苏州河段深层排水调蓄管道系统工程试验段技术难点概述.pptx

1、苏州河段深层排水调蓄管道系统 工程试验段技术难点概述上海城投水务（集团）有限公司SHANGHAI SMI WATER（GROUP）CO.,LTD.刘树佳国务院关于加强城市基础设施建设的意见和国务院办公 厅关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知明确“用10年左右时间建成较完善的城市排水防涝工程体系”上海市城市排水（雨水）防涝综合规划（三横两纵）规划近期聚焦现状暴雨积水严重，排水防涝和水环境矛盾突出的地区，在兼顾工程的示范性、实效性和操作性前提下，推荐先行实施苏州河调蓄管道工程。苏州河段深层排水调蓄管道系统工程规划苏州河深隧工程建成后，不仅能大幅度提高苏州河沿线区 域排水标准和应对超强暴雨能力，也

2、为长期困扰的苏州河初期 雨水污染问题解决了出路，从而为中心城排水系统提标减污积 累经验。前 言苏州河段 深层调蓄 管道系统 工程一、工程概况与难点二、科研、试验与专题三、科研项目进展l 深层调蓄管道系统工程建成后，将通过错峰调蓄排放，实现苏州河沿线25个排水系统58km2范围设计标准提 高到5年一遇，有效应对100年一遇降雨。直接受益人口涉及长宁、普陀、静安、黄浦四区，涉及共135万人。l 减少溢流污水放江量90%，基本消除苏州河初雨污染，极大改善苏州河河道水质。l 深层调蓄管道系统工程实施，可新增不小于74万m3有效调蓄库容。一、工程概况有效应对100年一遇降雨（不发生区域性城市运行瘫痪，路

3、中积水深度不超过15cm）22.5mm以内降雨泵站不溢 流（P=1年），基本消除工 程沿线初期雨水污染深层调蓄管道系统包括一级调蓄管道及附属综合设施、二三 级管道、初雨提升泵房、合流 一期总管和初雨处理厂。一、工程概况深隧工程深隧工程同步实现3大目标苏州河沿线排水系统设计 标准达到5年一遇（1h）主要工程内容深层调蓄管道主线长约15.3km，管径10m综合设施8座（包括竖井、通风设施、变配电间等）提升泵站1座，规模15m3/s（设于梦清园）二三级管道37.5km，管径3m6m初期雨水 处理厂1座（拟设于竹园污水处理厂西北角预 留用地，另行单独立项建设）本工程服务范围包括苏州河沿岸25个排水系统

4、，总面积约58平方公里，服务人口135万人。一、工程概况5770m15 3km主隧内径10m；主隧顶埋深约40m50m；西段苗圃长风 纵坡为1，其 余纵坡为0.5；梦清园为最低点。一、工程概况.l 主线工程 主线路由及标高基本确定，隧道全长15.3km，试验段长约1.67km，其余段长13.63km，管内底标高-47.10m至-54.27m。共穿越地块28处，穿越地铁12处（最小净距16.2m），与北横通道交叉4处（其中与盾构 隧道相交1处）。一、工程概况l 深隧试验段平面示意图 试验段，从苗圃综合设施到云岭西综合设施，距离为1.67km。一、工程概况云岭西综合设施苗圃综合设施l 云岭西综合设

5、施 于2017年6月27日获施工许可证，6月28日开工建设;已完成槽壁加固、正在进行导墙施工。l 苗圃综合设施 现场大临搭建及抽水试验工作基本完成；设计方案基本稳定，已组织深基坑方案评审。一、工程概况苗圆综合设施平面图 云岭西综合设施平面图一、工程概况地下：入流、消能 流量计量与控制 排气与通风除臭 通道与养护 预处理：格栅与沉砂 运维设施（含调度、控制、应急功能）地上：日常维护管理、监管调度：管理楼 照明：变配电间、采光口 深隧清淤：清淤设备间 人员、设备进出、消防：道路、地下出入口-15m-30m操作层入流竖井-6m一、工程概况-60m0m一、工程概况苗圃苗圃位置：位置：长宁区临虹路以北、

6、福泉路以东、苏州河及苗圃泵 站以西竖井结构：竖井结构：圆筒结构，采用叠合墙、大厚度底板；设施结构：设施结构：板墙式结构，侧墙采用叠合墙，底板为平板式 筏板，下设抗拔桩。地下四层 地下三层 地下二层 地下一层一、工程概况 综合设施围护与竖井结合：综合设施基坑整体外包竖井综合设施基坑整体外包竖井，地墙墙体加深，围护本区域基坑，同时兼作竖井止水墙。综合设施围护与盾构结合：止水墙与盾构隧道前进方向垂 直布置；位于场地东侧处的地墙需 与盾构隧道前进方向垂直布置。北侧森星高尔夫1号楼：结构围护墙和外侧止水墙分离 （净距4m），该窄长区域拟考虑全 加固且不开挖。一、工程概况一、工程概况n 苗圃竖井基坑围护苗

7、圃竖井基坑围护接缝处视情况实施接缝处视情况实施MJS承压水层承压水层东侧深部综合设施施工完成东侧深部综合设施施工完成 西侧深部综合设施施工完西侧深部综合设施施工完 中部综合设施施工完成中部综合设施施工完成后，施工西侧深部综合设施；后，施工西侧深部综合设施；成后，成后，施工中部综合设施；施工中部综合设施；后，施工浅部综合设施；后，施工浅部综合设施；施工竖井及综合设施工竖井及综合设施地施地盾构施工完成后，施盾构施工完成后，施竖井内部结施工完成后，施竖井内部结施工完成后，施下连续墙围护；下连续墙围护；工竖井内部结构至顶；工竖井内部结构至顶；工东侧深部综合设施；工东侧深部综合设施；一、工程概况总体实施

8、流程总体实施流程V云岭西云岭西位置：位置：普陀区真光路以东、光复西路以南竖井结构：竖井结构：圆筒结构，采用叠合墙、大厚度底板；设施结构：设施结构：板墙式结构，侧墙采用叠合墙，底板为平板式 筏板，下设抗拔桩。地下四层 地下三层 地下二层 地下一层一、工程概况n 云岭西竖井基坑围护 采用厚1500mm地墙，入土深度45.4m，搭接192-400mm，垂直度1/1000，期槽段选择三铣成槽，并 进行槽壁加固。基坑开挖时同步浇注内衬墙作为支撑（含开洞范围），上部开挖高度56m，深部范围3-4m。一、工程概况地墙深度105m 厚度1500mm 垂直度1/1000内衬厚度5001500mm 底板厚度4m接

9、缝处视情况实施接缝处视情况实施MJS 25m承压承压 水层水层25m45.4m(0.76H)10m20m25m (1 1)帷幕105m(铣槽)59.6m34m40m主隧盾构推进主要穿越土层为、。隧道最大覆土厚度为50m，最大内水压为0.6MPa。沿线均分布、11 层，11 层不连通。部分区域浅部有3层，未见2微承压层。一、工程概况深隧工程整体地质剖面图2粉细砂11粘土13 7m 5 6m 33.9m深隧12粉质粘土 深层：竖井：57m70m，隧道：42m覆土 50m覆土。竖井首次抽降第III层承压水，盾构首次在第II承压含水层中长距离推进。上海软土地区，首例！调蓄：结构全寿命周期内受力工况复杂

10、多变空管、半管、有压 满管等多种运行工况轮流出现，隧道内压反复加载，受力工况复杂。排水：在污水环境下隧道的设计使用年限为100年，隧道的耐久性 与防腐蚀设计决定着工程的长期安全性。一、工程概况一、工程概况与难点二、科研、试验与专题三、科研项目进展 紧密围绕海绵城市建设需求，为实现上海市中心城区排水系统提标、污染控制、内涝防治等多重目标，开展关键技术与试验段示范研究。课题聚焦深层隧道调蓄工程建设的重大技术需求：针对特深圆形竖井开挖深度大、水土压力分布复杂、承压水影响程度深等关键问题，重点研究地下连续 墙施工、深层承压水控制、微扰动施工与环境保护等关键技术；针对深隧工程多目标协同实现难度大、水力条

11、件复杂多变等关键问题，重点攻关深层隧道与浅层排水系 统衔接、集约化布置、风险安全保障等关键技术；针对深层隧道内外高水压反复作用、超深覆土等关键问题，重点突破深层隧道进出洞施工、盾构法隧道 防水、高精度管片拼装等核心技术。二、科研、试验与专题论证二、科研、试验与专题论证科委课题：深层隧道调蓄工程建设关键技术与试验段示范研究深层土体降水施工技术及深层承压水控制研究云岭西水文地质勘查及抽水试验时间：2016年11月2017年6月地点：云岭西项目场地内参数：第二、三承压水层工艺：抽水、回灌、监测上海地区目前对第二含水层减压降水的案例 还较少，且降水幅度也较小；对对第三承压含水层第三承压含水层减压降水属

12、首次减压降水属首次。目前对第三承压含水层水文地质特性的了解仅限于早期供水水文地质的研究，资料也较少。开展软土地区特深竖井降压井降水及回灌试 验研究，总结分析第二、第三承压含水层降水诱 发的沉降规律。二、科研、试验与专题论证降水井施工质量控制关键点竖井降水主要措施竖井降水主要措施 采用超深铣槽机成墙，采用超深铣槽机成墙，尽量隔断尽量隔断层；层；基坑外侧基坑外侧5m5m处增设混凝土隔水帷幕墙；提处增设混凝土隔水帷幕墙；提高应对风险能力；高应对风险能力；考虑坑底加固，减少考虑坑底加固，减少层降深；层降深；降水专项试验，建立有效的降水方案；降水专项试验，建立有效的降水方案；研究墙缝加固、墙缝冻结、墙底

13、冻结、水下开挖、回灌等应急措施。研究墙缝加固、墙缝冻结、墙底冻结、水下开挖、回灌等应急措施。n 竖井基坑降水 基坑开挖涉及、夹A层3个承压水层，夹A层互不连通，A与 11 层有水力联系；层采用两道帷幕全部隔断，以坑内疏干降水为主，并在 两道帷幕间设置备用井；夹、A 层埋深大未隔断，采用按需降压，但降深小(10m)，降时短(2月)，上覆层超固结土，初步分析表明 降水影响较小。二、科研、试验与专题论证通过“现场水文地质勘察现场水文地质勘察+数值模拟预测数值模拟预测+现现场群井验证性抽水场群井验证性抽水+变形变形实测和分析实测和分析+设计施工标设计施工标 准研究准研究+后期工程应用后期工程应用”的技

14、术路线，主要开展以 下几个方面研究：1 1）第二、第三承压含水层水文地质特性研究；）第二、第三承压含水层水文地质特性研究；2 2）强透水性含水层降水）强透水性含水层降水的渗流场流态研究；的渗流场流态研究；3 3）第二、第三承压含水层）第二、第三承压含水层降水诱发的沉降预估；降水诱发的沉降预估；4 4）超深减压井的施）超深减压井的施工工艺研究。工工艺研究。竖井降水主要原则竖井降水主要原则 层全部隔断，疏干降水为主；层全部隔断，疏干降水为主；层承压水层承压水6 6处竖井隔断，东边处竖井隔断，东边2 2处竖井难隔断需处竖井难隔断需降深降深50m50m；11 层承压水均未隔断，需降压层承压水均未隔断，

15、需降压615m615m；11 层上覆超固结土层上覆超固结土，降深较，降深较 小，因此，竖井降水的关键小，因此，竖井降水的关键是是层承压水的处理层承压水的处理二、科研、试验与专题论证降水试验井平面布置图YB9-3Y10-1Y10-5YB10-2Y10-2Y10-3Y10-4G9-2Y11-3YB11-2Y11-1G9-1Y10-6YB10-1Y11-2YB11-11J-1G10-1Y9-1Y7-1JB-1YB7-1G11-YB9-1基坑降水试验井布置 降水井布置降水井布置坑内疏干井（上部土层）坑内疏干井（上部土层）坑内降压井（坑内降压井（7 7层、层、9 9层）层）坑外降压井（坑外降压井（101

16、0层、层、1111层）层）坑外回灌井（坑外回灌井（9 9层）层）试验内容试验内容1.1.单井抽水试验单井抽水试验 2.2.群井抽水试验群井抽水试验3.3.单井回灌试验单井回灌试验 4.4.群井回灌试验群井回灌试验5.5.群井抽灌试验群井抽灌试验 6.6.水文地质参数求解水文地质参数求解7.7.地面沉降监测地面沉降监测 8.8.分层沉降监测分层沉降监测二、科研、试验与专题论证9.9.水位自动化采水位自动化采集与监控系统集与监控系统10.10.水位远程传输及监控系水位远程传输及监控系统统潜水疏干井；潜水疏干井；Y Y：抽水井；：抽水井；观测井；观测井；YBYB：备用井。：备用井。云岭西降水井平面布

17、置预案云岭西降水井平面布置预案降水井平面布置图降水井平面布置图YB7-2 YB7-3J J：G G：YB9-2影响基坑开挖的主要含水层影响基坑开挖的主要含水层二、科研、试验与专题论证帷幕帷幕与含水层含水层的关系1 1、帷幕隔断、帷幕隔断、2 2、,进入进入层层2 2、对、对、2 2、层属层属于落底式帷幕减于落底式帷幕减压降水；压降水；3 3、对、对10-a10-a层、层、1111层属于敞开式降水。层属于敞开式降水。基坑底面尽量不进入基坑底面尽量不进入层；层；坑内进行疏干降水及减压降水；坑内进行疏干降水及减压降水；坑外对坑外对层承压水进行回灌层承压水进行回灌以保护环境；以保护环境；降水井、回灌井

18、具体布置按降水井、回灌井具体布置按 实际情况细化。实际情况细化。二、科研、试验与专题论证、层，浅层含水层，浅层含水层，粘质粉土层，粘质粉土A A层承压含水层，粉砂层承压含水层，粉砂夹夹层承压含水层，粉质粘土夹粉砂层承压含水层，粉质粘土夹粉砂1111 层承压含水层，粉砂层承压含水层，粉砂承压含水层，砂质粉土承压含水层，砂质粉土2-12-1承压含水层粉砂夹中砂承压含水层粉砂夹中砂试验区水文地质剖面图2 2承压含水层粉质粘土粉砂互层承压含水层粉质粘土粉砂互层二、科研、试验与专题论证二、科研、试验与专题论证云岭西工作井场地水文地质勘察现场抽云岭西工作井场地水文地质勘察现场抽水试验工作量统计表水试验工作

19、量统计表云 岭 西 工 作 井深层土体降水施工技术及深层承压水控制研究二、科研、试验与专题论证n沉降监测系统n选用潜水泵n水质分析n缓冲系统n管路系统n现场监控n 回流系统n现场观测研究团队进驻云岭西项目场地内开展深层承压水降水及回灌试验研究，总结分析 第二、第三承压含水层降水诱发的沉降规律，目前云岭西项目抽水试验已结束，初 步形成超深减压井的施工和运营管理指南深层土体降水施工技术及深层承压水控制研究二、科研、试验与专题论证深层承压水现场抽水试验 远程自动沉降监测系统 回灌净化过滤设备 Visual Modflow Flex 数值模拟软件Y9-1Y9-1，Y9-2Y9-2以及以及G9-2G9-

20、2作为群抽的抽水井作为群抽的抽水井，GX9GX9-1-1（将原有的（将原有的G9-1G9-1回填粘土球，回填粘土球，使得该井井深变为使得该井井深变为76m76m），），H9-1H9-1以及以及H9-2H9-2作为观测井。作为观测井。3 3口井同时抽水时，口井同时抽水时，Y9-1Y9-1的平均稳定水量约为的平均稳定水量约为192m192m3 3/h/h，Y9-2Y9-2的平均稳定水量的平均稳定水量 约为约为282m282m3 3/h/h，G9-2G9-2的平均稳定的平均稳定水量约为水量约为120m120m3 3/h/h。二、科研、试验与专题论证第第层群井抽水试验层群井抽水试验观测井降深曲线观测井

21、降深曲线抽水井抽水井Y9-1Y9-1单井抽水稳定后单井抽水稳定后s-ls-lgrgr曲线曲线针对现阶段Y9-1抽水工况：（1）第1层水位降深与水平距离的对 数值呈线性相关；（2）根据拟合直线可推算出抽水距离 25m降水深度为1.1m，50m处第1层水位降 深0.92m；100m距离处水位降深为0.744m。Y9-2Y9-2单井抽水稳定后单井抽水稳定后s-ls-lgrgr曲线曲线对Y9-2进行持续抽水工况下：（1）第2-1层水位降深与水平距离的 对数值呈线性相关；（2）根据拟合直线可推算出抽水距离 25m处，该层水位降深为1.83m，50m处的降 深为1.59m，100m处第2-1层水位降深为1

22、.347m。二、科研、试验与专题论证Y11-1，Y11-2以及H11-1作为群 抽的抽水井，G11-1,G11-2以及 H11-2作为观测井。在Y11-2、Y11-1和H11-1同时抽 水时，平均稳定水量约为220m3/h。每次增开一口抽水井，各个观 测井的水位都会有明显的降幅。很 明显，第层的水位在抽水后期基 本达到稳定，且第A层的水位还有 下降的趋势。二、科研、试验与专题论证第第层各观测井水位降深曲线层各观测井水位降深曲线 第第A A层各观测井水位降深曲线层各观测井水位降深曲线第第1111层群井抽水试验层群井抽水试验观测井降深曲线观测井降深曲线第第层群井抽水水量随时间变化层群井抽水水量随时

23、间变化Y11-2Y11-2单井抽水稳定后第单井抽水稳定后第A A层层s-ls-lgrgr曲线曲线针对Y11-2进行持续抽水：（1）第A层水位降深与水平距离的对 数值呈线性相关；（2）根据拟合直线可推算出，离抽水 井距离25m处，第A层水位降深为4.63m，离抽水井距离50m处，第A层水位降深为 4.45m，离抽水井距离100m处，第A层水 位降深为4.28m；Y11-2Y11-2单井抽水稳定后第单井抽水稳定后第层层s-ls-lgrgr曲线曲线针对现阶段Y11-2抽水工况：（1）第层水位降深与水平距离的对 数值也呈线性相关；（2）离抽水井距离25m处，第层水位 降深为9.36m，距离抽水井50m

24、处，第层水 位降深为7.39m，距离抽水井100m处，第 层水位降深为5.42m。二、科研、试验与专题论证 综合设施基坑地下水控制本次在抽水试验场区共布设14条地表沉降监测点断面，测量范围为 200m，2条苏州河防汛墙沉降监测断面以及不同管线的沉降监测点。（1）单井试验期间沉降变化量较小。（2）层群井抽水期间层群井抽水期间，最大沉降约为最大沉降约为6mm。（3）层群井抽水期间层群井抽水期间，最大沉降约为最大沉降约为8mm。二、科研、试验与专题论证混 1混 2剑河路泵站混 1混 2混 14.524.214.933.83.83.83上 海兰卫投资 有限公司施 工 区 2 0 1 4年 1 0月4.

25、64风 铃 绿 地探 头 棚混 2 剑 河 路泵站1G 10-1G 11-1 4.354.43混 4剑 棚棚1114.2混 1 R=25149风 铃 绿 地3.9棚95 154.0R=25上海振达港 口机械有限 公司204.245混 14.0混 23.7混 1混 1淞3.63.7台石 子3.5石 子江风 铃 绿 地棚1混 33.7简24.1棚简 棚11棚1114.34.35454.574.20江3.95.414.40探 头5.3混 1混 1综 合 设 施13.911混 2简3.94.693.804.624.204.663.80淞 江14.663.70简混 1简3.74.663.804.653.

26、701=150R厕棚混 4混 1棚简G 11-2G10-2 G10-3H11-25 m竖 井棚吴3.9石 子5.404.10 4.395.404.374.454.004.574.104.634.374.00石 子5.394.374.124.174.14淞探头吴4.464.544.103.8陆 家厍5.04.49风 铃 绿 地4.5224.8924.874.075.044.663.604.673.80.C8-5C8-4NY11-215mG9-1Y 9-2F-99F-4912-1C5-6F-123 F-70C4-6F-116C5-55 mF-126C3-5F-150C5-4C4-55 mF-40

27、F-2Z1Y 10-1C3-411-1C6-6C6-5C4-4C6-4C2-4C6-8C8-6SS1-3RQ1-310m 10mC8-9RQ1-63 7C8-11RQ1-1RQ1-4C10-6SS1-1SS1-4SS1-6SS1-2R=2012-514-57-1113-5C3-911-5C7-3C8-1C1-3C3-8C1-6C1-5C1-4C2-5C2-7C8-2C2-6C1-7C1-2SS1-5C10-7RQ1-2C10-5C10-4C7-4RQ1-5C10-3C10-2483 H11-1C3-3 C2-3C8-3C2-2YS1-1C2-1H1-4C1-1H1-5 H1-6H1-7 H1-

28、8 C8-7 C8-8C8-10H2-5H2-6H2-4YS1-5C9-2SS2-6C9-3YS1-6SS2-4SS2-514-113-1H9-1C9-4C6-7C9-5G9-2简C4-7H9-2H1-2 H1-3C5-1 C4-1 C3-1H2-1H2-2YS1-2SS2-2H2-3YS1-3SS2-36-9SS2-1C10-1R=50C7-7R=10C7-6C7-9R=20R=3007-10C7-8C7-514-213-212-2C5-7K-74/84Y 9-111-2C9-1Z2Y11-114-3YS1-413-313-414-412-3C5-9C7-211-3C5-8C7-112-4C

29、4-911-4C5-3C4-8C6-3C4-3C3-7C3-6Y 10-2C6-2C6-1C5-2 C4-2 C3-2H1-1层群井抽水造成层群井抽水造成 地面沉降等值线图地面沉降等值线图 （单位：（单位：mm）层群井抽水期间层群井抽水期间，最大沉降约为最大沉降约为6mm。二、科研、试验与专题论证-900-950-1000-1050-1100-1150-1200-1250 综合设施基坑地下水控制-10000 -9950 -9900 -9850 -9800 -9750 -9700 -9650苏 州河11混 2棚剑 河 路 泵 站4.174.574.10淞5.394.375.414.404.144

30、.125.404.394.454.004.24.3204515m3.94.544.104.574.20江R=150R=20C7-9C7-84.1混 1棚24.52探头4.0R=25N4.434.464.494.524.894.634.875.044.644.07剑3.834.3 5 风 铃 绿 地4.93 风 铃 绿 地5.3Y 9-2G11-1 G9-1F-49F-99Y 11-2G10-1C3-5F-123 F-70C4-6F-116C6-811-2C5-6F-126F-1505mC5-5C5-4C4-45mF-40 F-2Z1C4-5混 4混 2探头G11-2H11-2G 10-2 G1

31、 0-310m 10mC9-53.9风 铃 绿 地C8-9简棚简混 11C8-5棚14.653.704.663.704.66 3.803.71混 33.7C8-4SS1-21简混 23.6台石子3.5石 子石 子江SS1-13.804.663.60C8-11RQ1-1RQ1-4RQ1-3SS1-4SS1-3SS1-65mC10-65.0上 海 振 达 港 口 机 械 有 限 公 司7-11RQ1-611简棚厕14.0棚3.7混 1简 棚3.8淞2陆 家 厍C1-711-5C7-314-512-513-5C3-9C3-8C2-7C2-6C1-6C8-1C1-4C8-2C1-212-111-1C2

32、-5C1-5C1-3C6-6C6-5Y 10-1C6-451混 2混 1113.849施 工 区 2 0 1 4年 1 0月剑 河 路 泵 站混 1混 14.21 1棚93.85Y11-1棚混 1混 2C6-2棚13-212-214-414-1C7-214-214-313-113-413-3G9-2C7-1C5-9C4-911-3K-74/8411-4C5-8C6-712-312-4H9-2C4-7Y 9-1C5-7C4-8C3-7Z2C6-3C3-6Y 10-2C3-4C4-3C5-3C2-4C7-6C7-5C6-1C5-2 C4-2 C3-2H1-1C5-1 C4-1 C3-1H2-1H2

33、-3YS1-3H2-2SS2-3C7-7SS2-2YS1-2H1-2 H1-31混 1YS1-5SS2-56-9SS2-4C9-2C9-4C9-3YS1-6混 1 3.9SS2-6YS1-4C9-12简1451R=25C10-1棚R=300R=10R=50R=207-10RQ1-5C10-7C10-5SS1-5C10-4483 C10-3C10-2RQ1-2C7-4YS1-1SS2-1H11-1H9-1C8-3H1-4C2-1混 14.624.204.663.80吴 淞 江C2-2C1-13.9C3-3 C2-3H1-5 H1-6H1-8H2-4H2-6H2-5H1-7C8-6吴C8-8风 铃

34、 绿 地C8-7C8-103.7石子3.94.67(11)层群井抽水造成层群井抽水造成地面沉降等值线图地面沉降等值线图 （单位：（单位：mm）(11)层群井抽水期间层群井抽水期间，最大沉降约为最大沉降约为8mm。二、科研、试验与专题论证-900-950-1000-1050-1100-1150-1200-1250 综合设施基坑地下水控制-10000 -9950 -9900 -9850 -9800 -9750 -9700 -96504.374.005.40 4.374.10综合设施4.21苏州河简4.693.80探头4.35竖井上 海 兰 卫 投 资 有 限 公 司混 43.7混 1选用抽水中心区

35、域分层沉降监测点自抽水开始第2天至第10 天的监测数据（5月27日至6月4 日），沉降趋势较为稳定。F-49标代表层+层的沉 降，随着时间的增加，逐渐接近 最大沉降值8.06mm。F-70标代表层的沉降，随 着时间的增加，逐渐接近最大沉 降值3.79mm；F-49F-49、F-70F-70实测值实测值-t-t/S-t/S-t拟合曲线拟合曲线F-49F-49、F-70F-70沉降值预测沉降值预测-S-t-S-t曲线曲线二、科研、试验与专题论证第第层群井抽水沉降时间效应层群井抽水沉降时间效应F-123F-123、F-126F-126实测值实测值-t-t/S-t/S-t拟合曲线拟合曲线F-123F-

36、123、F-126F-126沉降值预测沉降值预测-S-t-S-t曲线曲线F-126选用抽水中心区域分层沉降监测点自抽水开始第3天至第11 天的监测数据（5月9日至5月17 日），沉降趋势较为稳定。F-123标代表A层及其下部 土层的沉降，随着时间的增加，逐渐接近最大沉降值7.52mm。F-126标代表层的沉降，随着时间的增加，逐渐接近最大 沉降值6.62mm。二、科研、试验与专题论证第第(11)(11)层群井抽层群井抽水沉降时间效应水沉降时间效应F-126F-123F-123深层土体降水及深层承压水控制模拟竖井基坑（竖井基坑（I I区）开挖针对区）开挖针对第第夹夹+第第A A层层减压降水模拟减

37、压降水模拟竖井基坑（竖井基坑（I I区）区）夹夹层层承压水承压水 降深等值线图（单位：降深等值线图（单位：m m）二、科研、试验与专题论证竖井基坑（竖井基坑（I I区）区）A A层层承压水承压水 降深等值线图（单位：降深等值线图（单位：m m）深层土体降水及深层承压水控制模拟综合设施基坑（综合设施基坑（IIII区）开挖区）开挖针对针对第第2 2+第第 1 1层层减压降水模拟减压降水模拟综合设施（综合设施（IIII区）区）2层层承压水承压水 降深等值线图（单位：降深等值线图（单位：m m）二、科研、试验与专题论证综合设施（综合设施（IIII区）区）1层层承压水承压水 降深等值线图（单位：降深等值

38、线图（单位：m m）保护对象名称保护对象名称相应沉降相应沉降苏州河驳岸苏州河驳岸(50m)(50m)11.7mm11.7mm上河湾上河湾(126m)(126m)9.59.5mmmm上海城建物资上海城建物资(196m(196m)7.77.7mmmm剑河家苑剑河家苑(290m)(290m)6.36.3mmmm馨越公寓馨越公寓(356m)(356m)5.85.8mmmm上海市贸易学校上海市贸易学校(556m)(556m)4.14.1mmmm上海市延安中学上海市延安中学(556m)(556m)4.14.1mmmm祁连山南路桥祁连山南路桥(656m)(656m)3.63.6mmmm地铁地铁2 2号线号线

39、(806m)(806m)2.92.9mmmm地铁地铁1313号线号线(1300m)(1300m)1.61.6mmmm深层土体降水及深层承压水控制模拟 VisualVisual ModflowModflow FlexFlex 数值模拟软件数值模拟软件二、科研、试验与专题论证300025002000150010005000-500综合设施基坑（综合设施基坑（IIII区）开挖区）开挖针对针对第第2 2+第第 1 1层层减压降水模拟减压降水模拟基坑降水总沉降计算初步基坑降水总沉降计算初步预测预测 单位（单位（mmmm）-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000地墙处沉降约1

40、9.5mm研究方案一：超深钻孔注浆堵漏研究方案一：超深钻孔注浆堵漏二、科研、试验与专题论证 应急堵漏：应急堵漏：1.1.快速钻孔到位快速钻孔到位2.2.下放注浆管下放注浆管3.3.双液旋喷注浆封堵双液旋喷注浆封堵渗渗 漏漏 点点超深多功能钻机施工设备超深多功能钻机施工设备（德国宝峨）（德国宝峨）地下连地下连 续墙续墙渗漏水的应急措施渗漏水的应急措施11 12 212防渗墙防渗墙13132 31 12 1 3 11 11232321?利用人工制冷技术利用人工制冷技术,使使地层中的水结冰地层中的水结冰,将松散含将松散含水岩土变成冻土水岩土变成冻土,增加其强增加其强度和稳定性度和稳定性,隔绝地下水隔

41、绝地下水,以便在冻结壁的保护下以便在冻结壁的保护下,进进行地下工程掘砌作业。行地下工程掘砌作业。方案一方案一 地墙接缝预埋冷冻管地墙接缝预埋冷冻管方案二方案二 地墙外侧设置一圈冻结孔地墙外侧设置一圈冻结孔渗漏水的应急措施渗漏水的应急措施研究方案二：冷冻法堵漏研究方案二：冷冻法堵漏二、科研、试验与专题论证初步结论1 1、层渗透系数大，层渗透系数大，2-12-1水平向渗透系数为水平向渗透系数为90-90-100m/d100m/d。1 1层单位涌水量约层单位涌水量约8-10m8-10m3 3/h/h mm，2-12-1层层,单位涌水量约单位涌水量约 30m30m3 3/h/h mm。2 2、第、第层

42、抽水试验结果表明：该层含水层整体表现出水量层抽水试验结果表明：该层含水层整体表现出水量大，补给快，渗透性大，补给快，渗透性 强，水难降的特点。根据其水文地质特性及对工程及环强，水难降的特点。根据其水文地质特性及对工程及环境的危害程度，加强该层境的危害程度，加强该层 的应急预案。的应急预案。3 3、对于竖井基坑来说，第、对于竖井基坑来说，第层已被隔断，属于落底式帷层已被隔断，属于落底式帷幕降水，对周边环境影幕降水，对周边环境影 响较小，考虑地墙渗漏的可能性，还需要对该层布设一定数量的降响较小，考虑地墙渗漏的可能性，还需要对该层布设一定数量的降水井，考虑到水井，考虑到 1 1层需要降水层需要降水4

43、8m48m，地墙内外水头差太大，因此该层降水井滤管长，地墙内外水头差太大，因此该层降水井滤管长度应该适当加度应该适当加 长。第长。第夹夹+第第A A层属于敞开式降水，对周边环层属于敞开式降水，对周边环境有一定的影响。境有一定的影响。4 4、对于综合设施、对于综合设施IIII区基坑而言，第区基坑而言，第层被隔断，属于落底式帷层被隔断，属于落底式帷幕降水，对周边幕降水，对周边 环境影响较小，而第环境影响较小，而第2 2层及层及1 1层属于悬挂式降水（将层属于悬挂式降水（将2 2层和层和层作为一个含水层作为一个含水 层组考虑，地墙深度按层组考虑，地墙深度按80m80m考虑考虑），），对周边环境有一定

44、的影响。对周边环境有一定的影响。5 5、当需要时，可在保护对象附近，针对第一、第二承压、当需要时，可在保护对象附近，针对第一、第二承压含水层，采取地下水回含水层，采取地下水回 灌措施，减小与控制承压水位灌措施，减小与控制承压水位下降引起的附加沉降。下降引起的附加沉降。二、科研、试验与专题论证研究展望1 1、后期，如昌平工作井开挖深度、后期，如昌平工作井开挖深度71m71m，1111层降深达到层降深达到17m17m左右。本次试左右。本次试验只是针对验只是针对1111层的上部的试验；且昌平竖井紧邻地铁层的上部的试验；且昌平竖井紧邻地铁1212号线，距离号线，距离 汉中路站约汉中路站约410m410

45、m，变形要求比云岭西高，变形要求比云岭西高！2 2、层的分段水文地质特性认识层的分段水文地质特性认识还刚刚开始。还刚刚开始。3 3、静力水准自动化监测用于承、静力水准自动化监测用于承压水降水分层沉降监测，还是首次，精压水降水分层沉降监测，还是首次，精度应与传感器专家探讨。现在厂家在试验度应与传感器专家探讨。现在厂家在试验。4 4、层的原水压力回灌的水质处理、层的原水压力回灌的水质处理、压力值选择、回扬参数、等还应压力值选择、回扬参数、等还应进一步试验进一步试验。5 5、层的亚层有层的亚层有夹夹、A A层，对它的工程特性认识还需要加深。层，对它的工程特性认识还需要加深。二、科研、试验与专题论证管

46、片连接：环向采用铸铁件+双排直螺栓 纵向采用斜螺栓（螺栓形式）管片厚度：650mm管片宽度：1.5m管片类型：通用衬砌环，错缝拼装楔形量：56.5mm（最小拟合半径300m）分块数：8分块，即1块小封顶块+2块邻接块+5块主隧盾构结构设计主隧盾构结构设计 基本参数隧道内径：10.0m最小平面曲线半径：500m隧道顶埋深：50m最大内水压：0.6MPa （内外循环荷载）衬砌设计 650mm 10.0m 650mm二、科研、试验与专题论证深层排水隧道的主要难点l 内水压大，隧道埋深深；隧道底部需承受最大约0.6MPa的内水压隧道顶覆土在50m左右l 结构、接头渗漏水（双向）控制要求高；l 管线距离

47、长；平面小半径曲线多；l 结构全寿命周期内受力工况复杂多变；疲劳影响客观存在空管、半管、有压满管等多种运行工况轮流出现，隧道内压反复 加、卸载，受力工况复杂，衬砌结构应进行疲劳验算l 隧道内部水环境较为恶劣，雨污水可能产生存在高浓度酸性环境条件二、科研、试验与专题论证基础公司基础公司市政设计院市政设计院 同济大学同济大学盾构中心盾构中心 隧道设计院隧道设计院 同济大学同济大学二、科研、试验与专题论证两组平行试验二、科研、试验与专题论证二、科研、试验与专题论证二、科研、试验与专题论证二、科研、试验与专题论证接头力学实验接头力学实验接头力学实验接头力学实验 预埋件的接头抗拉试验，初步验证了接头的可

48、靠性。一字型埋件刚度不足，接头试验中变形一字型埋件刚度不足，接头试验中变形5mm5mm；凹字型和口字型埋件无明显变形，满足承载要求；凹字型和口字型埋件无明显变形，满足承载要求；试验证明，采用口字型预埋件更合理，且接头稳定。试验证明，采用口字型预埋件更合理，且接头稳定。二、科研、试验与专题论证一字型埋件一字型埋件 凹字型埋件凹字型埋件 口字型埋件口字型埋件平板接头试验装置平板接头试验装置l 目前国内并没有内水压作用下盾构法隧道的设计规范，内水压作用下盾构隧道内力不同计算模型研究。二、科研、试验与专题论证深隧衬砌管片环1:1力学、功能性能试验深隧衬砌管片环1:1力学、功能性能试验高内水压作用下深埋

49、盾构法隧道计算方法试验加载方式的说明试验加载方式的说明P3使用阶段使用阶段施工阶段施工阶段本次试验采用内外水压分离的施加本次试验采用内外水压分离的施加方式，更好地模拟隧道的受力过程。方式，更好地模拟隧道的受力过程。二、科研、试验与专题论证P7、_P8P4P5P6P4P5P6分步施加荷载分步施加荷载F3F4F3F4 F5F6F8 F9F7 F8F6P3P9P8P1P2P2P7F5F1F2F2F7相对空水工况，满水最大弯矩增加13%14%，相应位置的轴力减少53%68%，直径变形增加8%。按照强度与裂缝控制进行配筋计算，管片可进行正常配筋，管片厚度约为6%D（D隧道 外径）。与道路盾构法隧道4%-

50、5%D相比，厚度增加约10cm左右。二、科研、试验与专题论证深隧衬砌管片环1:1力学、功能性能试验空水状态满水状态深隧衬砌管片环1:1力学、功能性能试验试验加载方案 试验衬砌环卧式布置；衬砌环外侧布置24组径向千斤顶施加外部土压力及自重荷载，衬砌环内侧布置24组径向千斤顶施加内水压力；沿衬砌环纵向布置24组千斤顶模拟衬砌环间作用力；为消除（或削弱）地面对衬砌环径向变形的约束，在地面与衬砌环之间设置滚珠支座。二、科研、试验与专题论证加载装置加载装置 径向千斤顶径向千斤顶 纵纵向千斤顶向千斤顶深隧衬砌管片环1:1力学、功能性能试验千斤顶加载顺序千斤顶加载顺序 1.1.施加纵向千斤顶荷载（模拟衬砌环