其中计算点处的水位下降值H的计明显，一般年变幅0．5m1．0m左右。勘察期间实算对地面沉降量的影响较大，应根据不同的水文测地下水位埋深1．5m～3．2m，水位表高为一0．4情况选用不同公式进行计算。m-0．57rn2项目概况3降水设计方案比选2．1工程概况3．1四种降水工况本文以津榆公路下穿津山铁路地道工程为分工况一：桥体两侧无u型槽，引道运营期问降析模型，地道中线与