上海承壓水風險控制及對策44+t

上海承壓水風險控制及對策主講人：顧國榮國家級勘察設(shè)計大師2019年5月21日引言2003年7月1日凌晨隧道結(jié)構(gòu)破壞，地面建筑物傾斜、部分倒塌，防汛墻部分坍塌，經(jīng)濟損失數(shù)億元，工期延誤4年……上海軌道交通四號線董家渡旁通道事故事發(fā)地點引言2011年11月22日1-1區(qū)基坑發(fā)生⑦層承壓水突涌，最終搶險無效，采用回灌控制。世紀大道2-4地塊基坑突涌深基坑承壓水風險巨大，事故后果嚴重！深刻認識承壓水特征，對癥下藥控制風險！目錄CONTENTS上海地區(qū)承壓水特征01承壓水控制案例分析02承壓水風險控制對策03結(jié)語04

PARTONE上海地區(qū)承壓水特征⑤2

⑦⑦⑧⑨⑤2

⑥⑥⑤2

上海市區(qū)南北向地層剖面示意圖北南一、上海地區(qū)承壓水特征人民廣場后灘虹口足球場殷高西路江楊北路東方體育中心上海地區(qū)承壓含水層——第⑤2層層頂埋深小于20米層頂埋深大于20米層頂埋深大于20米層頂埋深小于20米分布：古河道區(qū)或古河道區(qū)與正常區(qū)的交界地帶，市中心及北部地區(qū)呈零星狀分布。埋深：閔行梅隴地區(qū)約14m～18m，市中心及北部地區(qū)20m～25m。厚度：一般4m～10m，局部地區(qū)（漕河涇、世博、前灘）厚度可達15m以上。缺失缺失一、上海地區(qū)承壓水特征層頂埋深小于25米層頂埋深大于45米缺失區(qū)層頂埋深25～35米層頂埋深25～35米層頂埋深25～35米層頂埋深35～45米上海地區(qū)承壓含水層——第⑦層一、上海地區(qū)承壓水特征⑦1-1⑦1-2⑦2砂質(zhì)粉土Ps=8-15MPa粉細砂Ps>15MPa粘質(zhì)粉土夾砂Ps=5-8MPa分布：市區(qū)廣泛分布，北部零星缺失埋深：正常分布30m～35m，西北部20m～25m，中北部35m～45m，南部45m～55m厚度：變化大，一般為20~30m，市區(qū)西北部厚度較薄，為5~10m，總體自西北往東南厚度逐漸加大。層頂埋深小于60米層頂埋深大于70米層頂埋深60～70米層頂埋深大于70米層頂埋深60～70米層頂埋深小于60米層頂埋深大于70米上海地區(qū)承壓含水層——第⑨層一、上海地區(qū)承壓水特征分布：廣泛且穩(wěn)定埋深：總體呈現(xiàn)浦西淺浦東深的特點。浦西一般60～70m，浦東一般70～80m厚度：一般為20～30m。在陸家嘴-提籃橋-老西門一線超過50m⑨1粉細砂夾粘性土Ps=10-20MPa⑨2含礫中粗砂Ps>20MPa分區(qū)土層組合特征正常地層區(qū)域【有⑥層】I有⑧層②～⑨層普遍存在；⑦層層頂埋深約20-30mII⑤1層厚度薄，局部缺失；⑦層頂板埋深淺，約20mIII無⑧層⑦層層頂埋深約30m；⑦、⑨層相連古河道區(qū)域【⑥層缺失】IV有⑧層無⑤2層⑤3夾少量粉砂透鏡體；⑦2層頂板埋深約40mV有⑤2層⑤2層頂板埋深約22m；⑤3層夾少量粉砂透鏡體；局部⑤2層與⑦層相連VI無⑧層無⑤2層⑦層埋深約40m；⑦、⑨層相連。Ⅶ有⑤2層⑤2層埋深約20m；⑦層埋深變化較大，40-50m；局部⑤2層與⑦層相連；⑦、⑨相連，局部承壓含水層總厚度達130m水文文地地質(zhì)質(zhì)分分區(qū)區(qū)一、、上上海海地地區(qū)區(qū)承承壓壓水水特特征征IⅡⅢⅤⅣⅥⅦ30m70m>90m⑦1⑦2⑦3⑨1Ⅲ區(qū)風險：有⑥;⑦/⑨相連⑥分布布于于陸陸家家嘴嘴、、蓮蓮花花路路、、世世紀紀公公園園、、金金橋橋等等地地區(qū)區(qū)一、、上上海海地地區(qū)區(qū)承承壓壓水水特特征征40m70m⑦2-2⑨Ⅵ區(qū)風險：缺⑥;⑦/⑨相連分布于徐家匯、新天地等地區(qū)一、、上上海海地地區(qū)區(qū)承承壓壓水水特特征征一、、上上海海地地區(qū)區(qū)承承壓壓水水特特征征分布于前灘、世博園、龍耀路、三林等地區(qū)⑤2-3⑤3-2⑦⑨32m44m57m63m>75mⅦ區(qū)風風險險：：缺⑥⑥;有⑤⑤2/⑦⑦/⑨⑨相連連一、、上上海海地地區(qū)區(qū)承承壓壓水水特特征征

上海承壓水的分布是有規(guī)律的，如果能夠科學認知，風險總體可控不同地層組合的承壓水風險不同，⑤2/⑦/⑨相連地層組合（Ⅶ區(qū)）風險最大以開挖30m基坑為例，承壓水風險：前灘>陸家嘴>五角場>徐匯；⑥層對于控制承壓水突涌和環(huán)境影響作用巨大，隨著開挖加深，挖除⑥層后風險大增，必須采取針對性的設(shè)計施工措施。PARTTWO承壓壓水水控控制制案案例例分分析析1、環(huán)環(huán)球球金融融中中心心承承壓壓水水控控制制成功案例首次次在在城城市市敏敏感感區(qū)區(qū)域域探探索索““坑坑外外減減壓壓降降水水““，，深深坑坑開開挖挖時時啟啟動動外外圍圍降降水水井井作作為為抽抽水水井井，，通通過過地地墻墻外外側(cè)側(cè)降降水水井井形形成成降降水水漏漏斗斗，，將將坑坑內(nèi)內(nèi)水水位位降降至至設(shè)設(shè)計計標標高高，，以以““按按需需降降水水””原原則則，，最最大大限限度度地地減減少少對對環(huán)環(huán)境境的的影影響響二、、承承壓壓水水控控制制案案例例分分析析成功案例減壓壓降降水水正正式式運運行行自自2004年6月至至2005年3月16日止止，，歷歷時時約約9個月月,地面面最最大大沉沉降降約約1cm二、、承承壓壓水水控控制制案案例例分分析析1、環(huán)環(huán)球球金融融中中心心承承壓壓水水控控制制2、上上海海軌道道交交通通4號線線修修復復工工程程成功案例修復復工工程程包包括括東東、、中中、、西西三三個個超超深深明明挖挖基基坑坑，，采采用用基基坑坑內(nèi)內(nèi)側(cè)側(cè)深深井井點點減減壓壓降降水水的的形形式式，，深深層層承承壓壓含含水水層層組組厚厚度度大大(第一一、、二二、、三三承承壓壓含含水水層層連連通通，，含含水水層層組組總總厚厚度度達達116.00m)二、、承承壓壓水水控控制制案案例例分分析析40口抽抽水水井井時時疏疏干干層層水水位位等等值值線線圖圖抽水水井井優(yōu)優(yōu)化化分分布布圖圖2、上上海海軌道道交交通通4號線線修修復復工工程程二、、承承壓壓水水控控制制案案例例分分析析中山山南南路路累累計計最最大大沉沉降降：：12.11mm董家家渡渡路路累累計計最最大大沉沉降降：：10.25mm稅務務大大樓樓累累計計最最大大沉沉降降：：34.19mm成功案例3、濟濟南南地鐵鐵R1線王王府府莊莊站站、、玉玉符符河河站站~王府府莊莊站站區(qū)區(qū)間間明明挖挖段段基基坑坑地地下下水水回回灌灌二、、承承壓壓水水控控制制案案例例分分析析成功案例日出水量達20000m3，抽出地下水實現(xiàn)100%回灌3、濟濟南南地鐵鐵R1線王王府府莊莊站站、、玉玉符符河河站站~王府府莊莊站站區(qū)區(qū)間間明明挖挖段段基基坑坑地地下下水水回回灌灌單井井最最大大回回灌灌量量達達90噸/小時時單套套回回灌灌水水處處理理裝裝置置，，水水處處理理能能力力達達到到500m3/h砂卵卵石石地地層層采采用用反反循循環(huán)環(huán)設(shè)設(shè)備備成成井井二、、承承壓壓水水控控制制案案例例分分析析成功案例二、、承承壓壓水水控控制制案案例例分分析析2018年2月7日，盾盾構(gòu)構(gòu)區(qū)間間右線線盾盾尾尾漏漏水水漏漏砂砂，引引發(fā)發(fā)隧隧道道及及路路面面坍坍塌塌，，造成成11人死死亡亡、、1人失失蹤蹤、、8人受傷傷。原原因因：：1、盾盾構(gòu)構(gòu)處處于于深深厚厚富富水水粉粉砂砂層層且且臨臨近近強強透透水水的的中中粗粗砂砂層層，，地地下下水水具具有有承承壓壓性性，，易易生生產(chǎn)產(chǎn)透透水水涌涌砂砂涌涌泥泥；；2、盾盾尾尾密密封封裝裝置置在在使使用用過過程程中中密密封封性性能能下下降降，，被被外外部部承承壓壓水水擊擊穿穿，，產(chǎn)產(chǎn)生生透透水水涌涌砂砂通通道道。。事故故案案例例1、廣廣州州某某軌軌交2號線線隧隧道道坍坍塌塌70m80m二、、承承壓壓水水控控制制案案例例分分析析事故故案案例例2、福福州州地地鐵鐵某某車車站站井井壁壁冒冒水水引引起起基基坑坑突突涌涌2015年11月4日，減減壓井井井管管周周邊邊出出現(xiàn)現(xiàn)冒冒水水現(xiàn)現(xiàn)象象，冒冒水水涌涌砂砂量量達達到到每每小小時時幾幾十十方方，，連連夜夜對對該該處處進進行行混混凝凝土土反反壓壓（（約約260方））和和土土方方的的回回填填，，并并引引用用基基坑坑周周邊邊的的河河水水往往坑坑內(nèi)內(nèi)大大量量灌灌水水。。二、、承承壓壓水水控控制制案案例例分分析析事故故案案例例2、福福州州地地鐵鐵某某車車站站井井壁壁冒冒水水引引起起基基坑坑突突涌涌冒水水涌涌砂砂范范圍圍3、上上海海閘閘北北區(qū)區(qū)某某深深基基坑坑地地墻墻側(cè)側(cè)向向滲滲漏漏基坑坑開開挖挖深深度度達達18m，發(fā)發(fā)生生地墻墻側(cè)側(cè)向向滲滲漏漏，引引起起周周邊邊地表表下下沉沉達達1m，后后經(jīng)坑坑內(nèi)內(nèi)堆堆載載并并結(jié)結(jié)合合及及外外注注漿漿方方式式進進行行搶搶險險堵堵漏漏。。二、、承承壓壓水水控控制制案案例例分分析析事故故案案例例PARTTHREE承壓壓水水風風險險控控制制對對策策三、、承承壓壓水水風風險險控控制制對對策策水頭高度滲透系數(shù)涌水量承壓水層連通性承壓含水層潛水層加強強水文文勘勘察察。查查明明各各土土層層的的承承壓壓性性，，弄弄清清各各承承壓壓含含水水層層的的滲透透系系數(shù)數(shù)、、涌涌水水量量、、影影響響半半徑徑等水水文文地地質(zhì)質(zhì)參參數(shù)數(shù)，，作作為為降降水水設(shè)設(shè)計計和和實實施施降降壓壓設(shè)設(shè)井井的的依依據(jù)據(jù)。。探明明地下下水水位位的的變變化化。。承壓壓水水水水位位總總體體穩(wěn)穩(wěn)定定，，但但是是受受季節(jié)節(jié)及及區(qū)區(qū)域域工工程程降降水水等影影響響存存在在一一定定變變化化，，后后續(xù)續(xù)降降水水設(shè)設(shè)計計及及開開挖挖應應根根據(jù)據(jù)水水位位變變化化動動態(tài)態(tài)調(diào)調(diào)整整。。合理理布置置勘勘探探孔孔?；涌又苤苓呥叺牡目碧教娇卓讘疾荚O(shè)設(shè)在在圍圍護護結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)（（地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻））外外側(cè)側(cè)，，距地地墻墻外外邊邊2m以上上，避避免免開開挖挖過過程程中中由由于于勘勘探探孔孔竄竄孔孔導導致致坑坑邊邊承承壓壓水水突突涌涌，，進進而而引引起起圍圍護護墻墻附附近近水水土土流流失失。。重視勘探孔封封孔質(zhì)量量。防止開開挖過程程中承壓壓水在高高水壓差差作用下下從孔內(nèi)內(nèi)突涌，，對于深深孔應進進行注漿漿封孔。。1勘察要點點三、承壓壓水風險險控制對對策2設(shè)計要點點基坑設(shè)計計方案比比選確定合理理的隔水帷幕幕深度。在滿足足基坑穩(wěn)穩(wěn)定性的的前提下下，根據(jù)據(jù)施工能能力確定定合理的的隔水帷帷幕深度度。選擇合理理的隔水設(shè)計計形式。涉及第第三承壓壓含水層層的超深深基坑，，完全隔隔斷難度度大，可可采用雙雙層懸掛掛隔水帷帷幕形式式。風險大GQ-1GQ-3GQ-2GQ-3三、承壓壓水風險險控制對對策2設(shè)計要點點基坑設(shè)計計方案比比選地墻接頭頭形式選擇。根根據(jù)地墻墻深度和和施工能能力選擇擇合理的的接頭形形式，目目前型鋼鋼和鎖口口管的實實際止水水能力優(yōu)優(yōu)于十字字鋼板和和套銑接接頭。三、承壓壓水風險險控制對對策2設(shè)計要點點隧道盾構(gòu)構(gòu)設(shè)計比比選盾構(gòu)設(shè)備備選型。。穿越承壓壓水地層層時首選選泥水平平衡盾構(gòu)構(gòu)，關(guān)鍵鍵保持盾盾構(gòu)密封封，控制制密封油油脂壓入入量和壓壓力。進出洞旁旁通道的的控制方方法。加固+冰凍+降水相結(jié)結(jié)合，控控制進出出洞和旁旁通道施施工風險險。土體加固降水井三、承壓壓水風險險控制對對策3降水設(shè)計計施工降水設(shè)計計原則。。降水頭控控制為主主，不以以水量為為主，淺井密布布以控制環(huán)環(huán)境影響響，井太太深反而而風險更更大抗突涌計計算。根據(jù)地層層組合調(diào)調(diào)整抗突突涌安全全系數(shù)，，可考慮慮⑥/⑩層強度度對抗突突涌的影影響，當當⑥層挖除時應應增大安安全儲備備。三、承壓壓水風險險控制對對策降水井的的施工質(zhì)質(zhì)量控制制。成井設(shè)備備選擇、、井管、、過濾器器、濾料料，井壁壁密封。。抽灌一體體化設(shè)計計?？油庠O(shè)置置必要的的備用井井，兼顧顧觀測、、應急降降水和回回灌功能能，關(guān)鍵鍵是井的的質(zhì)量，，降的下下，灌的的進。觀測+降水+回灌井3降水設(shè)計計施工4施工要點點地墻垂直直度保證證。嚴控導墻墻施工、、成槽順順序、垂垂直度檢檢查與成成槽修孔孔。泥漿配比比。采取合適適的清孔孔設(shè)備，，確保100%清孔換漿漿，換漿漿后比重重小于1.1，粘度25"～35"。泥漿性能比重粘度(s)含砂率(%)PH新配制粘性土1.04～1.0520～24<38～9砂性土1.06～1.0825～30<48～9循環(huán)泥漿粘性土1.05～1.1525～30<48～10砂性土1.1～1.235<78～9廢棄泥漿粘性土>1.25>50>8>14砂性土>1.35>60>11>14三、承壓壓水風險險控制對對策三、承壓壓水風險險控制對對策5檢測監(jiān)測測要點地下水位孔隙水壓力地墻深層水平位移支撐內(nèi)力立柱隆起頂部位移土壓力地表沉降建筑沉降管線基坑、隧隧道、環(huán)環(huán)境監(jiān)測測。及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)險情，，重點監(jiān)監(jiān)測圍護護結(jié)構(gòu)側(cè)側(cè)向位移移、坑外外水位，，隧道結(jié)結(jié)構(gòu)變形形、滲漏漏水，同同時密切切關(guān)注管管線、地地表、建建筑沉降降等環(huán)境境影響。。移動三維維激光掃掃描技術(shù)術(shù)監(jiān)測內(nèi)容容三、承壓壓水風險險控制對對策5檢測監(jiān)測測要點預降水《建筑地基基基礎(chǔ)工工程施工工規(guī)范》（GB51004-2015）。7.3.5的第3點規(guī)定““減壓井井全部施施工完成成、現(xiàn)場場排水系系統(tǒng)安裝裝完畢后后，應進進行一次次群井抽抽水試驗驗或減壓壓降水試試運行””

加固前井號H1H2H3開抽前水位6.06.216.06停抽前水位6.569.896.545小時水位降0.563.680.48

加固后井號H1H2H3開抽前水位5.916.085.88停抽前水位6.046.256.035小時水位降0.150.170.1514號線云山山路站通通過預降降水判斷斷滲漏H2三、承壓壓水風險險控制對對策5檢測監(jiān)測測要點10號線某車站站預降水。?；娱_挖挖前進行行第⑤2-⑦層生產(chǎn)性性抽水試試驗，通通過坑外外觀測井井水位下下降幅度度預判滲滲漏，與與實際開開挖過程程中地墻墻滲漏位位置相吻吻合。預降水三、承壓壓水風險險控制對對策5檢測監(jiān)測測要點基于微電電流場成成像法的的基坑圍圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)滲漏隱隱患無損損檢測技技術(shù)。通過采用用高精度度傳感器器對圍護護結(jié)構(gòu)兩兩側(cè)微電電流場的的空間分分布和變變化情況況進行測測試，從從而實現(xiàn)現(xiàn)對圍護護結(jié)構(gòu)的的滲漏隱隱患區(qū)域域的圈定定。010203基坑開挖前事先檢測不破壞圍護結(jié)構(gòu)經(jīng)濟、高效三大優(yōu)勢無損檢測測三、承壓壓水風險險控制對對策5檢測監(jiān)測測要點與施工方核查地墻施工質(zhì)量記錄相互驗證隱患5隱患6隱患1隱患2隱患3、4十四號線某車站站。開挖至30m進行檢測測，預報報嚴重滲滲漏隱患患1處，開挖挖至32m時隱患位位置出現(xiàn)