深厚卵石地层超深基坑降水论证分析

针对深厚卵石地层超深基坑降水问题,以北京某超深基坑开放式降水工程为依托,开展抽水和降水试验,采用数值模拟方法论证分析了开放式施工降水方案。得出结论如下:场地已完成的降水井由于未能实现闭合围降,不能满足干槽作业要求,场地满足干槽作业,降水井布设的最低要求为井间距6m,且单井出水量≥43m~3/h。对于形状不规则基坑,相比大井法,采用数值模拟定水位法计算开放式降水基坑涌水量更为合理,稳定基坑涌水量约为14万m~3/h。降水井数量和位置一定的条件下,在地下水位降至安全水位前适当选择大功率水泵抽水,可缩短工期,减少地下水开采总量。     

三维地下水数值模拟方法在基坑涌水量预测中的应用--以广州地铁某基坑为例

目前基坑涌水量常采用大井法来进行预测,但是对于水文地质条件复杂且不符合裘布依井流公式适用条件的情况时,就不适用大井法预测涌水量。本文以广州地铁某车站基坑涌水量预测为例,来探讨采用数值模拟软件VisualModflow解决这一问题的方法:在水文地质条件分析的基础上,建立合适的水文地质概念模型并确定数值模型,划分水均衡区,最终通过水均衡的计算来求基坑内涌水量。     

基于矿区水文地质模型及试验参数基础上的坎上铁矿矿坑涌水量预测

在坎上铁矿水文地质勘查的基础上,南矿段水文地质补充勘查工作又取得了南矿段乃至矿区水文地质条件的新认识。通过建立矿区水文地质模型,依据群孔抽水试验和孔组抽水试验取得的水文地质参数,结合开发利用方案,采用大井法和数值法重新预测了两个矿段联合开采条件下的矿坑涌水量。     

矿坑涌水量预测研究

本文分别采用大井法和数值模拟法对徐家堡铁矿矿坑的涌水量进行了计算。结果表明,数值法预测的水量偏小,而大井法预测的水量较大,两者结果略有偏差,在矿坑安全和矿排水污染方面来看应选用大井法计算的水量,采用大井法计算得出矿坑的涌水量为18 900 m3/h。该研究结果可在保障采矿安全和矿排水综合利用方面提供科学依据。     

二元结构含水层悬挂式帷幕深基坑降水计算方法研究

帷幕结合基坑内降水的方案是深基坑工程中地下水控制的主要趋势,而至今业内对悬挂式帷幕降水条件下的设计尚无统一的计算方法。本文以汉口长江I级阶地某基坑工程为实例,基于二元结构含水层特点,提出了承压—无压条件下的修正大井法,并分别运用修正大井法、半封闭承压含水层非稳定流半解析法和数值模拟等方法,对不同帷幕深度条件下基坑涌水量和降深进行了计算,并开展对比分析。研究结果表明:承压—无压修正大井法较其它大井法更能刻画二元结构基坑降水帷幕的实际作用;半封闭承压含水层非稳定流半解析法在小程序辅助下,可实现水位降深的计算,且与数值解吻合度较高,可满足此类基坑降水设计的便捷计算需求。     

潜水地区深基坑降水引起地面沉降的抽水试验及其简化计算

以兰州地铁1号线马滩站深基坑工程为依托,根据场地工程地质和水文地质条件,设计单井抽水试验及完整基坑降水工程,并完成了现场监测工作。得到各自的地下水位及地表沉降量的变化规律,对比发现两者水位变化趋势、沉降量基本相同。在裘布依假定的前提下首先求出基坑降水后地下水位的降落曲线方程,忽略土体的侧向变形及群井效应对降水效果的影响,采用分层总和法分别计算水位降落曲线上下疏干土与饱和土的地面沉降量,叠加后得到最终坑周地面沉降量。采用大型有限元软件对该基坑降水工程进行数值模拟,现场监测数据与数值计算及理论计算结果基本吻合,表明本文提出的计算方法具有较高的工程实用价值。     

武汉古河道承压水井流理论及在基坑降水中应用

在分析武汉市古河道特殊水文地质条件的基础上,建立古河道水文地质模型,将古河道承压水井流问题概化为带状承压含水层中地下水向抽水井的运动问题;然后结合镜像法原理,引入吉林斯基势函数,推导出古河道承压、承压-无压完整井稳定流解析表达式。基于此,将其应用于基坑降水工程中,提出适用于古河道承压含水层中基坑涌水量计算方法;最后以武汉梨园广场地下停车场深基坑工程为例进行计算分析,并将结果与传统方法计算结果和实际监测数据分别进行对比,结果显示所述计算方法所得结果与基坑实际涌水量相对误差仅为7.4%,而采用传统大井法相对误差达到54.5%,验证了所提出计算方法的合理性。研究结果对于认识古河道承压含水层地下水井流规律以及指导基坑降水设计具有重要意义。     

深基坑工程多层承压水的抽水试验研究

随着基坑深度不断加大,多层承压水的深基坑问题亟待解决。在实际工程中,查明场区岩土体水文地质特性及不同含水层间越流补给关系,获取较为准确的水文地层参数,防止突水、管涌等事故的发生对基坑的安全运行具有重要的意义。本文以常州市某深基坑工程为例,对基坑底部Ⅰa、Ⅰb层承压水进行研究,开展了单井与群井承压水非稳定流抽水试验,将数值模拟的成果与实际观测得到的拟合曲线对比,评价抽水试验获得的水文地质参数的可靠性。根据抽水试验及水位恢复过程中的地表沉降监测结果,预测承压水降水对周围环境的影响,从而为减压降水井设计及基坑底板稳定性分析提供有效的指导。     

元山子钛铁矿矿区水文地质特征分析

通过对元山子矿区水文地质特征的分析,矿区有四个含水层,三个隔水层,按照水文地质单元构成要素,结合地表分水岭情况,可将矿区划分为三个水文地质单元,认为该矿区水文地质条件总体比较简单,地表水对矿床充水作用较小,并对矿坑涌水量进行了预测计算,地表水汇入量预测采用地表径流模数法计算,地下水涌入量采用狭长水平坑道法,综合矿坑地下水及地表水涌入量数据,求得矿坑(Ⅰ南/Ⅰ北、Ⅱ、Ⅲ)一般涌水量为846.2m~3/d和732.4m~3/d,最大涌水量为36 118m~3/d和27 080.1m~3/d,为以后矿山开采提出了建议。     

上海地铁11号线徐家汇站深基坑降水数值模拟

承压水是基坑工程施工主要风险源之一,基坑降水是地铁站建设经常采取的措施。承压水降水设计应综合考虑水位降深要求、承压含水层厚度、降水井深度、止水帷幕深度等因素,通常采用数值模拟方式进行计算分析。本文以上海地铁11号线徐家汇站深基坑降水工程为例,根据场地工程地质和水文地质条件、地铁站围护结构设计深度和基坑开挖深度,建立地下水渗流三维数学模型,通过单孔和群孔抽水试验资料反求水文地质参数,结合场地初始条件和边界条件,采用Visual Modflow有限差分法对基坑降水进行模拟,数值模拟结果与地下水位实际监测数据十分吻合,为地铁工程深基坑降水设计提供了指导作用。     

永达路站承压水抽水试验及数值模拟

对宁波轨道交通3号线永达路站4层车站深基坑(6)_(2T)和(8)_1层承压水开展抽水试验,利用试验数据计算得到承压水水头标高、涌水量、导水系数、贮水系数及渗透系数等参数。在此基础上,利用Mod Flow软件建立了抽水试验模型,将抽水试验结果与数值模拟计算结果进行验证,并提出减压降水方案,以保证深基坑抗突涌设计和施工安全。     

复合型矿山水文地质条件及矿坑涌水量研究

本文以某金属矿山为例,为准确预测矿山设计阶段及实际开采阶段矿坑涌水量,以保证矿山安全开采和保护地下水资源,分析了矿区含水层隔水层分布、地下水补径排条件、地下水动态变化和矿床充水因素,将矿区平面上所处水文地质单元详细划分为西区、东区2个次级水文地质单元进行研究,每个次级单元概化为半圆形抽水大井,将矿区垂向上、上部开采相对较大区域概化为大井,深部开采面积急剧减小段概化为叠加的深部开采小井,矿山总体成为复合型矿山水文地质模型。根据抽水试验数据采用比拟法,对首采段矿坑涌水量进行计算并根据实际排水量进行了对比验证,并综合矿山实际开采数据,采用优化的比拟法和相关分析法,对深部矿坑涌水量进行了预测。通过对复合型矿山的概化及计算,为条件复杂矿山的矿坑涌水量计算提供了理论和实践依据。     

三维渗流模拟分析场地水文地质参数

对于高水位区域的深基坑施工而言,场地水文地质参数的确定、降水方法的选择直接关系到基坑降水成功与否。主要以海运大厦工程为例,在坑外通过抽水试验得到场地水文地质参数,在此基础上通过三维渗流模拟预测基坑施工中水位变化情况,以此为基础采取相应措施确保基坑顺利施工。     

矩形基坑降水计算的列井法

根据干扰井群稳定流叠加原理,导出了矩形基坑传统等效圆半径就是外接圆半径。根据汇线稳定流原理,导出了矩形、狭长条形基坑涌水量计算的新方法——"列井法",并分别与传统等效圆半径及"大井法"对比。"列井法"也定义了等效圆半径——称为"相对等效圆半径",即相对于基坑边界的等效圆半径,形式简单易记。通过对比,外接圆半径总大于传统等效圆半径。对于狭长条形基坑,两种方法基坑涌水量的计算结果随基坑宽长比呈平稳一致的变化趋势,数值相差不大,"列井法"稍大于"大井法",而潜水含水层,两者几乎一致;矩形基坑两种方法基坑涌水量的计算结果随基坑宽长比相差较大,且"列井法"大于"大井法",但变化特征一致。由于"列井法"是针对整个基坑边界的积分,其计算结果更能代表基坑的渗流特征。     

深基坑群井降水法效果研究与实例分析

以苏州市轨道交通6号线工程港田路站基坑降水工程为例,结合工程所在区域的水文地质条件、场地情况和周边环境,重点分析说明了生产性抽水试验对降水运行施工、基坑安全评价和止水帷幕效果的重要指导意义。该工程生产性抽水试验结果表明:基坑临界挖深14.40 m, 3口井以单井流量15.0 m~3/h抽水时,水位能控制在安全所需,最终水位控制在9.56 m～12.57 m,满足抗突涌计算所需;降水井深度超过围护体深度。抽水试验期间坑内外水位差明显,该区域围护结构(止水帷幕)对(7)_2层承压水有明显的绕流作用。     

徐家汇地铁站深基坑降水数值模拟与沉降控制

上海地下水位埋深较浅,地铁站建设大多要采取工程降水措施。以上海地铁 11 号线徐家汇站为例,根据场地工程地质和水文地质条件、地铁站围护结构设计深度和基坑开挖深度,建立地下水渗流数值模型,通过抽水试验反求水文地质参数,结合场地初始条件和边界条件,采用三维有限差分法对基坑降水进行模拟,数值模拟结果与地下水位实际监测数据十分吻合,同时对基坑降水引起的地面沉降进行计算,结果表明基坑周围的地面沉降能够得到有效地控制。     

数值模拟技术在基坑降水中的应用

基坑降水设计常采用大井法计算基坑排水总量,再根据单井出水量,计算排水井的数目和间距,简单易行.但是当水文地质条件复杂,不能引用影响半径时,就不符合裘布依井流公式的适用条件,也就不能再用大井法计算排水量;同时,对于施工复杂的特大型深基坑工程,仅简单地进行均匀布井或非均匀布井,不能预测降水的非稳定过程,且并不一定能保证降水的效果.应用数值模拟技术探讨了解决这些问题的办法,并以长江下游某大桥锚碇区基坑降水工程为例,建立三维渗流数值模型,计算了基坑降水的排水总量,提出了基坑外降水井的最优布设方案.该方案用于指导工程施工,取得了比较理想的效果.     

用比拟法与稳定流“大井”法计算预测铁嶂矿区白云岩矿矿坑涌水量

根据广东省紫金县黄塘镇铁嶂矿区白云岩矿地质普查工作成果,分别采用水文地质比拟法、稳定流大井法对该矿区进行矿坑最大涌水量预测,并进行对比验证.其中水文地质比拟法计算结果为5762m3· d-1,稳定流大井法计算结果为1975.8m3.d-1,两者相差甚远.综合考虑钻孔抽水试验实际情况、矿区水文地质条件及岩溶发育分布特征等,最后选用更能代表矿山未来开采时的实际水文地质条件的比拟法计算预测结果,即矿坑未来最大涌水量采用5762 m3·d-1.     

深基坑施工过程的控制要点

在现代建筑工程中,为适应城市建设的飞速发展,深基坑及超深基坑工程日益增多,而复杂的水文地质情况及周边环境导致了深基坑是一项综合性很强的工程。文章结合天津地铁3号线和平路站的施工案例就基坑围护、坑内降水、基坑开挖、支撑、止水堵漏、基底加固和基坑监测等几个方面进行简要阐述。     

群井抽水试验引起地面沉降实测分析

随着城市的发展,深基坑工程规模也不断增大,基坑施工对周围环境的影响也越来也大,为降低深基坑工程的设计与施工风险,有必要通过抽水试验确定各地层(特别是承(微)压含水层)的水文地质参数。文章针对上海某工程的复杂水文地质条件,通过现场抽水试验,并运用三维地下水渗漏模型,基于有限差分法进行了数值模拟及水文地质分析,抽水试验有效预防施工中存在的问题,可为类似工程的设计、施工及风险控制提供依据。