地铁工程设计水位计算方法及技术问题探析.doc
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1、地铁工程设计水位计算方法及技术问题探析摘 要:文章通过对盆地区工程案例进行分析,探讨设计洪(涝)水位计算方法,并分析计算需考虑的具体技术问题,为类似工程分析计算提供参考。关键词:地铁;出入口;车辆段;100年一遇;设计洪水位;内涝水位1 引言城市规划用地中,合理确定地铁工程出入口及车辆基地场坪标高是决定地铁工程设计合理性、经济性的重要因素。2 设计水位计算一般方法根据地铁设计规范要求,地铁出入口及车辆段设计时考虑的设计水位包括设计洪(潮)水位和最高积水位。其中工程设计中设计洪水位推求方法主要有频率统计分析法和水动力模型计算法,前者主要用于有长系列水位观测资料的区域,后者用于水位资料缺乏或者由于
2、水利工程变化导致计算时期水位与历史水位不符合一致性的区域;水动力模型计算方法根据区域地形情况又可选用恒定流计算方法和非恒定流计算方法。积水位计算主要根据其成因采用水文学和水力学相结合的数学模型法。3 地铁施工对地下水的控制方法3.1 堵截地下水(1)防渗水平帷幕法在基坑底部采用高压注楽及搅拌等技术手段,构筑一道地下水平连续帷幕,用于防止基坑底部的渗漏、隆起及变形等。常用于采用防渗垂直帷幕无法很好解决控制地下水的工程中。(2)防渗垂直帷幕法在基坑四周采用高压喷楽、压力注装、渗透注菜或深层搅拌等技术手段,构筑一道地下连续的墙幕,既可以有效的进行地下水封堵,又能作为支撑边坡的围护结构,截水帷幕底部最
3、好插入不透水层。该方法十分简单,适用性很强,被广泛用于国内工程项目。(3)钢板桩在开挖前,将钢板桩打入地下,形成连续的堵水墙,既能有效的堵截地下水,又对边坡有一定的支护作用。为了达到较好的堵截水效果,需要将钢板桩打入基坑底部以下的不透水层,同时钢板桩必须连续。此法常用于游泥质砂与粘土质砂等地层。(4)地下连续墙在挖前,在基坑四周构筑一道钢筋混凝土结构墙体。地下连续墙堵水效果比较好,后续施工安全性高,但工程造价较高。此外,如果因地下电缆、管道和其它建筑物的阻碍,造成连续墙不连续,存在豁口,则再去封堵豁口的费用会很大。3.2 降低地下水位法(1)集水明排集水明排归属于重力降水。它是在基坑中开挖集水
4、井和集水沟,使挖时基坑内渗出的地下水经集水沟汇集到集水井中,再用栗将水从集水井中抽出,进而达到疏干地下水、保持基坑干燥的目的。集水沟和集水井需要保持一定的高差,般情况下集水沟要高于集水井0.5m1.0m,集水沟底要低于挖面0.3m0.5rn,并随着基坑开挖而逐步加深,沟底和井底的深度差基本不变。集水井通常布设在基坑角或者每个30m40m布设一口,其半径通常为0.7m0.8m,深1.0m。井壁可以采用挡土板、水泥管或砖进行临时支护,井底铺设0.3m厚的碌石,达到防止泥砂堵塞水栗的目的。集水明排一般使用潜水栗进行抽水,设备简单、施工便捷、费用低,广泛应用于施工现场。这种方法的缺点是,地下水会沿边坡
5、面、坡脚或者基坑底部渗出,可能导致基坑底软化或者泥沒;若土体颗粒较细,而基坑底挖深度较大,在地下水动水压力作用下,土体颗粒会随着地下水流出,经长时间的作用,可能会导致流砂、管涌、基坑底隆起与边坡失稳。(2)井点降水井点降水是降水方法中应用最广泛的,同时也是高地下水位地区辅助基坑工程施工的重要手段之一。它是在基坑四周布设能渗水的井点管,并配置一定的抽水设备,在不扰动土体结构的情况下,将地下水不间断的抽走,从而使基坑范围内的地下水位降至设计深度,保证基坑在较干燥的施工环境下开挖。此法降水效果比较好,能应用于不同几何形状的基坑,具有防止流砂、提高边坡稳定性的作用,能降低承压水位,防止基坑底隆起和破坏
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