城市富水砂卵石地层大断面 隧道浅埋暗挖工法研究

针对北京富水砂卵石地层大断面隧道地层稳定性差、工程周边环境复杂、对沉降控制要求高等诸多难题,在大断面隧道中采用CRD法、洞桩法进行施工,有效控制了工程结构、沿线及周围建筑物和地下管线的变形,确保了工程及周围环境的安全。     

富水砂卵石地层土压平衡盾构施工滞后沉降分析及预防控制措施

成都地铁富水砂卵石地层采用土压平衡盾构法施工时,存在着比较特殊的滞后沉降现象.结合成都地铁施工的实践经验,分析了富水砂卵石地层施工滞后沉降的产生机理,研究并总结了预防控制滞后沉降的措施,为国内类似工程滞后沉降的预防控制进行了初步的探索.     

Peck公式在砂卵石地层盾构隧道施工地表沉降预测中的应用研究

基于乌鲁木齐砂卵石地层地铁隧道现场监测数据,采用回归分析方法对典型断面地表沉降进行分析,得到适用于砂卵石地层的Peck公式,并进行了现场数据验证.研究成果表明得到的peck公式能够有效预测砂卵石地层盾构施工地表沉降,具有工程指导意义.     

砂卵石地层非稳定流回灌模型试验研究

为研究砂卵石地层回灌渗流场水头时空分布规律,依托济南轨道交通R1线地下车站基坑工程,研制了回灌模型试验系统,分别进行了潜水层和承压水层单井回灌模型试验,建立了适用于砂卵石地层的非稳定渗流单井回灌数学模型。试验结果表明,在承压水工况下,基于Theis非稳定流公式的计算数据和监测数据的水头变化趋势基本一致,皆为凸形曲线,但数值上存在明显的误差。在潜水工况下,Theis公式只能描述其饱和渗流阶段的变化趋势,并不适用非饱和渗流阶段。在定量回灌条件下,距离回灌井越近的地方越先达到饱和渗流。最后,回灌存在井损现象,井损水头占回灌水头的3.2%～52.5%左右。     

北京地区厚卵石潜水层现场回灌试验研究

深基坑工程中的地下水回灌根据应用目的分为环境控制型和水资源保护型两类,其中环境控制型已经进行了大量的试验和理论研究,而水资源保护型研究较少。本文以北京地铁丰益桥南至终点区间降水工程为背景开展回灌试验,日均回灌量达到94 627.1 m3,实现了抽水量的等量回灌,证明了在厚卵石潜水层中进行水资源保护型回灌的可行性。试验结果表明：单井设计回灌量应以现场试验为准,应用Dupuit理论计算的单井最大自然回灌量18 285 m3/d,远远大于现场试验值1 920 m3/d。抽灌流量相同的条件下,基坑水位降深7 m,回灌池水位抬升6 m,含水层的回灌能力高于抽水能力。回灌水体主要渗流至基坑区域,导致基坑靠近回灌池一侧的地下水位高于另一侧2.5~3.5 m,基坑涌水量较未开始回灌时增加了30.9%。得到的结论为相似地层条件下水资源保护型回灌的研究与应用提供参考。     

富水砂层大断面暗挖隧道施工地层演化

对于施工环境复杂的暗挖隧道工程,科学合理掌握施工地层演化过程是安全施工的前提.以北京地铁12号线光熙门站—西坝河站区间富水砂层大断面暗挖隧道工程为研究背景,借助FLAC3D有限差分软件,对工程设计施工方案进行模拟,得到了施工过程中地层孔隙水压力、地层沉降损失演化过程,并与现场监测数据进行对比验证,为工程施工规避风险源提供参考.结果 表明:施工掌子面孔隙水压力集中位置主要在暗挖隧道上方注浆形成的"注浆拱"拱顶以及断面未注浆范围;隧道施工过程中,沿施工掘进方向在施工掌子面前、后10 m到掌子面位置范围内,是发生涌水关键位置;地层沉降值经历了由沿中轴线对称分布到集中在中轴线位置处的变化过程,最后沉降值沿中轴线对称分布,导洞1施工掌子面处地表沉降值稳定在12 mm左右;初期支护拱顶沉降以及拱脚水平收敛均分别在45、30 d达到稳定;现场反馈的施工信息与模型计算地层演化过程相吻合,计算结果可为富水砂层大断面暗挖隧道施工方案的选择提供参考.     

Bayes判别模型在风化基岩富水性预测中的应用

风化基岩含水层是对矿井安全生产构成威胁的主要含水层之一,准确预测其富水性是煤矿水害防治的基础。针对风化基岩富水性预测问题,以张家峁井田为例,在总结风化基岩岩性特征、分布特征和富水性特征的基础上,以风化基岩厚度、风化程度、岩性组合指数、脆塑性岩厚度比和地形地貌作为判别指标,以研究区及其外围29组风化基岩抽水试验数据作为训练及检验样本,建立了风化基岩含水层富水性Bayes判别模型,可对无抽水试验资料区域的风化基岩富水性类型进行预测。研究表明,张家峁井田风化基岩整体富水性较弱,且空间分布不均。在井田中部和西北角局部区域为强富水性,中部大部分区域为中等富水性,东部及东北部区域几乎全为极弱富水性,其余部分为弱富水性。通过与矿井生产过程中井下涌水量观测数据对比,显示所建判别模型具有较高的准确率,表明运用此模型进行风化基岩富水性预测是可行的,为风化基岩含水层的富水性预测提供了一种新方法。     

基于随机介质理论的盾构穿越富水砂卵石地层扰动分析

在富水砂卵石地层进行隧道开挖会诱发地层损失、引起周围建筑变形失稳等问题,为了对富水砂卵石地层中隧道开挖引起的地层扰动进行分析,基于传统随机介质理论推导了地表竖向位移、水平位移、倾斜曲线、横向变形及曲率的计算公式,并以万家丽电力隧道为依托,计算得到了反映地层扰动的位移曲线.研究表明盾构开挖后隧道地表沉降量呈现单峰状态、水...     

含水层参数对同井回灌地下水源热泵的影响

模拟分析了含水层厚度、渗透系数比和不同含水层对同井回灌地下水源热泵地下水渗流和换热的影响．对于合理的水井设计，含水层厚度增大可以减小抽水、回灌压力，显著地提高抽水平均温度．抽、回水口的平均降深与渗透系数比的对数基本成线性关系．从热贯通的角度来说，渗透系数比是同井回灌地下水源热泵系统工程成败的关键．过小的渗透系数比显著加快系统的热贯通．渗透系数大小是抽水和回灌难易程度的决定因素．对于渗透性能不好的含水层，更应该关注抽水和回灌不能时含水层渗透系数产生影响。     

回灌水温对水源井抽水量的影响分析

水量充足稳定对于保证深井水源热泵系统正常运行极其重要.根据地下水动力学相关理论.建立了燕储井的地质概念模型,确定了井涌量的计算公式;从回灌水温对渗透系数和贮能井开采量产生影响的角度出发,比较了不同水温下的水源井抽水量随水位降深的变化以及水源井热影响半径随抽水量的变化,分析了回灌水温变化对抽水量的影响,其结论可为实际应用提供参考.     

提水试验技术在建筑勘测工程中的应用

地下水的富水性乖透水性对高层建筑地下室基坑的开挖施工和支护设计方案影响极大。对查明地下水的富水性和透水性的精度要求不高时,提水试验可在岩土工程勘察的同时,利用工程钻机在工程钻探孔中进行操作的一种简易抽水试验。阐述提水试验技术在建筑勘测工程中的应用。     

富水砂卵石地层大直径盾构刀具的磨损与适应性

以北京地下直径线盾构隧道试验段工程为依托,基于现场实测数据,系统分析了富水砂卵石地层大,直径盾构施工刀具的磨损规律及磨损原因,并对不同类型盾构刀具在该地层条件下的适应性进行了研究.结果表明:地层中卵石和砂的含量变化明显且存在强度很高的胶结物是刀具产生严重磨损的主要原因;单刃滚刀除有一小部分偏磨损坏外,其余均未出现严重磨损,更换较少,对该地层具有较好的适应性;重型撕裂刀在短距离掘进后即发生刀头脱落的情况,对该地层的适应性差;正常掘进过程中,外周边滚刀掘进距离约为120 m,刀盘中间部分的滚刀掘进距离约为230 m,可据此数据确定合理的刀具检查及更换距离.盾构隧道试验段研究成果可为本工程后续施工起到重要的指导作用.     

富水砂卵石地层大直径盾构刀具的磨损与适应性

以北京地下直径线盾构隧道试验段工程为依托,基于现场实测数据,系统分析了富水砂卵石地层大,直径盾构施工刀具的磨损规律及磨损原因,并对不同类型盾构刀具在该地层条件下的适应性进行了研究.结果表明:地层中卵石和砂的含量变化明显且存在强度很高的胶结物是刀具产生严重磨损的主要原因;单刃滚刀除有一小部分偏磨损坏外,其余均未出现严重磨损,更换较少,对该地层具有较好的适应性;重型撕裂刀在短距离掘进后即发生刀头脱落的情况,对该地层的适应性差;正常掘进过程中,外周边滚刀掘进距离约为120 m,刀盘中间部分的滚刀掘进距离约为230 m,可据此数据确定合理的刀具检查及更换距离.盾构隧道试验段研究成果可为本工程后续施工起到重要的指导作用.     

回灌开启时间对地层沉降与应力应变的影响

在天津、上海等沿海地区基坑工程中,由于地下水位较高且含水层分布广泛,当基坑抗突涌稳定安全系数不足时,需对承压含水层减压抽水.根据有效应力原则,减压抽水可导致有效应力上升,加剧基坑外沉降.在基坑施工期间,可使用回灌作为有效的沉降控制措施来保护基坑周围的重要建筑物.工程实践表明,在长时间减压抽水后回灌,仅能保证沉降不再发展,很难使沉降完全恢复.针对此问题,采用三维流固耦合有限元模型,对比分析减压井和回灌井在先灌后抽、同灌同抽、先抽后灌3种方案下土体应力应变特征.研究表明,回灌井与减压井开启顺序对地表沉降影响显著,先抽后灌造成地表沉降最大,沉降值与回灌前抽水时间呈正相关.造成沉降差异的主要原因是上覆弱透水层在不同方案下应力路径不同,从而导致塑性压缩变形不同.在先抽后灌方案中,上覆弱透水层有效应力先升后降,受前期固结压力与回弹模量影响,上覆弱透水层可产生较高的压缩变形.因此,在实际工程中应尽量保证同抽同灌.同时,当抽水量恒定时,相邻弱透水层渗透系数也会改变土体竖向变形分布,下卧弱透水层渗透性越强,地表沉降越小,而上覆弱透水层的渗透性对地表沉降影响较小.     

砂卵石富水地层浅埋暗挖隧道施工技术

结合工程实例,从辅助施工技术的选用、开挖方式、超前支护形式、带水作业施工等方面介绍了暗挖隧道在砂卵石富水地层中施工时应采取的综合技术措施。     

基坑开挖对周边建筑物影响的实测研究

为了研究在砂性富水地层条件下进行基坑开挖对邻近建筑物的影响,以杭州地铁5号线江城路站基坑开挖工程为例,采用现场实测的方法进行分析。结果表明:基坑开挖对邻近建筑物的影响主要是在房屋基础以上的的范围内,超过建筑物基础深度时,继续开挖对邻近建筑物的影响不再有明显变化。基坑围护结构的存在,在一定程度上会对建筑物的沉降控制有利。研究成果可为城市建筑密集区深基坑工程和其他类似的地铁车站施工、隧道穿越等工程提供一定的参考。     

浅谈复杂地质条件下地铁隧道工法选择——以厦门华火区间为例

地铁区间隧道施工工法主要有盾构法、矿山法及明挖法等,根据地铁区间所处地层条件选择合适的施工工法对节省造价、缩短工期具有显著影响。厦门地铁3号线华荣路站～火炬园站区间所处地层涵盖有全断面软土地层、上软下硬地层以及全断面硬岩地层,地层条件非常复杂,且由于外部条件的变化,导致区间施工工法几经变更,使用的工法包括盾构法、矿山法、盾构空推法。该工程对以后类似工程的设计具有一定的参考意义。     

上海市基础工程集团有限公司第三工程公司——卵石及土岩复合的富水地层中深基坑施工关键技术

正该施工技术成果表明上海施工技术走向全国,极大地提升了上海施工企业在全国的影响力和竞争力。由于地质条件及技术发展差异,在富水的砂卵石、岩层深基坑实例甚少,上海市基础工程集团有限公司第三工程公司的项目针对卵石、红砂岩、临海土岩结合和软硬岩结合且富含地下水等复杂地质条件,形成了一套卵石及土岩复合的富水地层中的地下连续墙施工技术,并确保了该地层中     

基于改进AHP法和CRITIC法耦合赋权的松散承压含水层富水性评价

文章通过分析华北型煤田——淮北煤田60个第四系松散承压含水层有效抽水试验钻孔数据，选择隔水系数R、水头系数G、含水层厚度S、最厚砂层厚度M、级配系数D、砂泥互层系数P共6个影响因素作为评价指标，基于博弈论将层次分析(Analytic Hierarchy Process, AHP)法和基于指标相关性的指标权重确定(CRiteria Importance Through Intercriteria Correlation, CRITIC)法进行耦合，建立多因素复合的松散承压含水层富水性评价模型，避免AHP法与CRITIC法单独赋权时偏主观或偏客观问题；采用11个抽水试验钻孔数据对该耦合赋权模型进行验证，该模型评价结果的正确率高达90.91%,所选评价指标均可通过普通地质勘探孔数据得到，无需过多开展现场抽水试验与物探工作；将该模型应用于受采动影响的具体工程实例，评价松散承压含水层富水性的时空动态变化，结果较为精准。     

地下水源热泵铁锰化学堵塞试验

目的针对在铁锰含量较高地区的水源热泵工程回灌堵塞问题,模拟冬夏季间歇性回灌,分析铁锰化学堵塞影响原因.方法以沈阳理工大学地下水源热泵工程为主要研究对象,通过室内渗流砂柱模拟冬夏季间歇性回灌,在保证渗流砂柱温度为11℃时,用相同回灌水以5℃、24℃两种温度进行回灌,分析水通量、相对渗透系数、渗透系数、孔隙度等变化规律.结果分析表明,冬季回灌水堵塞程度严重,夏季堵塞程度不明显,靠近进水口处的堵塞现象较为明显,说明季节性温度与在渗流途径上溶解氧含量对水源热泵化学堵塞影响较大.结论夏季回灌堵塞程度较冬季回灌发生堵塞程度小,发生时间较晚.锰基本不参与水源热泵的化学堵塞,Fe2+为化学堵塞的主要因素.