深圳地铁浅埋暗挖法隧道洞外降水施工论文.docx

深圳地铁浅埋暗挖法隧道洞外降水施工论文关键词:浅埋暗挖隧道,富水地层,洞外降水0引言浅埋暗挖法作为目前地铁隧道施工的一种重要的工法,在地铁及其他市政隧道工程中有着广泛的应用,但在一些软弱地层富水地层,特别是在围岩遇水崩解软化地层中进行隧道开挖必须采取有效措施对地下水进行封堵或抽排,才能保证施工的安全以及周边环境的安全。深圳地铁5号线采用隧道外降水的工程实践,取得了良好的效果,为类似工程提供了有益的借鉴。1工程概况1.1设计概况深圳地铁5号线西大区间矿山法段隧道为西丽站至2,3号盾构吊出井之间范围,右线隧道长396.937m,左线隧道长420.957m。本区间沿留仙大道敷设,沿线建筑物密集,管线密布,对沉降控制要求较高。1.2工程地质隧道上方地质主要为冲洪积沉积的.粘性土、砂层和圆砾层,地表为人工填土层。隧道所穿越地层主要为全强风化花岗片麻岩和粉质粘土层,强度较低,遇水软化,自稳性很差。各地层的渗透系数参考值为:杂填土层K=10.0m/d;粘土层K=1.0m/d;砂层K=40.0m/d;残积土层2.5m/d;全风化层K=1.0m/d;强风化层K=3.0m/d;中风化层K=5.0m/d;微风化层K=0.1m/d。1.3水文地质本场地地下水按赋存条件主要分为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水。孔隙水主要赋存在第四系粘性土、砂层、圆砾层及残积层中,砂层、圆砾层中地下水略具承压性。基岩裂隙水主要赋存在花岗岩强~中风化层中,略具承压性。地下水位埋深2.3m~7.6m,水位高程5.46m~11.06m,水位变幅0.5m~2.0m。地下水总的径流方向为由北东向南西。地下水的排泄途径主要是蒸发和以径流方式流入河水。补给来源主要为大气降水、河水及地表水的渗透。地下水与河水互补,存在水力联系。2施工降水设计2.1降水井设置根据现场的场地条件和管线情况,降水井沿隧道两侧布置,考虑到小口径降水井具有布置灵活、施工方便、成井速度快的特点,将降水井设置为开孔直径200mm,井管直径150mm,纵向间距为6m,见图1。2.2降水计算以右线隧道一段(即泵房通道至3号盾构井段)为例进行计算。1)降水井深度。根据设计,降水井深度为隧道底部7.5m,h=23+7.5=30.5m。2)降水出水量计算。a.影响半径的计算:影响半径R=S/i,R=19/0.1=190m。b.出水量计算:按照深井(管井)降水计算,按无压完整井管井涌水量计算,系统总涌水量。比照深井基坑外降水(窄长式基坑)不考虑承压水计算方法进行计算:Q=πK(H2-hc2)/ln(R/A)。其中,Q为基坑出水量,m3/d;H为井深,取30.5m;hc为含水层厚度,取25.5m;R为基坑影响半径;A为基坑换算半径;计算得Q=1722m3/d。c.单井管井进水量:q=2πrl3K。计算得q设计=59.76m3/d。d.需要降水井数量:N设计=32。3降水井施工1)施放井位。降水井井位根据场区地下管线分布情况初步确定,然后人工挖探孔,确认无管线后方可安放钻机;当探孔内发现管线等障碍物后,降水井间距可作局部调整,一般小于2.0m,且降水井总量不得减少。2)降水井成孔。采用普通地质钻机成孔,钻头直径200mm。井身结构误差要求:井径误差±20mm;垂直度误差不大于1%;不小于设计井深。孔径d=200mm井管制作示意图见图3。3)清孔及下管。下管前注入清水置换全井孔内泥浆,砂石泵抽出沉渣并测定孔深。井管采用直径150mm的PVC管,加工时在管身上按间距20cm呈梅花形布置渗水孔(井底20m范围内的井管上布置),渗水孔径4cm~6cm,在包缠1层200目细目网后缓缓下放。井管要高出地面不小于200mm,并加临时保护措施。4)填滤料。井管下入后立即填入滤料。滤料应具有一定的磨圆度,滤料含泥量(包括含石粉)不大于3%,粒径2mm~4mm。填滤料时,滤料沿井管外四周均匀填入,宜保持连续。洗井后滤料下沉及时补充滤料,要求实际填料量不小于95%理论计算量。5)洗井。下管、填料完成后立即进行洗井,成井—洗井间隔时间不能超过8h;采用下泵试抽洗井,用潜水泵反复进行抽洗,直至水清砂净,上下含水层水串通。6)抽水。采用的潜水泵型号为QJ3-5219(功率1.5kW),泵管采用40mmPVC管,水泵安装位置在隧道仰拱下2m左右;地面安装水泵控制器和水表,根据井底水位变化情况自动控制水泵的停止或启动。为达到较好的降水效果,降水需提前隧道开挖掌子面60m或者提前掌子面开挖到达20d时间,在隧道开挖掌子面超过降水井位置60m后停止该口降水井的抽水工作。4降水引起沉降分析为了能够较为准确客观的分析降水引起的沉降,选取隧道开挖掌子面距离较远的降水井及相应位置的测点作为分析对象。将沉降分为两个阶段,即开挖掌子面到达前(掌子面距测点3倍洞径),单纯由降水所引起的