武汉长江隧道江北竖井深基坑降水方案研究

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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