承壓水減壓降水技術(shù)

1、承壓水減壓降水技術(shù) 【 pick to 】 : hangzhou metro line 1 south wind shaft excavation depth is 29.271 m, has set up six support, in hangzhou are for one of the deepest pit, pit bottom round gravel layer confined aquifer is one of the important factors threaten the security of a foundation pit. Based on the engi

2、neering as a case analysis of confined water nonholonomic well plays an important part in the foundation pit dewatering engineering. 【 s 】: not complete well, aquifer thickness, pressure on water stress 1 工程概況 杭州地鐵 1 號線工程南起蕭山湘湖站， 向北至錢塘江邊的濱 江站，下穿錢塘江至江北岸的富春路站，經(jīng)城站火車站文化廣 場向東至火車東站， 經(jīng)七堡車輛基地、 在九堡客運中心分別向東、

3、北延伸為下沙線、 臨平線。 下沙線自九堡東經(jīng)下沙公共中心區(qū)至 下沙東部居住區(qū)； 臨平線向北經(jīng)喬司、 臨平城中心至城北工業(yè)區(qū)； 線路全長61.42km。共設(shè)37座車站，其中高架站 8座，地下站 29座。 杭州地鐵1號線H標濱江站富春路站區(qū)間擬建工程位于 濱江站至富春路站之間，橫穿錢塘江，區(qū)間全長2952.20m,為 地下雙線單圓盾構(gòu)隧道，隧道外徑6.2m;在南北兩岸各設(shè)置一 座中間風井，江中設(shè)置區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道兩座（一座兼泵房）；錢塘 江中段盾構(gòu)區(qū)間走向基本與錢塘江流向方向垂直， 長度約 1310m。 江南風井開挖深度及圍護深度見下表： 表 1-1 工程開挖深度及圍護深度 尺寸為基坑的外包尺寸， 附

4、屬結(jié)構(gòu)與盾構(gòu)區(qū)中間設(shè)有連續(xù) 墻。 江南岸自然地面標高為+6.75m，本文中所提及的深度非特 殊說明，均以此標高為準。 2 工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件 場地地下水主要為第四系松散巖類孔隙潛水、 孔隙承壓水以 及基巖裂隙水。根據(jù)地下水的含水介質(zhì)、賦存條件、水理性質(zhì)和 水力特征， 勘探深度內(nèi)可劃分為第四系松散巖類孔隙潛水和承壓 水以及基巖裂隙水。 1、潛水 擬建場地淺層地下水屬孔隙性潛水， 主要賦存于表層填土及 27層粉土、粉砂中，由大氣降水和地表水徑流補給，地 下水位受季節(jié)以及錢塘江地表水的影響較大。 勘探期間測得鉆孔 靜止水位埋深 4.957.60m，相應(yīng)高程0.412.02m。 2、孔隙承壓水 第

5、一孔隙承壓水 場區(qū)內(nèi)有兩層承壓水。 第一承壓含水層分布在3 粉砂層中， 含水層厚度小，風井范圍內(nèi)厚度不到 im水量小中等，由于 地下連續(xù)墻穿透了3 層，第一承壓水對江南中間風井底板穩(wěn)定 影響較小，勘察未對實際水頭進行測量。 第二孔隙承壓水： 錢塘江南岸承壓含水層主要分布于深部的 2 層圓礫層中， 水 量較豐富，隔水層為上部的淤泥質(zhì)土和粘土層（、 層）。承壓含水層頂板高程為-38.02-37.20m，隔水層頂板高 程為-15.25-16.00m ; 2007年3月至4月1日實測承壓水位埋 深在地表下6.257.45m，相應(yīng)高程為-1.53-2.73m。 3、基巖裂隙水 基巖裂隙水：賦存于強風化、

6、中風化基巖中，含水量主要受 構(gòu)造和節(jié)理裂隙控制。 由于場地基巖裂隙不發(fā)育， 故基巖裂隙水 水量一般較小。 3 管井降水的地下水滲流規(guī)律討論 承壓水是深基坑工程最直接最重要的安全隱患， 如何科學合 理的處理承壓水問題一直是深基坑工程的重要課題。 目前國內(nèi)承 壓水減壓技術(shù)主要是以地區(qū)經(jīng)驗為主，同時經(jīng)典的理論計算公 式，主要都是從供水的角度考慮， 總結(jié)的相關(guān)規(guī)律也都是以供水 為目的。因此，作為基坑工程建設(shè)的重要部分，承壓水減壓技術(shù) 就要求必須從工程的角度重新考慮有關(guān)地下水滲流的規(guī)律及特 征。 承壓水減壓的降水方案設(shè)計的基本原則應(yīng)該是“一大兩 小”，即“坑內(nèi)水位降深最大的同時抽水量最小， 坑外水位降深

7、 最小”。根據(jù)經(jīng)典理論的論述： “地下水流向非完整井的水流形式與完整井的水流形式有 所不同。以承壓井為例，地下水流向完整井的水流為平面徑向流， 流線是對稱井軸的徑向直線。 而流向非完整井的水流，由于受井 的不完整性影響，流線在井附近有很大彎曲，垂向分速度不可忽 略，因而向非完整的地下水流為三維流。 地下水流向非完整井得另一個特點是，在其它條件相同時， 非完整井的流量小于完整井的流量。 這是由于流線彎曲、阻力大 的緣故。” 根據(jù)以上的論述，基坑承壓水減壓方案設(shè)計，在滿足單井要 求的出水量的情況下，應(yīng)盡量采用非完整井。即采用 “淺井密 布，合理設(shè)置井結(jié)構(gòu)，合理布置井位”的承壓水減壓思路。 4 有限

8、含水層厚度中的非完整井 當含水層厚度有限時，不僅要考慮隔水頂板對水流的影響， 還要考慮隔水底板的影響。 Muskat 研究了有限厚含水層中井過 濾器與隔水頂板相接時穩(wěn)定流的水頭分布， 采用匯線無限次映像 得承壓水不完整井的流量為： 式中： K滲透系數(shù)，m/d; 井中水位降深， m； M含水層厚度，m R影響半徑，m； 抽水井半徑， m； ；A 為伽馬函數(shù)，可由下圖直接查出。（注：上式在的條件 下，誤差不超過 10） 圖 4-1 A 與的關(guān)系曲線 根據(jù)江南風井的現(xiàn)場抽水試驗獲得的水文地質(zhì)參數(shù)， 理論驗 算在同樣降深的情況下非完整井的單井流量關(guān)系曲線。 根據(jù)工程 詳勘報告及現(xiàn)場抽水試驗獲得的水文地

9、質(zhì)參數(shù)如下： 根據(jù)以上參數(shù)， 在井內(nèi)水位降深一定的情況下， 非完整井的 相應(yīng)出水量如下圖： 圖 4-2 承壓井的完整性與出水量之間的關(guān)系曲線 由上圖可以知道，隨著過濾器延長，同樣降深的情況下，單 井出水量也在明顯增大。從基坑降水的角度設(shè)置降水井結(jié)構(gòu)時， 在單井出水量能夠滿足基坑水位降深要求的情況下， 應(yīng)盡量使用 非完整井， 以減少總的抽水量， 在賦水性好的圓礫層中降低排水 壓力，提高環(huán)境保護的能力。 5 江南風井基坑降水效果 采用有限元計算基坑降水的總涌水量約為 9200m3/d, I/M = 0.25時，單井出水量約2400 m3/d，需要布置降水井4 口，同時 設(shè)置 1 口觀測備用井。降壓

10、井井位及井結(jié)構(gòu)圖如下： 圖 5-1 降壓井平面布置圖 圖 5-2 降壓井平面布置圖 坑內(nèi)群井降水試驗，采用逐個開啟降壓井的抽水運行方式， Y2抽水2個小時后增開Y3, 2小時后增開Y4,再過2小時后增 開Y1,逐步開啟坑內(nèi)Y1Y4觀測坑內(nèi)（YG1、坑外（G1）水 位降深變化情況。 表 5-1 坑內(nèi)抽水試驗工況表 圖5-3坑內(nèi)YG1水位埋深-時間變化曲線 根據(jù)坑內(nèi)群井降水試驗結(jié)果，江南風井采用非完整井降水， 取得了很好的降水效果。預測坑內(nèi)涌水量為9200m3/d，與實測 結(jié)果8192m3/d誤差為12%，證明的本工程圓礫層承壓水是可降 的。 6 結(jié)語 杭州臨江圓礫層中優(yōu)質(zhì)的減壓降水設(shè)計就是在水量與坑內(nèi) 水位降深之間找到一個很好的平衡點