吉林大学学报(地球科学版) ›› 2022, Vol. 52 ›› Issue (6): 1946-1956.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20210233

• 地质工程与环境工程 • 上一篇    下一篇

悬挂式止水帷幕深基坑降水方案模拟优化

骆祖江1,成磊1,张兴旺1,于丹丹2,徐成华2   

  1. 1.河海大学地球科学与工程学院,南京211100
    2.江苏省地质矿产局第一地质大队,南京210041
  • 收稿日期:2021-07-26 出版日期:2022-11-26 发布日期:2022-12-27
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(41874014)

Simulation and Optimization of Dewatering Scheme for Suspended Impervious Curtain in Deep Foundation Pit#br#

Luo Zujiang1,Cheng Lei1,Zhang Xingwang1,Yu Dandan2,Xu Chenghua2   

  1. 1. School of Earth Sciences and Engineering,Hohai University, Nanjing 211100, China
    2. The 1st Geological Brigade of Jiangsu Geology & Exploration Bureau,Nanjing 210041, China
  • Received:2021-07-26 Online:2022-11-26 Published:2022-12-27
  • Supported by:
    the National Natural Science Foundation of China (41874014)

摘要: 为研究深基坑降水工程中悬挂式止水帷幕和抽水井过滤器最佳组合深度,优化深基坑降水方案,以南通市地铁1、2号线换乘站青年路站深基坑降水工程为背景,以地下水渗流理论与太沙基一维固结理论为基础,建立考虑土体参数随固结过程变化的深基坑降水三维渗流与地面沉降耦合数学模型,并采用有限单元法进行求解。使用抽水试验资料对可视化数值模型进行识别验证,通过对坑内水位和坑外地面沉降量的控制,优化抽水井的数量及抽水量,模拟预测止水帷幕插入含水层1/3、1/2、2/3深度处3种方案下过滤器的最佳位置,并对3种方案从工期、造价及安全可靠性等方面进行对比分析。结果表明,在止水帷幕插入含水层1/2深度下,抽水井过滤器插入含水层9/50~9/20深度处,即止水帷幕底部埋深为46.2 m、过滤器埋深为33.7~42.7 m时,采用17口抽水井进行降水的方案为最优方案。

关键词: 深基坑降水, 地面沉降, 悬挂式止水帷幕, 有限单元法

Abstract: In order to study the optimal combination depth of suspended impervious curtain and dewatering well filter in deep foundation pit dewatering project, and optimize the dewatering scheme of deep foundation pit, the deep foundation pit debasement project of Qingnian Road Station of Nantong metro was chosen as a case study, and the groundwater seepage theory and Terzaghi one-dimensional consolidation theory, a coupling mathematical model of three-dimensional groundwater seepage and land subsidence considering the variation of soil parameters with the consolidation process was established and solved by the finite element method. Using pumping test data, the visual numerical model was identified and verified. By controlling the water level in the pit and the ground settlement outside the pit, the number of pumping wells and the pumping rate were optimized, and the optimal position of the filter under three working conditions of plugging the impervious curtain into the aquifer was simulated and predicted. And the three schemes from the construction period, cost and safety and reliability and other aspects of comparative analysis, it is concluded that when the impervious curtain is inserted into the aquifer at a depth of 1/2, the filter of the dewatering well is inserted at about 9/50-9/20, that is , the buried depth at the bottom of the impervious curtain is 46.2 m,and the buried depth of the filter is 33.7-42.7 m, 17 pumping wells are adopted for dewatering as the optimal scheme.

Key words: deep foundation pit dewatering, land subsidence, suspended impervious curtain, finite element method

中图分类号: 

  • TU46.3
[1] 孟世豪, 崔亚莉, 田芳, 罗勇, 石鸿蕾. 基于MODFLOW-SUB建立变渗透系数的地下水流-地面沉降模型[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(2): 550-559.
[2] 程蕊, 朱琳, 周佳慧, 郭高轩, 郭琳, 李蕙君, 陈蓓蓓. 北京潮白河冲洪积扇地面沉降时空异质性特征及驱动因素分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(4): 1182-1192.
[3] 许军强, 马涛, 卢意恺, 白潍铭, 赵帅. 基于SBAS-InSAR技术的豫北平原地面沉降监测[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(4): 1182-1191.
[4] 骆祖江, 宁迪, 杜菁菁, 陆玮. 吴江盛泽地区建筑荷载和地下水开采对地面沉降的影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(2): 514-525.
[5] 王洁, 宫辉力, 陈蓓蓓, 高明亮, 周超凡, 梁悦, 陈文锋. 基于Morlet小波技术的北京平原地面沉降周期性分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(3): 836-845.
[6] 周超凡, 宫辉力, 陈蓓蓓, 贾煦, 朱锋, 郭琳. 利用数据场模型评价北京地面沉降交通载荷程度[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(5): 1511-1520.
[7] 罗天涯, 熊彬, 蔡红柱, 陈欣, 刘云龙, 兰怀慷, 李祖强, 梁卓. 复杂电性结构大地电磁二维响应特征[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(1): 215-223.
[8] 付延玲, 骆祖江, 廖翔, 张建忙. 高层建筑引发地面沉降模拟预测三维流固全耦合模型[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(6): 1781-1789.
[9] 蒋甫玉, 谢磊磊, 常文凯, 黄岩, 张作宏. 三度体重力矢量的有限单元法正演计算[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(4): 1217-1226.
[10] 付延玲,金玮泽,陈兴贤,谈金忠. 高层建筑荷载引发地面沉降与隆起变形三维数值模拟[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(5): 1587-1594.
[11] 陈荣波,束龙仓,鲁程鹏,李伟. 含水层压密引起其特征参数变化的实验[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2013, 43(6): 1958-1965.
[12] 陈兴贤,骆祖江,安晓宇,谈金忠,田开洋. 深基坑降水三维变参数非稳定渗流与地面沉降耦合模型[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2013, 43(5): 1572-1578.
[13] 汤井田,薛帅. MT有限元模拟中截断边界的影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2013, 43(1): 267-274.
[14] 李文运, 崔亚莉, 苏晨, 张伟, 邵景力. 天津市地下水流-地面沉降耦合模型[J]. J4, 2012, 42(3): 805-813.
[15] 付延玲. 基于地面沉降控制的区域性松散沉积层地下水可采资源规划评价[J]. J4, 2012, 42(2): 476-484.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 李 秉 成. 陕西富平全新世古气候的初步研究[J]. J4, 2005, 35(03): 291 -0295 .
[2] 和钟铧,杨德明,王天武,郑常青. 冈底斯带巴嘎区二云母花岗岩SHRIMP锆石U-Pb定年[J]. J4, 2005, 35(03): 302 -0307 .
[3] 旷理雄,郭建华,梅廉夫,童小兰,杨丽. 从油气勘探的角度论博格达山的隆升[J]. J4, 2005, 35(03): 346 -0350 .
[4] 李昭阳,汤 洁,孙平安,林年丰. 松嫩平原西南部土地利用动态变化的分形研究[J]. J4, 2006, 36(02): 250 -0258 .
[5] 柳雁玲,佴 磊,刘永平. 和龙沿江公路傍山隧道偏压特征分析[J]. J4, 2006, 36(02): 240 -0244 .
[6] 崔 健,林年丰,汤 洁,姜玲玲,蔡 宇. 霍林河流域下游地区土地利用变化动态及趋势预测[J]. J4, 2006, 36(02): 259 -0264 .
[7] 景建恩,魏文博,梅忠武. 塔河油田奥陶系岩溶洞穴发育特征及其与油气的关系[J]. J4, 2005, 35(05): 622 -625 .
[8] 廖香俊,冯亚生,丁式江,张本仁,徐忠胜,吴 丹. 海南岛东北部地质环境评价[J]. J4, 2005, 35(05): 646 -652 .
[9] 赵兴敏,花修艺,张菁菁,董德明,李 鱼. 自然水体采集的生物膜上铁、锰氧化物的萃取分离[J]. J4, 2005, 35(04): 505 -0509 .
[10] 张凤君,李 卿,马玖彤,于广菊. 膜蒸馏处理糠醛废水的实验研究[J]. J4, 2006, 36(02): 270 -0273 .