天津某地铁车站深基坑突涌事故分析

基坑施工过程中渗漏、突涌水灾害时有发生,地下水处理不当是引发基坑事故的重要影响因素之一。突涌事故往往发生于土方开挖等施工阶段,具有突发性、难以可视化的特点。基于分析天津市某地铁车站基坑工程的突涌水事故的现场实测数据、处理措施等内容,回溯事故发生原因,主要是开挖基底下的承压层减压降水效果不明显,通过围堰反压、注浆、混凝土封堵等措施,配合启动基坑外承压层降水井进行减压降水,有效控制了突涌水事故。基坑开挖施工期间,须严格监测基坑内外水位,发现异常须及时排查原因解决,现场人员须加倍重视。当基坑采用悬挂式止水帷幕且坑内没有条件进行减压井施工时,可利用基坑外观测井进行降水减压,但应避免引发周边环境的地层大范围沉降、土层不均匀沉降等,必要时采取相应措施加以保护。

基坑开挖与承压水突涌对桩基承载力影响分析

为研究基坑开挖与承压水突涌对桩基承载力的影响,选取典型工程案例,通过现场水位观测调查含水层分布情况及水位埋深,进行了坑底抗突涌验算,结合现场突涌发生过程,分析了突涌发生的原因。通过原位静力触探试验结果的对比,分析了坑底各土层扰动度以及扰动度随深度的变化规律,并提出了扰动度与桩基设计参数的关系。结果发现:承压水击穿管桩土塞是引起突涌的主要原因;基坑开挖对坑底以下土体的影响深度约6.5 m~9 m,扰动度随深度线性递减;突涌对桩端以上约2 m范围土体强度影响最大,最大扰动度达到0.91,对桩端以下2 m~4 m深度范围土体影响线性递减;承压水突涌对桩基承载力影响远大于基坑开挖对桩基承载力的影响,突涌点位置桩基承载力受到的影响最大,距离突涌点越远影响越小。

高承压水地层深基坑抗突涌技术

为了防止高承压水地层深基坑突涌破坏,以韩江-榕江-练江水系连通后续优化工程GX12号井深基坑为依托,采用有限元软件建立三维数值模型,对考虑地连墙深度以及布设减压井的5种技术方案进行模拟分析,研究各方案的抗突涌效果,并通过综合考虑基坑抗突涌效果及地连墙施工技术难度和工程造价等,确定基坑工程抗突涌的优化方案。结果表明:1)地连墙深度可由原设计的91.8m优化为78m;2)坑内增设减压井可有效减小坑底隆起和地连墙水平位移,但是增加了基坑周边地表沉降,而增加地连墙深度可显著减小基坑周边地表沉降和坑底隆起;3)增大地连墙深度的抗突涌效果优于增设减压井的效果。本文成果可为类似高承压水地层深基坑工程抗突涌技术提供一定的借鉴。

复杂岩溶地层地铁车站深基坑涌水灾害的声呐探测及综合治理

[目的]在佛山地区,复杂岩溶地层具有特殊性,其钙质粉砂岩地层及其破碎带极易引发地铁车站基坑涌水灾害。因而有必要采用声呐技术进行探测,并通过综合治理解决涌水问题。[方法]以佛山地铁3号线中山公园站为研究对象,从涌水险情出发,介绍了该站声呐探测方案,并基于探测结果分析了该站深基坑地下水的渗漏特性,判定了渗漏点的空间分布及其涌水灾害类型。结合基坑底部超前钻勘察成果及基坑内涌点分布特征,提出了坑外后退式双液注浆止水帷幕+坑内咬合旋喷桩基坑渗漏联合封堵方案。着重阐述了方案中后退式双液注浆、双管旋喷咬合桩以及MJS(全方位高压喷射)桩等技术的施工要点。对采用综合治理前后的代表性测孔处地下水渗流速度进行对比,以验证治理效果。[结果及结论]声呐探测技术能精准探查岩溶地层深基坑渗漏点的具体位置及其渗流场相关参量。采用后退式双液注浆、双管旋喷咬合桩及MJS桩相结合的联合封堵方案可有效解决复杂岩溶地段深基坑开挖大面积涌水渗漏技术难题。

岩溶地层地铁车站深基坑渗漏灾害成因分析

[目的]富水岩溶深基坑施工开挖常发生基坑侧壁或底部突涌灾害问题,应针对富水溶洞地层深基坑开挖时的渗流稳定性进行深入研究。[方法]依托佛山地铁3号线中山公园站深基坑开挖工程,对深基坑渗流特性及坑底涌水机理进行深入研究,建立了基坑-土体-溶洞三维数值模型,采用等效渗透系数法对岩溶-地层渗流场进行耦合模拟。[结果及结论]通过仿真模拟分析,获得了不均匀地层中岩溶区富水程度对基坑渗流场及涌水量的影响规律,阐明了基坑底部土体竖向平均水力坡降演变特性,揭示了该地岩溶区基坑底部突涌水机理,研究结果可为富水岩溶地区深基坑工程的设计与施工提供参考。

非线性破坏准则下承压水地层基坑底板突涌稳定性研究

[目的]在富水岩层地区,防止承压水突涌事故已成为深基坑工程设计、施工的重点和难点,而准确有效地确定基坑底板临界厚度是防止承压水突涌事故发生的关键,因此需针对承压水地层基坑底板突涌破坏问题开展稳定性研究。[方法]基于非线性Mohr-Coulomb破坏准则,考虑地层土体各强度参数与非均质特性的影响,建立基坑底板突涌破坏力学分析模型。基于极限平衡法,提出考虑地层土体自身强度的底板突涌稳定性安全系数计算式,对现行基坑支护技术规范中的突涌破坏计算方法进行了修正。以济南某软土地层管廊工程基坑为例,验证所提出基坑底板修正突涌稳定性计算式的有效性,同时还分析了不同土体强度参数、隔水层厚度及承压水压力作用下的突涌稳定性安全系数变化情况。[结果及结论]随着土体黏聚力、非均质常数、重度及隔水层厚度的增加,基坑底板突涌稳定性安全系数不断增大;随着土体非线性系数、承压水压力及基坑宽度的增加,基坑底板突涌稳定性安全系数不断减小。考虑土体自身强度参数影响所得的突涌安全系数计算值整体大于现行基坑支护技术规范中计算方法的计算值。采用所提修正突涌稳定性计算式进行验算更为经济。

超深富水基坑开挖工程突涌以及变形分析

以宁波轨道交通7号线明海大道站标准段超深基坑工程为例,通过模拟承压水作用条件下的基坑开挖模型,研究了基坑开挖对周围环境的影响。在数值模拟的结果基础上,结合基坑抗突涌验算,预测了地面沉降、地下连续墙的变形以及基坑内隆起变形,并进行了参数研究。结果表明:基于HSS本构模型模拟超深富水基坑开挖工程,地连墙水平变形值和坑底隆起变形均小于位移控制值,与现场实际和工程经验一致;经验算,基坑抗突涌与基坑底部稳定性均满足要求。因此无需进行降承压水处理以及坑底加固,现有施工方案已能满足工程的安全性考虑;参数研究表明,基坑变形对地下连续墙入土深度并不敏感。在宁波地区进行深基坑工程时,不建议采取增加地下连续墙深度的方式来控制变形。

深大基坑突涌水应急处理技术研究

随着我国城市化建设进程的不断加快,地铁深大基坑开挖项目不断增多,深大基坑突涌水事故为基坑开挖及地铁施工带来巨大阻碍。文章以广州某灰岩区深大基坑项目为例,讨论主要采取“涌水应急抢险+钻孔施工+改性砂浆和水泥黏土膏浆施工”的方法,实现基底绕流涌水封堵,旨在为我国地铁基坑开挖施工突涌水封堵提供实践经验。

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。

深圳市某地铁车站深基坑底部涌水治理技术探析

在灰岩富水岩溶区、褶皱破碎断裂带进行地铁车站深基坑施工,要面临许多施工不确定,尤其是深大基坑开挖至邻近垫层标高坑底涌水是工程施工中的重大事故隐患,迅速、精准查找出涌水通道和涌水原因是处置解决问题的首要任务。以深圳某地铁车站深基坑开挖过程中涌水为背景,全面、系统分析了形成涌水的原因,针对深基坑底部水力劈裂型涌水具体工况,采取了行之有效的应对措施,使得涌水得以治理,保证了基坑后续施工正常进行。

强富水厚层砂卵石深基坑突水三道防线技术研究

长沙地铁1号线省政府车站基坑长464.6m,深20m,宽20.7m.坑址范围分布超过40m深厚层砂卵石,富水性强,基坑内、外水头大,渗透系数大,地下连续墙难以穿越该地层,开挖过程中突水风险高,极易基坑底突涌.提出了多道防线预防基坑突水理念,采用三道防线综合技术(即合理增加地下连续墙深度、袖阀管法加固基坑地层和疏降水技术),预防基坑突水,加强施工监测.监测结果和工程实践表明:综合方法防基坑突水是有效的,该工程基坑突水综合预防方法对类似工程具有重要参考价值.

典型城市承压含水层区域性特性

为了避免基坑工程设计和施工中因没有处理好承压水影响而产生的基坑工程事故,研究承压含水层特性.以调查研究杭州钱塘江承压含水层特性为主,参考上海、武汉、北京、天津4个城市有关水文地质方面的研究材料,研究这5个城市的承压含水层特性.比较分析这5个城市的承压含水层埋深、厚度、水位、顶板厚度等特性,介绍各城市典型的工程实例、承压水处理方法及抽降承压水对地面沉降的影响.研究表明:杭州、上海两地潜水与承压水的越流效果不明显,可视条件选择全降水或隔渗帷幕结合减压降水;武汉地区承压含水层埋藏浅,上层承压水可以采用疏干的方法;北京、天津两地单层含水层和隔水层厚度较小,可以尝试自渗降水.

深基坑局部深坑突涌稳定性计算研究

突涌稳定性关乎基坑安全和造价,而局部深坑是深基坑中突涌破坏最薄弱部位。基于局部深坑坑底土体沿铅垂面整体剪切破坏的假定,提出可考虑坑底土体抗剪强度、深坑几何尺寸和坑底加固的突涌稳定性计算公式,并研究计算公式适用范围和坑底土体抗剪强度计算方法。通过对杭州钱塘江两岸大量已安全施工完成深基坑工程的计算分析,得出以下结论:考虑原状土抗剪强度可使突涌稳定系数增加30%以上,常规坑底加固使其进一步增加20%左右,计算结果符合实际情况;坑底隔水层的侧面积和顶面积的比值越大,突涌稳定性越好;平面尺寸较大的基坑可通过分块开挖来确保突涌稳定性。

软土地区承压水基坑突涌稳定计算法研究综述

总结了承压水基坑既有突涌稳定分析方法,分析每种方法存在的不足。最后分析指出,软土地区承压水基坑抗突涌稳定分析,应从坑底土透水性和土体发生突涌破坏的机理着手。坑底为不透水层土时,应从土体发生突涌塑性破坏的角度进行分析;坑底为弱透水层土时,应从土体发生突涌渗透破坏的角度进行分析。

因子分析法在矿井涌水来源判别中的应用

结合恒源煤矿六八采区实例,采用因子分析方法研究矿井涌水水源。取各充水含水层样品与采区涌水样品的主要离子含量指标为分析对象,经过系列处理得到正交因子载荷矩阵。用因子1和因子2分别代表太灰水和煤系砂岩水,在因子载荷坐标系中,六八采区涌水水样则分布在因子1和因子2之间,并同时具有很高的共同度,充分证明了六八采区涌水属于太灰水与煤系砂岩裂隙水之间的过渡类型。

综合物探的奥陶系灰岩突水预警技术

为克服单一物探手段的局限,更准确地预测奥陶系灰岩突水风险,新安煤矿13151工作面采用瞬变电磁、直流电法、槽波地震和无线电波坑透等4种手段进行了综合物探.经比对物探结果,并结合地质与水文地质资料分析,4种物探异常区的重叠区域奥陶系灰岩水向上导升,低阻区条带分布,存在突水危险;煤厚变薄,可能受剪切滑动构造影响;槽波波速1 800 m/s以上,地应力(矿压)集中,利于围岩破坏.多种物探异常区的重叠区域的突水风险最大,是工作面防治水工作的重点.实例证明,综合物探可以弥补单一物探方法之不足,有效指导钻探验证、底板注浆及突水治理工作.

软土地区弱透水层承压水基坑突涌计算模型研究

针对软土地区弱透水层承压水基坑,根据坑底出渗面土体稳定条件,推导了坑底弱透水层土体突涌临界破坏方程,建立了基坑突涌渗透破坏有限元计算模型,并用验证算例将模型计算结果与离心试验结果、现场观察结果、压力平衡理论结果、以及突涌塑性破坏模型结果进行了比较。结果表明:模型计算结果与离心模型试验结果和现场观察结果比较吻合,而采用压力平衡法和突涌塑性破坏模型得到的判断结果与现场实际和试验结果出入较大。对于弱透水层的承压水基坑,建议采用突涌渗透破坏模型分析基坑抗突涌稳定性。

基于抗突涌稳定性安全系数控制的基坑降水最优化模型研究

以广州新白云国际机场第二高速公路北段5标明挖暗埋式隧道基坑降水工程为研究对象,提出了基于抗突涌稳定性安全系数控制的基坑降水最优化模型,给出了基坑底发生突涌破坏临界状态时,对应承压含水层顶板上部剩余临界土层厚度,提出了基坑开挖时承压含水层开始降水的启动时间,以及基坑开挖完成时承压含水层的安全水位,对基坑降水和开挖提出了合理建议,最大程度地控制和减小了基坑周围地面沉降,以科学指导基坑施工。

辽宁抚顺西露天煤矿涌水研究

利用水文地质钻探、同位素技术、水位统测等方法,分析西露天矿涌水来源,评价各来源对西露天矿涌水的补给量,为西露天矿地质灾害评估和矿坑规划利用提供科学依据.结果表明:西露天矿坑是区域地下水汇集区,周边地下水向矿坑内径流.周边地区进入西露天矿的总水量为2477.8×10^(4)m^(3)/a,来源主要为浑河通过北帮第四系含水层的侧向补给和大气降水补给.其中北帮浑河侧向补给的涌水量约1115.7×10^(4)m^(3)/a,约占45.0%,大气降水直接降入矿坑水量约997.8×10^(4)m^(3)/a,约占40.3%.古城子河通过西露天矿西帮侧向补给矿坑的水量约177.9×10^(4)m^(3)/a;地下水通过西露天矿南帮杨柏河、刘山河古河道等地段侧向径流补给的水量约186.4×10^(4)m^(3)/a;东帮在东露天矿影响下接近疏干.

突涌时基坑底板临界厚度的计算

运用弹性薄板理论,对在施工中发生突涌的基坑进行了分析研究,推导出矩形基坑发生破坏的判别式,得出了矩形基坑底板突涌的相关结论,指出矩形基坑施工在边缘和中心部位应加强保护,以解决基坑的突涌问题。