临江高承压水超深基坑开挖抗突涌分析与对策——以南京纬三路长江隧道梅子洲风井基坑为例

临江高承压水超深基坑的成功实施必须解决坑底突涌与抗浮安全两大关键问题。通过合理的施工工序设计确保围护结构与基坑安全,并为坑内主体结构施工提供安全的施工环境。结合南京市纬三路过江隧道梅子洲风井基坑,对该类复杂基坑的重难点问题进行分析,在支护结构、开挖方法、实施方案及施工工序等方面根据工程具体特点采取相应的技术对策,确定了采用水下开挖及水下混凝土封底的技术方案,并经计算分析确定了最优施工工序。梅子洲风井的实践经验表明： 对开挖深度大、承压含水层厚度及埋深均极大而导致隔水帷幕难以穿透承压含水层的基坑工程,采用水下开挖方式可有效防止基底突涌的发生,并能改善围护结构的受力与变形状态;而水下封底混凝土的设置可承受坑底巨大的承压水压力,是确保工程实施的关键措施。     

临江高承压水超深基坑支护方案研究

文章依托福州市地铁2号线厚庭站-桔园洲站区间风井,对临江高承压水超深基坑支护方案的设计思路进行阐述。为解决临江高承压水超深基坑支护结构受力与变形、开挖实施方案及施工工序等方面问题,采用数值模拟与现场实测结果相结合的方法对基坑支护方案进行分析。风井基坑的理论及实测结果表明： 对开挖深度大、承压含水层厚而导致隔水帷幕难以穿透承压含水层的基坑工程,可将基坑开挖方式分为常规的隔水干开挖和水下开挖结合的形式,其中水下开挖可有效防止基底突涌的发生,同时改善支护结构的受力与变形;设计中需重点关注水下开挖阶段支撑体系受拉、受扭等不利工况;水下封底素混凝土板是抵抗坑底巨大承压水压力的有力保障,是确保工程实施的关键措施,其受力状态主要表现为受弯和受剪。     

杭州地铁1号线过江隧道江北风井降水工程实践中建立的数值模型的分析研究

杭州地铁1号线江北风井基坑开挖深度为26.266m,共设置六道支撑,为目前杭州地区最深的基坑之一,基坑下部的圆砾层承压含水层是威胁基坑安全的重要因素之一。工程运用三维渗流理论,采用深井井点降水成功地解决了圆砾层承压问题。该文针对工程降水过程中建立的数值模型作了进一步的分析研究。     

马普托大桥南锚碇深基坑降水设计与施工

莫桑比克马普托大桥南锚碇基础采用外径50 m、壁厚1.2 m、深度56 m地下连续墙止水帷幕结构,基坑开挖深度36.3 m。在基坑开挖至27 m深时,出现1处基底突涌事故,导致基坑无法正常开挖施工。分析基坑突涌的形成原因及地下连续墙的封水效果,提出采取坑外降水方式将基坑外部承压水水头控制在开挖面以下的处治方案。通过抽水试验获取场地的水文地质参数,进行深基坑降水设计,并介绍减压井施工工艺及分阶段实施基坑降水情况。马普托大桥南锚碇深基坑降水处治取得了较好的施工效果,保证了工程的顺利完成,相关施工方法和设计方案可为类似工程提供参考。     

天津地区基坑底抗渗流稳定性验算分析

立足天津地区的基坑工程,在分析坑底某深度处有承压含水层及基坑侧壁有粉土、粉砂层时的底板破坏机理的基础上,利用塑性极限分析中的塑性铰接法,提出了一种计算抗承压水突涌临界厚度的方法;利用体积力法验算抗沉侧壁接触管涌中隔水帷幕插入基坑底以下的临界深度;并综合两者考虑,结合天津地质状况,验算渗流破坏中隔水底板的临界厚度。重点是综合考虑基坑平面的几何尺寸及基坑底板土层的剪力指标c、φ等对基坑底抗渗流稳定性的影响。     

深层水平封底在巨厚砂卵石层基坑地下水控制中的应用

为解决临江巨厚潜水含水层深基坑工程面临的地层渗透性强、涌水量大、降水难度大等问题，依托福州地铁2号线桔园洲站基坑工程，采用理论分析及三维数值模拟相结合的方法，研究不同地下连续墙深度及深层水平封底止水效果与基坑涌水量、坑外水位降深之间的关系，确定地下连续墙插入深度最优值及深层水平封底位置、厚度。工程实践表明： 1）深层水平封底实际止水效果平均达到93%以上，涌水量减少75%，有效降低了降水难度，确保了基坑工程安全顺利完工； 2）对巨厚强透水砂卵石且止水帷幕难以落底的深基坑工程，在悬挂式竖向止水帷幕基础上，设置深层水平封底止水帷幕，能有效减小坑底地层垂向渗透性，减少基坑涌水量； 3）水平封底位置需满足抗突涌要求，且上部预留一定的空间布置降水井滤管，抽排由封底渗漏至坑内的地下水。     

花岗岩强风化地层深基坑降水优化设计

花岗岩强风化地层裂隙发育且贯通性较好,地下水水量较丰富。基坑开挖过程中,如不降低强风化层地下水位,易出现坑底突涌、基底软化等现象。由于花岗岩强风化层渗透系数较小,降水过程中一般采用自动抽水方式,保持井内水位位于井底。因此,井底水位的深度(即降水井滤管长度)对降水效果影响较大,以深圳地铁6号线支线中山大学站深基坑降水工程为例,通过对降水井井深进行优化设计,得出了不同深度降水井合理间距,优化了降水设计方案,可为类似花岗岩强风化层深基坑降水工程提供参考。     

海底隧道工程盾构始发井水下封底混凝土施工

深圳前湾过海隧道工程盾构始发竖井,直径18 m,深28.54 m,采用沉井法施工,水下混凝土封底,封底厚度4.5 m.属大体积混凝土施工,如何保质、保量、按期完成封底工作,是一个值得研究的问题.结合工程实际及相关计算理论,介绍了高水压海滩地层中盾构始发井井底水下大体积、大面积、封底混凝土施工技术.     

车辆动荷载下偏压深基坑支护结构受力变形分析

依托杭州某地铁车站偏压深基坑工程,基于PLAXIS有限元软件建立三维数值计算模型,分析车辆动荷载对基坑开挖变形影响。结果表明:随基坑开挖深度增加,基坑内竖向位移和墙体水平位移均呈现先增大后减小趋势;工程施工时,在开挖至第三层土体时需加大注意坑底竖向位移变化,防止基坑隆起过大影响施工;车辆动荷载对基坑影响深度有限,基坑开挖深度小于15 m时,车辆动荷载对基坑影响较大,应注意车辆荷载对土体稳定性和地连墙水平位移问题,宜采取相关保护措施。     

深厚软弱土层大面积加固圆形地下连续墙锚碇基础施工重难点研究

张靖皋长江大桥北航道桥南锚碇采用直径为90 m的圆形地下连续墙锚碇基础，基坑开挖深度为21.3 m,基础底板下28 m深度范围内首次采用超高置换率的旋喷桩进行深层地基加固，以提升地基承载力、提高基底摩擦系数和降低承压水突涌风险。结合锚碇基础的建设特点，对深层地基加固质量控制、基坑渗水和突涌防治、返浆处理再利用以及锚体混凝土防渗控裂等施工重难点进行了分析，并提出了相应的施工控制措施，可为类似项目的实施提供借鉴。     

平封底加固在深层泉眼止水施工中的成功应用

本文通过介绍一个约3万㎡大型房建项目,在周边楼栋均已建好的情况下,开挖最后一块近900㎡地库基坑时发生多处承压水突涌事故,严重影响了工程进度,最终从安全性、经济性、止水有效性,以及对既有建(构)筑物的影响等方面综合比选,最终采用对环境扰动小的MJS工法进行坑底平封底止水处理方案,有效解决了承压水突涌问题。该项目成功实践可为类似复杂环境下承压水问题的解决提供参考和有益的借鉴。     

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。     

某过江通道工程风井施工监测分析

以南京市纬三路过江通道工程S线梅子洲风井为例,基于风井的复杂环境条件、开挖深度和地质条件采用地下连续墙的支护方案。为确保基坑安全,布置了详细的监测方案,并获得了丰富的监测数据,研究了各测点位移变化规律。     

基于ANSYS的深基坑承压水降压对周边环境影响分析

随着城市地下空间开发朝着深层发展,深基坑工程成为城市建设中的重要课题。当基坑达到一定深度后,不可避免地遇到承压水层的突涌问题。其中悬挂式止水帷幕的基坑,对承压水层的处理通常要求按需降压,既要保证基坑抗突涌稳定,同时也要尽可能保证对坑外承压水层产生较小的影响,特别是对于周边环境复杂、保护等级较高的基坑。利用ANSYS 10.0通用有限元软件中的热分析模块模拟基坑工程中承压水降压的过程,再通过结构模块继承承压水层水头降深结果,将其转换为土层的初始应变,最后经过结构模块的计算分析,得出准确的土体位移结果。为深基坑工程承压水降压设计以及对周边环境影响分析提供了一种新方法。     

考虑含水层渗透系数各向异性的深基坑降水优化设计

某船闸基坑承压含水层存在夹层及互层，地层渗透系数表现为竖向小于水平向的各向异性特征。充分利用这一特性，将隔水帷幕与降水井设计同步考虑，建立三维数值分析模型，改变地下连续墙与滤管插入承压含水层深度，计算不同插入深度组合工况基坑内外承压水位降低情况，得出了经济、安全的地墙与滤管插入深度，不但满足了设计降深要求，且坑外水位降深较小，还保护了周边已有的构筑物。     

高黎贡山隧道1#竖井（副井）突水淹井封堵施工技术

为解决高黎贡山隧道1#竖井（副井）掘砌时发生的高压突水淹井难题，根据地层特点和施工情况，分析突涌水原因； 类比其他行业深井淹井突水口封堵施工经验，提出水下混凝土直接封堵、静水压抛碴注浆封堵和改性水泥浆止水垫与注浆碎石堵水层相结合封堵3种方案并进行比选，选用在静水压状态下采用改性水泥浆止水垫与注浆碎石堵水层相结合封堵的方案，介绍其施工控制技术，并通过抽排水施工对封堵效果进行验证。结果表明： 1）改性水泥浆止水垫与注浆碎石堵水层相结合封堵方案中采取的改性水泥止浆垫参数设计、构筑止浆垫施工工艺、改性水泥浆的配比等施工技术能够满足深大竖井突水口封堵施工要求； 2）深水承压摄像头能够对施工过程进行有效监控，实施控制性排水能够准确检验封堵效果； 3）50 m厚改性水泥浆止水层能够达到封堵突水口的预期目的，完成后经抽水验证可知突水口封水率达99%，封堵效果较好。     

临江富水超深基坑施工关键技术

临江富水超深基坑开挖是大型水下隧道建设的重要组成部分,保证开挖时基坑和围护结构的稳定是面临的重大难题。以南京纬三路过江通道通风井基坑为工程背景,根据其工程地质、场地条件和技术难点,制定了地基加固与井点降水相结合的基坑加固方案,并通过水下开挖和水下浇筑混凝土,成功完成了临江富水超深基坑建设。施工结果表明,临江富水超深基坑支护、水下基坑开挖和水下混凝土灌注等关键施工技术,很好地解决了基坑开挖深度大、地下水位浅、场地条件差等难点问题。该工程的有效推进,为类似工程提供可借鉴经验。     

超深竖井水下开挖施工关键技术

灌水反压回填是基坑失稳后采取的抢险措施,但在工程实践中应用较少.南水北调中线穿黄隧道工程盾构始发竖井是目前国内开挖深度与成墙深度最深的竖井,在开挖过程中底部出现大量涌水、涌砂.文中结合该工程实例,针对超深竖井的工程地质特点,采用灌水后再开挖的水下逆作施工技术,确保了竖井开挖安全和质量.     

水下岩层中大直径轻型双壁钢围堰设计与施工

广深港铁路客运专线沙湾水道特大桥6号主墩双壁钢围堰设计嵌入水下岩层中7 m.6号墩双壁钢围堰采用圆形双薄壁钢壳和混凝土组合结构,结合6号墩双壁钢围堰的施工,介绍32.6 m大直径轻型双壁钢围堰结构设计、抗浮设计和水下岩层基坑开挖、双壁钢围堰制作、浮运、定位、下沉、封底、拆除等关键施工技术.该施工过程中采用的"先挖后沉"的施工工艺安全、可靠,大方量抓斗船开挖水下软质岩层快速、精确.     

大水头差条件下防撞导向井钢围堰内承台基础开挖关键技术研究

曾被誉为"世界第一钢筋混凝土拱桥"的万州长江公路大桥,随着三峡库区175m水位的蓄水,两岸拱脚全部被淹入长江水下,主拱圈遭受船舶撞击的风险加剧。结合库区水位变动及大桥防撞特点,采用了一种能自动适应水位变动、实现即时防护的"自浮式弧形水上升降防撞装置"。而1号导向井承台基坑能否顺利开挖直接决定着防撞工程项目的成败。采用围堰槽套孔取芯掏槽和原槽浇筑水下混凝土技术,克服了29m大水头差压力下刃脚段封底混凝土与基岩间的大渗漏风险;采用在刃脚内外侧及底部设置12mm厚止水环板,克服了地下水沿刃脚与混凝土基础间隙大渗漏的风险;采用基础岩体帷幕注浆技术,克服了大水头差压力下因砂岩孔隙、裂隙等自身缺陷而存在的基坑涌水风险。ABAQUS有限元仿真结果表明,围堰内抽水并开挖承台基坑后,钢围堰基础整体稳定。现场承台基础的顺利施工进一步验证了计算结果的正确性。