基于盾构机掘进参数对地表沉降影响敏感度的风险分析

为了研究软土地区土压平衡盾构机在穿越重要区域过程中,不同掘进参数影响下的地表沉降能否满足变形控制标准,针对建国道站至天津站站盾构掘进工程,分析盾构掘进参数与掘进速度的关系,并建立基于所确定的盾构掘进参数的三维有限元模型,分析对周围地层沉降的影响规律,通过空旷场地下的实测结果对数值分析进行验证。在此基础上,针对各参数在正常施工范围内的波动对地表沉降影响的敏感度进行分析,最后以盾构掘进过程中的关键掘进参数为底事件建立风险故障树并进行定量的风险评估。研究结果表明:盾构掘进速度不同时,各掘进关键参数的取值范围不同,各掘进参数之间具有一定的相关性;盾构机以接近30 mm/min的速度正常掘进的前提下,得出对地表沉降影响敏感度及风险值的致险因子排序,从而可对盾构掘进引起变形的精细化控制提供参考。     

天津第二粉土粉砂微承压含水层回灌试验研究

天津、上海等地已尝试采用回灌措施控制基坑降水引起的承压含水层水头下降及引起的沉降,然而目前回灌理论尚缺乏研究,在粉土粉砂微承压含水层中进行回灌的可行性也急需研究。因此本文在邻近天津某地铁基坑工程的场地外开展了一系列单井回灌、群抽群灌试验以及单抽单灌现场试验。试验结果表明,在粉土、粉砂为主的土层进行回灌是可行的。采用抽水试验得到的水文地质参数可以用于预测回灌的水位抬升,但是相同流量下,在距中心井较近距离内(约5~7 m内),回灌产生的水位上升值显著大于抽水导致的水位降落值。加压回灌可以显著提高回灌效率。回灌量与抽水量维持在相近水平可以有效控制周边地表及建筑物沉降。当回灌停止后,周边地表沉降有快速发展的趋势,因此在实际工程中,抽水停止后应适当延长回灌时间,逐步减小回灌量,使地下水位逐步回稳,避免抽灌活动结束后沉降的快速发展。采用双井组合回灌技术可有效的控制回灌井回扬时引起的含水层水位的下降。     

考虑承压含水层间越流的地下水回灌现场试验研究

当场地存在多层层间有一定水力联系的承压含水层时,基坑内降水可引发基坑止水帷幕墙底以下的承压含水层的水头下降,并相应引起坑外多个含水层水位降低,若对所有层进行回灌则将导致成本大幅提高,此时可对某一层回灌,通过越流对其他含水层进行水位补给。通过在天津地铁某车站基坑所在场地开展抽水试验、单井回灌试验、先抽后灌试验对基坑内外的水力联系、不同含水层间的水力联系和隔层回灌的效果进行了研究。结果表明,由于各含水层间之间有一定水力联系导致竖向越流补给较强,基坑内疏干降水可引起坑外承压含水层水头下降并引起坑外地层沉降。对基坑外第Ⅰ微承压含水层进行回灌可有效对其上部潜水层和下部第Ⅱ-1承压层的水头起到抬升作用,通过隔层回灌从而控制其水位下降导致的坑外沉降。对第Ⅰ承压含水层进行回灌对基坑外第Ⅱ-2承压层水位抬升也有一定的作用,但是尚不足以使其因基坑内降水引起的坑外水位下降值完全恢复,建议结合设置此层的备用回灌井以控制其水位下降。