深部巨厚承压含水层采动疏水诱冲机理

陕蒙地区覆岩普遍赋存较厚承压含水砂岩层,工作面涌水量大、承压含水层水位显著下降,巨厚覆岩承压含水层下冲击地压和高能矿震监测表明覆岩承压水的采动疏放具有一定的诱冲效应。为揭示覆岩承压含水层采动疏水诱冲机理,开展了流固耦合数值模拟,分析了不同孔隙水压岩体力学行为及巨厚覆岩承压含水层采动疏水条件下围岩应力-能量场演化特征,揭示了覆岩承压含水砂岩层采动疏水对围岩应力场作用机制;并考虑巨厚覆岩对围岩动静载应力作用效应,提出了覆岩承压含水层采动疏水诱冲机理。研究结果表明:覆岩巨厚承压含水砂岩层下动力显现均发生在覆岩承压水位快速下降期间,覆岩承压水的采动疏放对围岩产生应力扰动;采动疏水条件下覆岩承压含水岩层孔隙水压降低,岩层强度和承载能力增大,覆岩载荷向采场两侧转移,导致围岩应力升高、能量进一步积聚,其对围岩应力场-能量场作用程度与采场尺度和疏放程度正相关,与煤层-承压含水层距离、承压含水层岩层厚度及强度负相关;巨厚覆岩承压含水层下顶板大尺度悬臂-铰接结构导致采场围岩高静载及强动载,在覆岩承压含水层采动疏水对围岩应力场作用下,煤岩体中叠加应力超过其临界载荷且释放的总能量超过其破坏所消耗能量,诱发冲击地压,其中高静载是冲击地压发生的应力基础,矿震动载和覆岩承压含水层采动疏水导致的应力扰动是重要诱因。针对覆岩承压含水层采动疏水及巨厚承压含水层覆岩结构对冲击风险的影响特征,提出了巨厚承压水含水层注浆堵水和优化盘区尺寸的防冲措施,通过地面注浆和降低采场尺寸能够降低覆岩承压含水层采动疏水对围岩应力场的作用效应、避免巨厚覆岩形成大尺度悬臂-铰接结构,从而降低巨厚承压含水层下冲击地压风险。

地铁暗挖竖井深孔注浆止水施工技术研究

针对承压水粉细砂地层竖井施工发生流水涌砂及坍塌的难题,采用深孔注浆止水帷幕代替人工降水。通过对注浆帷幕的设计以及增加预防竖井侧壁滑塌的棚盖措施,有效阻隔了竖井开挖过程中的地下水,满足暗挖施工无水作业的条件。

富水砂卵石地层深基坑降水特性及涌水量研究

以洛阳市周山大道下穿开元大道路口明挖深基坑工程为依托,分析各降水参数改变对渗流场分布与降水效率的影响。通过Midas GTS NX有限元软件,模拟分析不同降水参数下降水井抽排地下水情况,同时建立了标准状态下涌水量特征曲线,并针对非标准状态提出涌水量修正方法。结果表明:除地层渗透系数改变地下水流速外,其他参数均会导致流网形态发生改变,与阻隔效应耦合后将间接影响降水速率。另外,通过工程实例验证考虑止水帷幕阻隔作用后的深基坑涌水量预测公式及其修正函数具有合理性,可应用于砂卵石地层深基坑降水工程。

软土深基坑变形及环境影响分析方法与控制技术

随着基坑规模日益增大以及邻近环境设施愈加复杂,合理评估并控制基坑变形及对周边环境影响成为软土基坑工程面临的重要挑战。基于理论分析与工程应用,对软土深基坑变形与环境影响分析方法及控制技术进行了系统研究。首先,在统筹考虑安全与经济的前提下,提出了软土深基坑环境保护等级和变形控制指标,为基坑周边不同类型环境设施的保护提供了依据。其次,系统建立了便于工程应用的基坑变形影响简化分析方法,并提出了基于土体小应变特性的基坑开挖对环境影响的计算分析方法以及确定全套小应变本构模型参数的实用方法,为复杂环境下深基坑环境影响分析提供了重要手段。同时,针对承压水降水影响难以准确量化评估的难题,提出了根据群井抽水试验反演确定关键水文地质参数并评估深层承压水降水对地层和环境变形影响的计算方法,满足了复杂地层承压水降水影响分析的工程需求。此外,还提出了包括支护结构与主体地下结构相结合、数字化微扰动搅拌桩加固、混凝土支撑主动变形控制、承压水控制超深隔渗帷幕等绿色、低碳、环境低影响的基坑变形控制新技术。成果在全国大量工程中成功应用,促进了软土深基坑工程全过程变形影响精细化分析和系统化控制技术的发展,为大规模地下空间的开发利用提供了技术支撑。

超大超深基坑降水自动化管控系统的研制

结合上海浦东机场南区地下交通枢纽及配套工程,对降水自动化管控系统在超大超深基坑中的应用进行了分析,该系统有效解决了承压水高风险基坑的水位安全管控难题。总结了降水自动化管控系统在工程实践中的运行管理维护经验,针对降水自动化管控系统的设计提出了安全可靠原则,针对降水系统应用中的控制参数设置提出了均衡适度原则,针对降水自动化管控系统的运行管理提出了人机协同原则,以期为类似工程提供参考。

濒海富水软土地质悬挂式止水帷幕深基坑管涌防治技术

地铁车站深基坑开挖过程中易出现管涌灾害,基于天津濒海某地铁车站地下连续墙未隔断第1,2层承压水、第2层承压水与第1层承压水局部连通以及承压水层厚度较大的情况,针对本工程深基坑土方开挖过程中出现管涌险情进行原因分析,制订了双液注浆封堵、更换大功率潜水泵、基坑内施作排水沟和集水井、加强垫层及增设降水井等多种处理措施,有效地控制了管涌险情,为类似工程管涌险情的应急处理提供了技术支撑。同时,为预防和减少类似工程管涌险情的发生提出了一些建议。

多含水层地层45m级基坑承压水控制设计与实践

城市深层地下空间开发已成为城市发展的必然趋势,越来越多的超深基坑工程逐渐涌现。上海作为典型滨海地貌单元分布区,深部分布有复杂的多层含水层,包括微承压含水层及第Ⅰ、第Ⅱ、第Ⅲ承压含水层,部分相互联通的巨厚承压含水层厚度达50m以上,因而超深基坑实施将涉及更为复杂的多层承压含水层减压控制设计。为此,依托某挖深达45m的非圆形基坑工程,基于现场抽水试验开展了深部承压含水层水文地质参数反演分析,提出了同时满足坑内减压需求及坑外环境影响控制要求的隔-降-灌一体化承压水分层减压控制设计原则及双帷幕体系隔水方案。背景工程的承压水试验试运行及正式减压降水控制运行的实施效果良好。

机场枢纽近磁浮区域超深基坑地下水控制技术

在城市机场复杂交通枢纽区域,如何综合有效的管控超深基坑中出现的复合承压含水层,已成为上海地区超深基坑明挖建设中必须解决的一个关键技术问题。上海机场联络线浦东机场站位于上海浦东机场交通枢纽核心区机场主干道-迎宾大道正下方,项目基坑范围内地层受古河道切割影响,南北向地质条件起伏大,⑥层和⑧层缺失,⑦层和⑨层承压水联通。车站主体结构与邻近磁悬浮桩基础距离仅为26.5 m,周边环境保护要求也极高。为满足基坑和环境的双安全,项目进行了复合承压含水层组的围护+降水综合设计,再通过抽水试验验证分析,确保降水方案实施的可靠性,通过基坑开挖阶段动态管控,最终达到预期承压水控制的目标。

超深基坑内贯入承压水层管桩抗突涌处理方法研究

结合上海某地铁车站超深基坑工程在旧厂区的施工实例,介绍一种超深基坑内贯入承压水层管桩抗突涌的处理方法,通过采取全回转全套管钻机拔桩、RJP工法旋喷桩加固封底、应急减压降水等处理方法,保证了超深基坑工程的安全,可为今后类似工程的施工和设计提供借鉴。

深基坑管井降水施工水泵损坏率降低策略分析

深基坑管井降水施工时往往出现水泵损坏,水泵损坏率高不仅影响基坑支护的安全性能,还导致重大经济损失,延误建设工期。本文就深基坑管井降水施工水泵损坏率降低策略进行阐述。

苏州中南中心深基坑降水工程设计与施工

苏州中南中心项目周边环境复杂且保护要求高、对基坑变形控制要求严格,属于典型的大面积超深软土基坑工程,地下不同深度埋藏有一道微承压含水层及三道承压含水层,塔楼基底已进入承压含水层,并在苏州地区首次大规模抽取第11层承压水,同时砂质粉土层内存在夹层滞水,整体工程降水难度大。通过相似工程经验及基坑三维渗漏计算模拟分析优化降水设计方案、现场精细化降水实施、信息化监测监控等措施,尽量减小降水对周边环境的影响,确保基坑及周边环境的安全。

动水条件下高压喷射注浆成桩工艺及基坑渗漏堵塞研究

针对动水条件下地铁车站深基坑开挖过程发生墙体渗漏问题,采用多种措施进行堵渗,但堵塞效果受到水力梯度、地下连续墙渗漏缺陷区域大小、渗透系数等因素影响较大。基于工程实践,采用多孔介质颗粒运移理论研究建立一套完备的基坑注浆堵漏的模拟计算方法,以期为类似工程改善注浆堵漏效果与评估提供借鉴。

超高压隔膜压滤机在煤泥脱水工艺中的应用研究

本文采用超高压隔膜压滤机对陕西省延安市某选煤厂洗选过程中产生的煤泥水进行深度脱水处理,得出以下结论:超高压隔膜压滤机配套滤布采用单丝滤布PA800比配套丙纶复丝750B滤布的脱水效果更好且泥饼的脱落率更高;在压榨压力为8MPa的情况下,煤泥深度脱水后的含水率在17%左右,能够提高煤泥的发热量、应用价值,同时稳定性好、较经济;随着压榨时间的延长,煤泥出泥含水率可降低1%~2%;进泥压力的变化对煤泥出泥含水率的影响较小,可忽略。

悬挂式止水帷幕基坑降水对临近地铁变形影响分析

采用悬挂式止水帷幕的深基坑承压水降水对周边环境的影响问题不容忽视。以上海某临近地铁换成节点的深基坑项目为依托,分析了基坑开挖前试降水对临近地铁车站和隧道结构变形的影响规律。结果表明,采用悬挂式止水帷幕情况下坑内降水对坑外地铁结构变形影响量和影响范围均比较大,地铁结构变形量与结构刚度、与降水基坑的距离、降水基坑的面积、水位降深有比较大的相关性。

软土超深基坑工程关键技术问题研究

高地下水位软土地区地下空间开发利用呈现越来越深的趋势,随之涌现越来越多的超深基坑工程。基坑开挖深度越深,将面临更加复杂、更具挑战的一系列技术问题,基坑与环境的安全风险也随之成倍增长。本文重点介绍软土地区开挖深度40m级以上超深基坑设计与实施的关键技术,涵盖总体选型、超深地下连续墙、双帷幕体系、内支撑体系、超深止水帷幕及地基加固、深层承压水控制等方面内容,同时对影响超深基坑变形的工程桩空孔回填及基坑降水等特殊技术问题做了分析与说明。本文所介绍的各项关键技术在软土地区多项超深基坑工程中已得到成功应用,保障了超深基坑与周边环境的安全,并取得良好的技术、经济和社会效益,可为软土地区类似超深基坑工程的设计与实施提供借鉴。

多层承压水地层盖挖基坑钢管柱竖向变形和对结构影响的研究

钢管柱是盖挖法施工中地下结构的主要竖向承载构件。在基坑开挖卸载与基坑底部地下水的共同作用下,钢管柱会产生竖向变形,并在地下结构中产生附加应力,进而影响结构安全。因此,以北京城市副中心交通枢纽深基坑为研究背景,首先提出了有利于控制钢管柱竖向变形的基坑开挖方案,然后采用数值模拟方法分析了基坑开挖与不同降水方案对钢管柱竖向变形的影响,确定了适用的降水方案;在施工过程中还对钢管柱竖向变形进行了监测,再将实测的钢管柱竖向变形等效为强制位移,计算了钢管柱竖向变形所产生的附加内力,并将附加内力和原始内力进行叠加,分析了最不利工况下钢管柱竖向变形对地下结构安全性的影响。

落底式止水帷幕在紧邻地铁超大深基坑中的应用

某紧邻既有地铁车站的超大深基坑处于深厚承压水场地条件下,为降低场地抽降承压水对周边环境的影响,基坑采用三道钢筋混凝土支撑结合800~1 000 mm厚、入岩深度0.5 m的地下连续墙进行支护,并采用大井法对基坑降水所需管井数量和单井出水量进行计算后,在基坑范围内设置40口降水井。对基坑西侧地铁沿线地表水平和沉降变形进行监测,最大沉降量为16.4 m,最大水平位移为15.5 mm,均满足规范要求。表明基坑支护及降水设计方案合理可靠,可为今后类似工程的支护设计积累经验,提供参考。

深基坑开挖支护和降水方案应用分析

对富含承压水和潜水的深基坑进行开挖往往会造成边坡失稳和坑底突涌,因此,对基坑进行降水支护设计尤为重要。文章以太原市小店区某中学项目为例,详细介绍了在建筑场地内土层有承压水和地表潜水的条件下,开挖深基坑综合应用复合土钉墙支护和双排水泥土搅拌桩止水帷幕对基坑进行加固的具体方案,并对降水井的布置进行了分析,旨在为类似工程提供经验。

Responses of the Strata and Supporting System to Dewatering in Deep Excavations

In order to prevent the inrushing caused by deep excavations, dewatering measure has to be adopted to decrease the confined water level. In this study, the responses of the strata and supporting system to dewatering in deep excavations are investigated through numerical simulations and case studies. Coupled fluid-mechanical analyses are performed by the use of the numerical software, FLAC3 D. The responses of the ground settlement,base heave and interior columns to the excavation and dewatering are analyzed. Numerical results indicate that the dewatering measure can effectively reduce the uplift of the subsurface soil in the excavation, and decrease the vertical displacement of the supporting system. In addition, field data of two case histories show the similar responses and confirm the validation of the numerical results. Based on the analyses, dewatering in the confined aquifer is recommended as a construction method for controlling the vertical displacement of the strata and supporting system in deep excavations.

孟加拉卡纳普里河底隧道富水砂层深大基坑降水设计

以孟加拉卡纳普里河底隧道项目明挖及工作井段深基坑为背景,针对其复杂的工程地质及水文条件,结合支护方案及周边环境,采用疏干与合理布置降压井对深大基坑进行降水,并实时监测支护结构及周边敏感建筑物位移、沉降。监测数据表明:降水方案效果良好,支护结构及周边建筑物指标控制较好。