天津软土地区降水数值仿真技术研究.pdfVIP

房 浩等 ：天津软土地区降水数值仿真技术研究 121 天津软土地区降水数值仿真技术研究 房 浩 ， 安文河 ， 柴艳飞 ， 徐学燕 (1．中国建筑第六工程局有限公司， 天津 300000；2．眙尔滨工业大学。 哈尔滨 150000) 【摘 要】 天津地区水文地质及工程地质情况特殊，为典型的软土地区，地层分布不连续，承压水和潜水相 互贯通 ，降水设计难度大，本文通过有限元软件，利用非稳定流理论 ，对地铁车站按照1：1进行建模 ，本文得出了天 津软土地区降水水位降深的规律和对周边环境的影响。 【关键词】 软土地区；施工降水；数值仿真计算；非稳定流理论 【中图分类号】 333463 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001-6864(2014}02-0121—03 0 前言 45．OOm以上可划分为3个含水层： 天津地区水文地质及工程地质情况特殊，为典型的软 (1) 潜水含水层。勘察期 间测得场地地下潜水初见 土地区，土质较差，地下水量丰富，地下水位较浅，分布着多 水位埋深 1．60～3．OOm，相当于标高1．61～0．82m。静止水 层承压水，承压水水头压力大，由于粘性土 (粉质粘土层)的 位埋深 1．0o～2．40m，相当于标高2．22～1．92m。 不连续分布，承压水和潜水水力联系较大，盾构区间掘进及 表层地下水属潜水类型，主要由大气降水补给，以蒸发 始发、接收井施工过程要遇到第一层承压水 ，盾构管片防渗 形式排泄，水位随季节有所变化。一般年变幅在0．50～ 漏难度大，容易发生管涌和渗漏；地铁车站地连墙成槽、抗 1．OOm左右。 拔桩成孔后槽孔内会出现承压水，严重降低静水压力，极易 (2) 第一承压含水层。⑧ 、⑨ ⑨ 一层粉土之间具 发生缩颈塌孔事，故标准车站 (二层)底板离第一层承压水 一 定水力联系，可视为第一承压含水层，承压水头埋深为 顶板较近 ，容易发生突涌，降水过程承压水头位置控制难度 3．81m，承压水水头标高0．1Om。 大，容易造成地表建构筑物及管线破坏。 (3) 第二承压含水层。为第二承压含水层承压水头 目前针对天津软土地区深基坑降水数值仿真计算进行 埋深为4．46m，承压水水头标高 一0．93m。各含水层之间的 系统研究较少 ，而大量的工程实践迫切需要进行天津软土 粘性土层为其相对隔水层，但各含水层之问均存在一定水 地区降水数值仿真技术研究。 力联系，在一定的水力条件下，有发生越流补给的可能，如 1 工程概况 图 1所示。 1．1 工程简介 2 模型的建立 天津地铁某车站总长202．4m，有效站台宽度为 12．Om。 2．1 理论依据 标准段基坑深度为 15．36m，宽度20．7m；盾构井段深度约 三维非稳定地下水渗流的数学模型，适合于天津软土地 l7．06m，宽度25．3m。 区及不连续分布地层的地下水渗流模型。地下水渗流系统符 主体围护结构采用0．8m厚地下连续墙，支撑采用混凝 合质量守恒定律和能量守恒定律；含水层分布广、厚度大，在 土撑 +钢支撑 +换撑，支撑下局部设临时立柱。地下连续 常温常压下地下水运动符合达西定律；考虑浅、深层之间的流 墙长度为32．45m(墙趾大沽标高一28．90m)，围护结构隔断 量交换以及渗流特点，地下水运动可概化成空间三维流；地下 第一承压水层。基坑标准段深度约15．36m，地连墙计算长 水系统的垂向运动主要是层间的越流，三维立体结构模型可 度25．Om，人土比为0．72，为隔