上海承壓水風(fēng)險(xiǎn)控制及對(duì)策

上海承壓水風(fēng)險(xiǎn)控制及對(duì)策主講人：顧國榮國家級(jí)勘察設(shè)計(jì)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(jì)損失數(shù)億元，工期延誤4年……上海軌道交通四號(hào)線董家渡旁通道事故事發(fā)地點(diǎn)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(xiǎn)無效，采用回灌控制。世紀(jì)大道2-4地塊基坑突涌深基坑承壓水風(fēng)險(xiǎn)巨大，事故后果嚴(yán)重！深刻認(rèn)識(shí)承壓水特征，對(duì)癥下藥控制風(fēng)險(xiǎn)！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(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)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(chǎng)后灘虹口足球場(chǎng)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(dá)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(xì)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(diǎn)。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(xì)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(dá)130m水文地地質(zhì)分分區(qū)一、上上海地地區(qū)承承壓水水特征征IⅡⅢⅤⅣⅥⅦ30m70m>90m⑦1⑦2⑦3⑨1Ⅲ區(qū)風(fēng)險(xiǎn)：有⑥;⑦/⑨相連⑥分布于于陸家家嘴、、蓮花花路、、世紀(jì)紀(jì)公園園、金金橋等等地區(qū)區(qū)一、上上海地地區(qū)承承壓水水特征征40m70m⑦2-2⑨Ⅵ區(qū)風(fēng)險(xiǎn)：缺⑥;⑦/⑨相連分布于徐家匯、新天地等地區(qū)一、上上海地地區(qū)承承壓水水特征征一、上上海地地區(qū)承承壓水水特征征分布于前灘、世博園、龍耀路、三林等地區(qū)⑤2-3⑤3-2⑦⑨32m44m57m63m>75mⅦ區(qū)風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)：缺⑥⑥;有⑤2/⑦⑦/⑨⑨相連一、上上海地地區(qū)承承壓水水特征征

上海承壓水的分布是有規(guī)律的，如果能夠科學(xué)認(rèn)知，風(fēng)險(xiǎn)總體可控不同地層組合的承壓水風(fēng)險(xiǎn)不同，⑤2/⑦/⑨相連地層組合（Ⅶ區(qū)）風(fēng)險(xiǎn)最大以開挖30m基坑為例，承壓水風(fēng)險(xiǎn)：前灘>陸家嘴>五角場(chǎng)>徐匯；⑥層對(duì)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(fēng)險(xiǎn)大增，必須采取針對(duì)性的設(shè)計(jì)施工措施。PARTTWO承壓水水控制制案例例分析析1、環(huán)球球金融中中心承承壓水水控制制成功案例首次在在城市市敏感感區(qū)域域探索索“坑坑外減減壓降降水““，深深坑開開挖時(shí)時(shí)啟動(dòng)動(dòng)外圍圍降水水井作作為抽抽水井井，通通過地地墻外外側(cè)降降水井井形成成降水水漏斗斗，將將坑內(nèi)內(nèi)水位位降至至設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)高高，以以“按按需降降水””原則則，最最大限限度地地減少少對(duì)環(huán)環(huán)境的的影響響二、承承壓水水控制制案例例分析析成功案例減壓降降水正正式運(yùn)運(yùn)行自自2004年6月至2005年3月16日止，，歷時(shí)時(shí)約9個(gè)月,地面最最大沉沉降約約1cm二、承承壓水水控制制案例例分析析1、環(huán)球球金融中中心承承壓水水控制制2、上海海軌道交交通4號(hào)線修修復(fù)工工程成功案例修復(fù)工工程包包括東東、中中、西西三個(gè)個(gè)超深深明挖挖基坑坑，采采用基基坑內(nèi)內(nèi)側(cè)深深井點(diǎn)點(diǎn)減壓壓降水水的形形式，，深層層承壓壓含水水層組組厚度度大(第一、、二、、三承承壓含含水層層連通通，含含水層層組總總厚度度達(dá)116.00m)二、承承壓水水控制制案例例分析析40口抽水水井時(shí)時(shí)疏干干層水水位等等值線線圖抽水井井優(yōu)化化分布布圖2、上海海軌道交交通4號(hào)線修修復(fù)工工程二、承承壓水水控制制案例例分析析中山南南路累累計(jì)最最大沉沉降：：12.11mm董家渡渡路累累計(jì)最最大沉沉降：：10.25mm稅務(wù)大大樓累累計(jì)最最大沉沉降：：34.19mm成功案例3、濟(jì)南南地鐵R1線王府府莊站站、玉玉符河河站~王府莊莊站區(qū)區(qū)間明明挖段段基坑坑地下下水回回灌二、承承壓水水控制制案例例分析析成功案例日出水量達(dá)20000m3，抽出地下水實(shí)現(xiàn)100%回灌3、濟(jì)南南地鐵R1線王府府莊站站、玉玉符河河站~王府莊莊站區(qū)區(qū)間明明挖段段基坑坑地下下水回回灌單井最最大回回灌量量達(dá)90噸/小時(shí)單套回回灌水水處理理裝置置，水水處理理能力力達(dá)到到500m3/h砂卵石石地層層采用用反循循環(huán)設(shè)設(shè)備成成井二、承承壓水水控制制案例例分析析成功案例二、承承壓水水控制制案例例分析析2018年2月7日，盾構(gòu)構(gòu)區(qū)間右線盾盾尾漏漏水漏漏砂，引發(fā)發(fā)隧道道及路路面坍坍塌，，造成11人死亡亡、1人失蹤蹤、8人受傷。原因因：1、盾構(gòu)構(gòu)處于于深厚厚富水水粉砂砂層且且臨近近強(qiáng)透透水的的中粗粗砂層層，地地下水水具有有承壓壓性，，易生生產(chǎn)透透水涌涌砂涌涌泥；；2、盾尾尾密封封裝置置在使使用過過程中中密封封性能能下降降，被被外部部承壓壓水擊擊穿，，產(chǎn)生生透水水涌砂砂通道道。事故案案例1、廣州州某軌軌交2號(hào)線隧隧道坍坍塌70m80m二、承承壓水水控制制案例例分析析事故案案例2、福州州地鐵鐵某車車站井井壁冒冒水引引起基基坑突突涌2015年11月4日，減壓井井管周周邊出出現(xiàn)冒冒水現(xiàn)現(xiàn)象，冒水水涌砂砂量達(dá)達(dá)到每每小時(shí)時(shí)幾十十方，，連夜夜對(duì)該該處進(jìn)進(jìn)行混混凝土土反壓壓（約約260方）和和土方方的回回填，，并引引用基基坑周周邊的的河水水往坑坑內(nèi)大大量灌灌水。。二、承承壓水水控制制案例例分析析事故案案例2、福州州地鐵鐵某車車站井井壁冒冒水引引起基基坑突突涌冒水涌涌砂范范圍3、上海閘北區(qū)區(qū)某深基坑地地墻側(cè)向滲漏漏基坑開挖深度度達(dá)18m，發(fā)生地墻側(cè)向滲漏漏，引起周邊地表下沉達(dá)1m，后經(jīng)坑內(nèi)堆載并并結(jié)合及外注注漿方式進(jìn)行行搶險(xiǎn)堵漏。。二、承壓水控控制案例分析析事故案例PARTTHREE承壓水風(fēng)險(xiǎn)控控制對(duì)策三、承壓水風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)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(qiáng)水文勘察。查明各土層層的承壓性，，弄清各承壓壓含水層的滲透系數(shù)、涌涌水量、影響響半徑等水文地質(zhì)參參數(shù)，作為降降水設(shè)計(jì)和實(shí)實(shí)施降壓設(shè)井井的依據(jù)。探明地下水位的變變化。承壓水水位總總體穩(wěn)定，但但是受季節(jié)及區(qū)域工工程降水等影響存在一一定變化，后后續(xù)降水設(shè)計(jì)計(jì)及開挖應(yīng)根根據(jù)水位變化化動(dòng)態(tài)調(diào)整。。合理布置勘探孔。基坑周邊的的勘探孔應(yīng)布設(shè)在圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)（地下下連續(xù)墻）外外側(cè)，距地墻外邊2m以上，避免開挖過過程中由于勘勘探孔竄孔導(dǎo)導(dǎo)致坑邊承壓壓水突涌，進(jìn)進(jìn)而引起圍護(hù)護(hù)墻附近水土土流失。重視勘探孔封孔質(zhì)質(zhì)量。防止開挖過過程中承壓水水在高水壓差差作用下從孔孔內(nèi)突涌，對(duì)對(duì)于深孔應(yīng)進(jìn)進(jìn)行注漿封孔孔。1勘察要點(diǎn)三、承壓水風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策策2設(shè)計(jì)要點(diǎn)基坑設(shè)計(jì)方案案比選確定合理的隔水帷幕深度度。在滿足基坑坑穩(wěn)定性的前前提下，根據(jù)據(jù)施工能力確確定合理的隔隔水帷幕深度度。選擇合理的隔水設(shè)計(jì)形式式。涉及第三承承壓含水層的的超深基坑，，完全隔斷難難度大，可采采用雙層懸掛掛隔水帷幕形形式。風(fēng)險(xiǎn)大GQ-1GQ-3GQ-2GQ-3三、承壓水風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策策2設(shè)計(jì)要點(diǎn)基坑設(shè)計(jì)方案案比選地墻接頭形式式選擇。根據(jù)地地墻深度和施施工能力選擇擇合理的接頭頭形式，目前前型鋼和鎖口口管的實(shí)際止止水能力優(yōu)于于十字鋼板和和套銑接頭。。三、承壓水風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策策2設(shè)計(jì)要點(diǎn)隧道盾構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)比選盾構(gòu)設(shè)備選型型。穿越承壓水地地層時(shí)首選泥泥水平衡盾構(gòu)構(gòu)，關(guān)鍵保持持盾構(gòu)密封，，控制密封油油脂壓入量和和壓力。進(jìn)出洞旁通道道的控制方法法。加固+冰凍+降水相結(jié)合，，控制進(jìn)出洞洞和旁通道施施工風(fēng)險(xiǎn)。土體加固降水井三、承壓水風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策策3降水設(shè)計(jì)施工工降水設(shè)計(jì)原則則。降水頭控制為為主，不以水水量為主，淺井密布以控制環(huán)境影影響，井太深深反而風(fēng)險(xiǎn)更更大抗突涌計(jì)算。。根據(jù)地層組合合調(diào)整抗突涌涌安全系數(shù)，，可考慮⑥/⑩層強(qiáng)度對(duì)抗抗突涌的影響響，當(dāng)⑥層挖除時(shí)應(yīng)增大大安全儲(chǔ)備。。三、承壓水風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策策降水井的施工工質(zhì)量控制。。成井設(shè)備選擇擇、井管、過過濾器、濾料料，井壁密封封。抽灌一體化設(shè)設(shè)計(jì)。坑外設(shè)置必要要的備用井，，兼顧觀測(cè)、、應(yīng)急降水和和回灌功能，，關(guān)鍵是井的的質(zhì)量，降的的下，灌的進(jìn)進(jìn)。觀測(cè)+降水+回灌井3降水設(shè)計(jì)施工工4施工要點(diǎn)地墻垂直度保保證。嚴(yán)控導(dǎo)墻施工工、成槽順序序、垂直度檢檢查與成槽修修孔。泥漿配比。采取合適的清清孔設(shè)備，確確保100%清孔換漿，換換漿后比重小小于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、承壓水風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策策三、承壓水風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策策5檢測(cè)監(jiān)測(cè)要點(diǎn)點(diǎn)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、隧道、、環(huán)境監(jiān)測(cè)。。及時(shí)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情情，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)測(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)側(cè)向位移、坑坑外水位，隧隧道結(jié)構(gòu)變形形、滲漏水，，同時(shí)密切關(guān)關(guān)注管線、地地表、建筑沉沉降等環(huán)境影影響。移動(dòng)三維激光光掃描技術(shù)監(jiān)測(cè)內(nèi)容三、承壓水風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策策5檢測(cè)監(jiān)測(cè)要點(diǎn)點(diǎn)預(yù)降水《建筑地基基礎(chǔ)礎(chǔ)工程施工規(guī)規(guī)范》（GB51004-2015）。7.3.5的第3點(diǎn)規(guī)定“減壓壓井全部施工工完成、現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)排水系統(tǒng)安安裝完畢后，，應(yīng)進(jìn)行一次次群井抽水試試驗(yàn)或減壓降降水試運(yùn)行””

加固前井號(hào)H1H2H3開抽前水位6.06.216.06停抽前水位6.569.896.545小時(shí)水位降0.563.680.48

加固后井號(hào)H1H2H3開抽前水位5.916.085.88停抽前水位6.046.256.035小時(shí)水位降0.150.170.1514號(hào)線云山路站站通過預(yù)降水水判斷滲漏H2三、承壓水風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策策5檢測(cè)監(jiān)測(cè)要點(diǎn)點(diǎn)10號(hào)線某車站預(yù)降水。基坑開挖前進(jìn)進(jìn)行第⑤2-⑦層生產(chǎn)性抽水水試驗(yàn)，通過過坑外觀測(cè)井井水位下降幅幅度預(yù)判滲漏漏，與實(shí)際開開挖過程中地地墻滲漏位置置相吻合。預(yù)降水三、承壓水風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策策5檢測(cè)監(jiān)測(cè)要點(diǎn)點(diǎn)基于微電流場(chǎng)場(chǎng)成像法的基基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)滲漏隱患無無損檢測(cè)技術(shù)術(shù)。通過采用高精精度傳感器對(duì)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩兩側(cè)微電流場(chǎng)場(chǎng)的空間分布布和變化情況況進(jìn)行測(cè)試，，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的的滲漏隱患區(qū)區(qū)域的圈定。。010203基坑開挖前事先檢測(cè)不破壞圍護(hù)結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)、高效三大優(yōu)勢(shì)無損檢測(cè)三、承壓水風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策策5檢測(cè)監(jiān)測(cè)要點(diǎn)點(diǎn)與施工方核查地墻施工質(zhì)量記錄相互驗(yàn)證隱患5隱患6隱患1隱患2隱患3、4十四號(hào)線某車站。開挖至30m進(jìn)行檢測(cè)，預(yù)預(yù)報(bào)嚴(yán)重滲漏漏隱患1處，開挖至32m時(shí)隱患位置出出現(xiàn)冒水情況況，后施工單單位及時(shí)進(jìn)行行堵漏成功。。十四號(hào)線某車站。開挖至6m進(jìn)行檢測(cè)，預(yù)預(yù)報(bào)較嚴(yán)重滲滲漏隱患6處，與后期施施工單位梳理理