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时间:2018-04-16
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1、武汉长江隧道江北竖井深基坑降水方案研究摘要:文章以武汉长江隧道江北竖收井深基坑降水工程为例,分析了其降水设计方法及施工工艺,在此基础上对深基坑坑内降水井的设计和施工提出了几点建议。关键词:武汉长江隧道;盾构井;深基坑;降水设计中图分类号:U231 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2009)11-0156-03 一、工程概况 武汉长江隧道工程位于武汉长江一桥、二桥之间,是一条沟通内环线以内汉口和武昌中心区的重要过江通道。隧道设计车速50km/h,双向车道,每车道宽3.75m,其主要施工方法为盾构法。隧道在盾构段的两端各设一处盾构工作井,其中江南竖井段位于武汉理工大学(三
2、层楼小区)足球厂内,目前已施工完毕;汉口盾构接收井位于鲁兹故居左侧,平和打包厂的右侧,里程为RK2+710.3~RK2+741.2,地面标高25.45m,开挖深度21.555m。基坑围护分段采用800mm地下连续墙+内支撑,墙深为35.5m。 二、工程地质及水文地质条件 (一)工程地质条件 依据勘察报告,场区地层分布情况如下: ①人工填土层:该层在两岸沿线普遍分布,层厚1.80~5.60m;②1黏土:光泽反应光滑,韧性高,呈饱和、可塑状,厚度1.90~6.50m;②2粉质黏土:软塑状,主要分布于长江一级阶地;②3粉土:主要以透镜体分布于②1、②2层之中,呈饱和、中密状态,厚度0.5
3、0~3.0m;②4粉质黏土:灰~褐灰色,夹有约10~20%粉土、粉砂薄层,具水平层理,软塑状,厚1.00~6.30m。②5淤泥质粉质黏土:灰~灰褐色,含1~2%有机质饱和、流塑状,厚度2.10m;②6粉土:灰~灰黄色,夹薄层粉质黏土及粉砂,韧性低,呈饱和、中密状态,为粉质黏土~粉细砂的过渡层,厚度0.50~1.30m;③1粉细砂:呈饱和、中密~密实状态,厚度1.90~22.30m;③2中粗砂:灰色,含有机质及云母,呈饱和、中密~密实状态,厚8.60~14.80m;④卵石:呈饱和、密实状态,厚度1.20~1.90m;⑤志留系(Sf)泥质粉砂岩夹砂岩、页岩。 (二)水文地质条件 场地地下水
4、按其赋存条件分为上层滞水和孔隙承压水两种类型,上层滞水主要赋存于填土层的孔隙之中,以大气降水、地表水及生产生活用水为主要补给来源,勘察期间测得上层滞水水位埋深变化在-0.55m~-2.8m;孔隙承压水主要赋存于粉细砂、中粗砂和卵石层之中,以上覆粉质黏土为相对隔水顶板,以志留系泥质砂岩岩层为其隔水底板,含水层厚度约38.0m,承压水与长江、汉江地表水具有一定的水力联系。根据非完整井抽水试验结果,承压含水层概化渗透系数为20.57m/d,影响半径169m。根据武汉临江场地资料,丰水期江水位高于承压水位,长江、汉江地表水系补给地下水,地表水由长江、汉江水系等流向孔隙承压含水层中;枯水期江水位低于
5、承压水位,承压水补给江水,地下水向江水排泄。 三、基坑降水方案 上部粉土夹层中的地下水因滞后效应难以疏干,采取地下连续墙侧向止水帷幕对其阻隔,对于该场地地下承压水治理则采用深井降水方法。 1.基坑涌水量的估算。按稳定流承压环形非完整井考虑,采用大井法对基坑最大涌水量进行概算。计算公式:Q=■式中:Q——基坑涌水量(m3/d);K——含水层渗透系数(综合取值18m/d);M——含水层厚度(取值30.0m);R——抽水影响半径(取值169m);S——基坑内承压水降深(取值20.90m,即承压水由初始值-1.60m降至-22.50m);r0——基坑折算半径(取值19.85m,盾构井基坑概化
6、面积为1234m2)。 将上述参数代入公式
7、计算可得:Q=31462m3/d=1311m3/h 2.降水井数量的确定。所需降水井的数量是根据基坑总涌水量与设计单井抽水量确定的。如果单井抽水量设计为50m3/h,则共需的井数为26口;如果单井抽水量设计为80m3/h,则共需的井数为16口。考虑到基坑面积较小,降水井点布置过多可能会对土方开挖及支撑施工造成影响,而且地下连续墙对侧向水流补给有一定阻渗作用,考虑采用50m3/h和80m3/h交错使用,总涌水量按衰减20%进行考虑,同时考虑20%的安全储备,则共需降水井21口。 以设计降深要求作为控制原则,采取在基坑内布置21口降水井、4口观
8、测井,经验算,井距在5~11米左右。井位的实际布置情况详见图1。 3.降水井技术要求。降水井采用冲击式清水钻进成孔,具体满足以下技术要求: (1)地面以下0~25m为实管,25~35m为滤水管。实管为壁厚3~4mm钢卷管,外径250mm,侧壁密封无孔隙,滤管为壁厚3~4mm钢卷管,外径250mm,侧壁钻孔,孔径16mm,孔距10cm,滤管外包缠12目钢丝网一层,60目尼龙网三层。 (2)井管与孔壁之间0~24m填黏
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