高承压水地基深基坑支护设计及隔渗施工技术研究

论文摘要

超深基坑施工在国内外已有大量地研究,但在钱塘江边含水量丰富的砂性粉质土地区施工30m深的基坑尚属首次。本文论述研究的杭州庆春路过江隧道江南工作井深基坑,由于深度约30m,且紧邻钱塘江边,是杭州地区粉砂土及强渗透系数的卵砾石层深基坑工程首次面临承高压水处理问题。古钱塘江河道分布范围广,覆土平均厚度超过22m,高低起伏的处在⑧号卵砾石层,地质及水文地质十分复杂,为高风险的承压含水层。从现场的承压水降水勘查显示:承压水初始水头高,单井流量及水位恢复比率大,波动幅度较大,而且整个地下承压水水位为动态的平衡,上游水源补给非常充分。庆春路过江隧道江南工作井基坑施工方案最终采用隔水帷幕结合井点降水方案来解决钱塘江古河道承压水问题,避免了单独采用隔水帷幕费用大、施工困难的缺点和单独采用井点降水不安全的缺点,在经济和安全两个方面均获得了良好的效果。同时也为同地区今后类似工程提供了很好的借鉴经验。本文结合庆春路过江隧道项目江南工作井土建工程施工,系统调研钱塘江古河道承压水层的性状,提出钱塘江古河道承压水层的降水治理和支护结构设计施工方法,及时总结和完善了该工程的施工工艺和其它技术成果,为今后杭州地区涉及类似地质条件的地下工程施工提供良好的技术支持和保证。基坑工程中,承压水的处理是个重大的技术问题。本文通过现场的抽水试验以及数值计算对该问题进行了详细的研究;通过现场实测数据和有限元计算成果的比较,优化了设计参数并提出了可行的施工方案。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 钱塘江边粉砂及卵砾石承压水深基坑研究现状
• 1.2 杭州市庆春路过江隧道工程背景
• 1.3 本文研究的主要内容和研究方法
• 第2章 承压水地基中支护结构设计
• 2.1 概述
• 2.1.1 承压水的破坏形式
• 2.1.2 承压水产生基坑突涌条件
• 2.1.3 支护结构的设计思路
• 2.2 江南工作井设计概况
• 2.3 工程地质概况
• 2.4 江南工作井支护结构设计
• 2.4.1 计算模型及参数的选取
• 2.4.2 开挖支护工况模拟
• 2.4.3 江南工作井围护结构分析计算
• 第3章 承压水层抽水试验
• 3.1 抽水试验的目的
• 3.2 抽水试验方案设计
• 3.3 抽水试验实施
• 3.4 数值分析
• 3.4.1 渗流基本理论
• 3.4.2 空间离散及边界条件
• 3.4.3 有限差分法求解
• 3.4.4 模型识别
• 3.5 现场抽水试验结论
• 第4章 江南工作井地下水控制设计
• 4.1 降水方式与水文环境的适应性研究
• 4.1.1 基坑疏干降水分析
• 4.1.2 减压降水的必要性分析
• 4.1.3 抗承压水突涌的常用措施
• 4.1.4 防突涌措施与水文环境的适应性
• 4.2 降水设计方案综合比选
• 4.3 "隔渗帷幕+抽水降压"方案设计
• 4.3.1 素混凝土隔渗帷幕设计
• 4.3.2 抽水降压井设计
• 4.3.3 降水施工要求
• 4.4 实施方案的降水效果验证
• 4.4.1 降压抽水试验总体安排
• 4.4.2 降压抽水试验数据整理分析
• 4.4.3 降压抽水试验结论
• 第5章 江南工作井支护结构施工关键技术
• 5.1 地下连续墙施工难点及针对性技术措施
• 5.2 隔渗帷幕地连墙施工设备选择
• 5.2.1 双轮铣槽机成槽设备简介
• 5.2.2 铣槽机设备技术参数
• 5.3 隔渗帷幕施工方案
• 5.3.1 导墙制作
• 5.3.2 素砼地下连续墙隔渗帷幕施工工艺流程
• 5.3.3 槽幅划分
• 5.3.4 成槽施工
• 5.3.5 泥浆系统
• 5.3.6 素混凝土浇筑
• 第6章 隔渗帷幕生产性试验
• 6.1 试验目的
• 6.2 试验槽幅施工及实测数据
• 6.3 隔渗帷幕施工方案修正
• 第7章 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 7.2.1 降水处理及风险规避
• 7.2.2 其他
• 致谢
• 参考文献
• 攻读工程硕士学位期间主要的研究成果