广州地铁十三号线6标工程加压回灌井技术介绍

广州市轨道交通十三号线首期工程 鱼珠至象颈岭段 施工六标 加压回灌技术介绍 汇报内容 加压回灌技术开发背景 加压回灌技术原理 工程实例 现场施工及应用效果 第一篇 加压回灌技术开发背景 目前城市建设越来越趋于高层化和密集化 顺应城市建设的新要求 城市地下空间的开发利用显得紧迫而重要 城市将庞大的资金投入地下空间的开发利用中 地下空间的利用将构建起城市的脉络 地下空间的开发利用将为城市带来深远的经济 社会效益 在地下空间的开发利用过程中 为保证土方开挖及基础施工处于干燥状态或提高基坑边坡的稳定性 常采用降水方法将坑内或坑外地下水位降低至开挖面以下 但在可压缩性土体中 随着地下水位的降低 地基中原水位以下土体的有效应力增加 导致地基土体固结 进而造成降水区域内的地面和建 构 筑物产生不均匀沉降 倾斜 开裂等现象 严重时可能危及其安全和正常使用 地铁 基坑工程建设引起的地表沉降事故在各大城市屡屡发生 已成为影响城市地面沉降的主要因素 一 加压回灌技术开发背景 一 加压回灌技术开发背景 加压回灌技术优势 一 加压回灌技术开发背景 第二篇 加压回灌技术原理 二 加压回灌技术原理 第三篇 工程实例 本工程主要敷设在黄埔东路 107国道 和新塘大道西路下方 南岗站站址位于黄埔东路 107国道 下 黄埔东路现状为双向6车道 交通繁忙 南岗站 22 盾构井区间线路基本上呈西南 东北走向 区间线路出南岗站后沿黄埔东路敷设 下穿沿江高速桥和南岗涌 途径开创大道 康南路等路口 然后以半径R 650的曲线段下穿东兴综合批发市场并转入新塘大道西路下方往东行进 最后达到22 盾构井 N 民宅与新塘大道西 光辉家具 东兴综合批发市场 盛发加油站 南岗桥及架空管廊 南岗玩具城 沿江高速桥 黄埔红会医院 南岗公交场 南岗人行天桥 22 盾构井 南岗站 1 联络通道 2 联络通道 工程概况 工程概况 22 盾构井兼风机房位于新塘大道西路上 基坑两侧开挖深度27 364m 标准开挖深度26 334 长度为56 1m 宽度为24 9m 围护结构为1000mm厚地下连续墙 四道钢筋砼内支撑支护 围护结构共含28幅连续墙 连续墙进入中风化岩层不小于3m 基坑南 北两侧临近新墩村下基市场3 5层框架结构居民楼 其中基坑距离南侧民居楼净距约8 8m 距离北侧居民楼10 1m 基坑东侧临近水南涌截污箱涵 基坑距离箱涵最小净距约为48m 22 井基坑平面位置图 10 1m 8 8m 开挖深度约27 9m 开挖范围内地层主要为回填土 淤泥 淤泥质土 粉细砂 中粗砂 粉质粘土 砂质粘性土和强风化混合花岗岩 底板主要处于强风化混合花岗岩和中风化混合花岗岩中 局部处于微风化混合花岗岩 22 盾构井 工程地质情况 施工背景 提出使用加压回灌技术解决问题 0 25mm d 涌水点 嵌入中风化岩层不少于3m 问题示意 第四篇 现场施工及应用效果 加压回灌技术施工参数 本工程压力回灌系统共设6个回灌井 间距5米布置 分别编号为1 2 3 4 5 及6 回灌井 主线变频恒压系统在控制恒压0 3MPa情况下 连接6个回灌井 编号为1 2 3 4 5 及6 回灌井 通过变频恒压系统调节 保证每个支线均以0 3MPa的回灌压力进行注水 同时在支管上设置一个止水阀和水表 以控制水流量 变频恒压系统示意图 回灌井 压力表 流量表 回灌量控制示意图 加压回灌技术施工参数 在本工程的回灌系统中 为保证加压系统以0 3MPa的恒压进行注水回灌 在实际应用中项目部创新性的采用了一款 立式一体式变频恒压水泵 该水泵是一台多用途增压设备 相比普通水泵具有更大的优势 立式一体式变频恒压水泵 优势 全自动而且恒压 稳定 节能环保 低功耗低噪音 省人工易安装 沉降较大区域 回灌井平面布置根据沉降区域较大区域进行布置 即沿基坑北侧布置 回灌井钻孔深度到达岩面线 岩面线 加压回灌技术施工工艺 钻孔 制管 下管 填砂 洗管 连接密封 水位观测 水位观测孔布置图 为了及时了解回灌过程中基坑周边的地下水位变化 及时调整回灌井点的注水量 在基坑周边设置了水位观测点 编号H0 X 用以观测基坑周边的自然水位变化情况及回灌效果 回灌井注水后每天观测2次 当水位变化基本稳定后 每天观测1次 在观测水位的同时并对机组的注水压力及注水流量作好记录 根据观测水位变化及时调整注水量 以保持水位相对稳定 效果分析 回灌效果 回灌后 回灌后最大变化速率不超过 0 08mm d 回灌前 回灌前最大变化速率 0 3mm d 效果分析 效果分析一 房屋沉降与水位变化的关系 基坑从开挖以来一直在降水 每天保持着抽水量400 600m3左右 就如前面所分析的 若在基坑内一直降水会影响外面的水系 持续的抽水引起土体失水 土质松散 导致周边建筑沉降增大 通过对基坑北侧水位监测分析 得出的结论证明了北侧房屋沉降与周边水位下降有关 水位下降较大时 房屋沉降速率加大 水位稳定或上升时 房屋沉降速率减少 房屋沉降与水位变化关系 时间曲线图 效果分析 效果分析二 压力回灌井影响范围及与水位变化关系 在基坑监测要求的水位监测孔的基础上 增加了两个越过基坑北侧房屋群的水位监测孔 距离回灌井位置36米左右 钻孔深度10米 并对压力回灌井停止回灌和开启回灌影响范围进行试验 根据8天的水位监测数据分析来看 回灌井附近20米内的水位孔H01 H05对回灌水开关反应较敏感 当达到一定时间 水位孔H08 H09也出现反应 并最终四个水位监测孔与回灌井回灌水开启与关闭形成了联动关系 停止回灌水时 各个水位出现下降 重启回灌水时 各个水位出现上升 到达一定高度后并趋于稳定 回灌水开启与关闭水位累计值 时间曲线图 结论 对于基础为浅基础或摩擦型式桩基的地面建筑物的承重是通过地基饱和土进行平衡的 对于饱和土的应力则分为土本身颗粒间的有效应力与颗粒间的孔隙水压力 土颗粒间的有效应力影响到土的变形和强度 当基坑不断抽水时 导致土体失水 即土颗粒间孔隙水压力的流失 此时地面建筑物对土体的荷载大于土的总应力 土体压缩变形 导致地面建筑物的沉降 采用加压回灌技术 通过回灌水恢复土体孔隙间流失的孔隙压力 以使土体达到饱和状态 保证土体不产生失稳 22 盾构井由于采用加压回灌技术 基坑内降水对周边房屋的