地下工程施工降水方案与设计计算讲义.ppt
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1、第第1010章章 地下工程施工降水方案地下工程施工降水方案与设计计算与设计计算 地铁工程降水一般针对采用明挖、暗挖方法施工的车站和区间隧道,包括其附属的风井、风道,以及盾构法施工的区间隧道的盾构始发井、接手井和横通道等。不同城市的地铁工程采用的降水方案有着很大差别,甚至截然不同。有时,由于地铁结构施工方法的不同,也会造成降水方案的差异。采用何种降水方案,应认真进行经济和技术论证。我国地域辽阔,大城市所处不同的地质单元,各有特点。例如,北京等城市坐落在山前冲洪积扇上,上海等坐落在三角洲或冲击州或冲积平原之上,而山城重庆则处在河流侵蚀作用强烈的山地。各地的水文地质条件千变万化,三角洲或冲积平原地下
2、含水层颗粒细,含水层多而薄,地下水水位高而不丰富;黏性土 隔水层的孔隙比大,固结程度低,抽取地下水会引起严重的地面沉降,修建地铁大多要采用地下连续墙或止水帷幕把外围地下水隔开,然后在槽内降水,或同时在槽外降压,排水量往往不大。山前冲洪积扇地下含水层颗粒粗,透水性性强,水量大;黏性土隔水层孔隙比小,固结程度高,降水施工一般不会产生大的环境问题,在基坑或隧道外围实施封闭降水后采用浅埋暗挖方法,或护坡桩、土钉墙支护即可安全进行地铁结构施工,但排水量往往很大,例如,沈阳地铁某些车站的日排水量甚至超过了10X104m3,一般来说,建在山前冲洪积扇上的城市采用基坑外围降水方案,无需修筑很厚、很深的地下连续
3、墙,无论是在经济上还是在技术上,都是合理、可行的。导墙放线 导墙开挖钢筋绑扎模板支设 模板浇筑混凝土 导墙浇筑完毕要注意养护,中间要架设木支撑或者砖支撑再来一个支撑成槽开挖成槽开挖泥浆配置泥浆测试锁口管吊放,两边的是锁口管 钢筋笼平台及钢筋对焊钢筋龙起吊,这是一个难题钢筋龙起吊钢筋龙入槽锁口管起拔 10.110.1施工降水的特点、作用、原则和方法施工降水的特点、作用、原则和方法10.1.110.1.1施工降水的特点施工降水的特点 由于地铁隧道及车站埋深大、线路长,部分地段穿越城市复杂地区;因而降水施工是地铁明、暗挖施工的一项极为重要的技术保障措施。与其他公民建工程的基坑降水相比,地铁工程降水的
4、特点如下:1.降水范围大;地铁工程降水范围一般都很大,例如,北京地铁复八线全部采用浅埋暗挖法施工,位于地下水位以下的车站和区间总长约8.5km,除国贸桥地区局部地段管道渗漏严重,采用冷冻法施工外(不足100m),全部采用降水法施工,降水范围大体上总贯了永定河冲洪积扇轴线的中部;北京地铁5号线、10号线、4号线的大部分车站及一半以上的区间隧道采用降水法施工,降水范围贯通了永定河冲洪积扇中上中下部;沈阳市地处浑河冲洪积扇,由于潜水含水层巨厚,地下连续墙难以封闭含水层,因而几乎所有的地铁车站不得不采用降水法施工。2.降水深度大;地铁工程降水大多为超深降水,例如,北京地铁复八线地面下埋深一般为2023
5、m,5号线蒲黄榆站崇文门站埋深为2026.5m,10号线工体北路战国贸站埋深为25m左右,机场线东直门车站埋深为28m左右,施工竖井深度达到33.5m,北京南站交通枢纽的地铁14号线预埋段深度超过了30m;天津站交通枢纽预埋的天津地铁2号线、3号线、9号线的深度接近30m;沈阳地铁埋深也达到了20m。由于地铁结构埋深大,实际降水深度从几米到20余米。3.降水时间长;降水工程需配合土建主体结构施工,延续到二衬结构施工结束,不能因故停止或间断降水。地铁工程降水周期一般都超过2年,至少要经历2个地下水丰、枯水期。对于丰、枯水期地下水动态变化大的地区,应认真分析地下水动态变化对地铁施工的影响。4.施工
6、难度大 地铁线路大多顺城市主干道延伸,降水工程场地主要位于 城市道路上,路面交通繁忙,地下各种管线纵横交错,有的近邻高楼大厦或居民住宅区,有的站体位于大型立交桥下方,施工场地狭窄,施工难度很大。5.技术要求高;由于地铁线路长,有的要穿过几个水文地质单元,甚至从地表体下方通过,一些车站和区间段要求疏干潜水、层间水,并降低承压水位,将水层位多,降深幅度大;一些站段有时还涉及几种降水方法或堵水、排水结合应用的情况,施工技术要求较高。6.地铁工程对地下水环境的影响大 地铁修建后,在地下形成一道截水坝,将改变地下水特别是浅层地下水天然状态下的分布、赋存和运移规律。如果在同一水文地质单元修建多条地铁,已建
7、成地铁对后建地铁降水施工的影响不容忽视。由此可见,地铁工程降水与一般基坑降水相比复杂得多,对降水设计的可靠程度要求很高。因而降水设计阶段应与地铁土建结构设计相对应,分为初步设计和施工设计。经多方评审确认后才能付诸实施。图3-2 北京地铁路规划图(1999)图 例地铁线路地铁车站与市郊铁路换乘站车辆段大修场线路号预留用地线路号长度(km)1号线2号线3号线4号线5号线6号线7号线8号线9号线10号线11号线12号线13号线14号线线合计50.023.030.032.527.529.218.027.026.531.018.526.040.510.0408.2410589183114直门10回龙观清
8、河135北苑3首都机场13支香山颐和园10海淀小煤厂9苹果园站西直门2复兴门北京西站郭公庄12黄村南苑亦庄宋家庄十里河岱头12永定门2北京站望京东坝支61建国门定福庄通州7热电厂6八角游乐园古城路10.1.2施工降水的作用施工降水的作用 (1)防止基坑和隧道侧壁、即底和掌子面渗水,保持隧道开挖无水作业,便于施工。(2)消除地下水渗透压力的影响,防止地层颗粒流失,保证隧道围岩的稳定性。(3)减少土体含水量,提高土体物理力学性能指标。(4)减少土体中孔隙水压力,增加土中有效应力,提高土体固结程度,增加隧道围岩抗剪强度,防止塌方发生。(5)降低基地下部承压水水头,减少承压水头对基底土层的顶托力,防止
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