高富水砂层地铁竖井动态降水优化及固结变形预测

针对沈阳地区高富水砂层的水文地质特征,采用多物理场耦合分析软件Comsol Multiphysics,基于Boit固结理论,考虑砂土体的线弹性变形特征,建立了精细描述井群抽水引起地面变形动态过程的三维渗流-应力耦合模型.通过水位拟合以及位移反分析进行参数反演分析优化降水系统,并采用地表变形指标来综合预测降水引起的地面建筑物以及地下管线的变形.对比发现:该模型稳定性好,抽水77d后水位达到动态平衡;地表变形满足施工安全性要求,通过井距、井数优化,抽水井流量优化,节约成本,能得到良好经济效益与社会效益,具有工程实用价值.

高富水砂层下隧道及基坑开挖施工风险及技术研究

基于国内城市隧道施工过程中地面塌陷事故频发的现状,结合青岛地铁3号线地表塌陷事故案例,分析了事故发生的原因及事故处理措施,从而探讨高富水砂层地质特点及施工风险。为分析富水砂层隧道开挖失稳破坏的机理,提出了基于地层损失理论的饱和砂土液化悬涌塌陷机理。从而进一步分析了在高富水砂层地段不论是在非降水还是降水施工时,都会引起地表沉降,结合Terzaghi有效应力原理和Biot固结理论进行富水地段渗流场和应力场的耦合分析。在理论分析的基础上,提出了"加固-降水"相结合的施工技术:一方面,地层预加固技术加固隧道围岩,提高地层的力学性能,降低渗透性,减少地面沉降;同时,采用降水施工技术将水位降到施工设计断面以下,同时压密地层,提高承载能力,并分析了各种措施的适用范围及特点,对后续类似施工具有重要指导意义。

高富水淤泥质砂层深基坑锚索施工的研究

在高富水淤泥质砂层地质条件下,常规锚索钻机螺旋钻进直接成孔施工时易造成塌孔,锚索施工质量得不到保证,同时造成周围建筑物不均匀沉降。通过采用全套管跟进成孔+膨润土泥浆护壁的方法,可有效解决高富水淤泥质砂层条件下常规钻进成孔卡钻、塌孔、跑浆等问题,注浆效果良好,确保锚索的设计抗拔力,减少周围地表及建筑物沉降。