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.pdf

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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.刘树佳苏州河段深层调蓄管道系统工程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

2、准和应对超强暴雨能力，也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

3、流一期总管和初雨处理厂。有效应对100年一遇降雨（不发生区域性城市运行瘫痪，路中积水深度不超过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）一、工程概况深隧工程深隧工程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）一、工程概况本工程服务范围包括苏州河沿岸25个排水系统，总面积约58平方公里，

4、服务人口135万人。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15.3km5770m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）。l主线工程一、工程概况试验段，从苗圃综合设施到云岭西综合设施，距离为1.67km。l深隧试验段平面示意图一、工程概况苗圃综合设施云岭西综合设施l云岭西综合设施 于2017年6月27日获施工许可证，6月28日开工

5、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、工程概况一、工程概况 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）操作层-6m0m-15m-30m-60m入流竖井地下：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、地下出入口一、工程概况一、工程概况苗苗圃圃位位置置：长宁区临虹路以北、福泉路以东、苏州河及苗圃泵站以西竖竖井井结结构构：圆筒结构，采用叠合墙、大厚度底板；设设施施结结

6、构构：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：综综合合设设施施基基坑坑整整体体外外包包竖竖井井，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、工程概况承压水层承压水层接缝处视情况实施接缝处视情况实施MJS n苗圃竖井基坑围护苗圃竖井基坑围护一、工程概况总体实施流程总体实施流程施工竖井及综合设施地下连续墙

7、围护；盾构施工完成后，施工竖井内部结构至顶；竖井内部结施工完成后，施工东侧深部综合设施；施工竖井及综合设施地下连续墙围护；盾构施工完成后，施工竖井内部结构至顶；竖井内部结施工完成后，施工东侧深部综合设施；东侧深部综合设施施工完成后，施工西侧深部综合设施；西侧深部综合设施施工完成后，施工中部综合设施；中部综合设施施工完成后，施工浅部综合设施；东侧深部综合设施施工完成后，施工西侧深部综合设施；西侧深部综合设施施工完成后，施工中部综合设施；中部综合设施施工完成后，施工浅部综合设施；一、工程概况V云云岭岭西西位位置置：普陀区真光路以东、光复西路以南竖竖井井结结构构：圆筒结构，采用叠合墙、大厚度底板；设

8、设施施结结构构：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、工程概况接接缝缝处处视视情情况况实实施施MJS 帷幕105m(铣槽)40m10m20m25m25m25m(11)59.6m45.4m(0.76H)34m地墙深度105m厚度1500mm垂直度1/1000内衬厚度5001500mm底板厚度4m承压水层承压水层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、

9、工程概况20深隧工程整体地质剖面图深隧2粉细砂11粘土12粉质粘土33.9m5.6m13.7m沿线均分布、层，层不连通。部分区域浅部有3层，未见2微承压层。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。1111一、工程概况 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

10、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、科研项目进展二、科研、试验与专题论证p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。p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

11、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。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二、科研、试验与专题论证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、监测降水井施工质量控制关键点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 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；对第三承压含水层减压降水属首次对第三承压含水层减压降水属首次。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

12、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。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 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111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，尽量隔断层；采用超深铣槽机成墙，尽量隔断层；基坑外侧5m处增设混凝土隔水帷幕墙；提高应对风险能力；基坑外侧5m处增设混凝土隔水帷幕墙；提高应对风险能力；考虑坑底加固，减少层降

13、深；考虑坑底加固，减少层降深；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。降水试验井平面布置图二、科研、试验与专题论证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6处竖井隔断，东边2处竖井难隔断需降深50m；层承压水6处竖井隔断，东边2处竖井难隔断需降深50m；层承压水均未隔断，需降压615m；层承压水均未隔断，需降压615m；11 层上覆超固结土，降深较小，因此，竖井降水的关键是层承压水的处理 层上覆超

14、固结土，降深较小，因此，竖井降水的关键是层承压水的处理11通过“现场水文地质勘察+数值模拟预测+现场群井验证性抽水+变形实测和分析+设计施工标准研究+后期工程应用”“现场水文地质勘察+数值模拟预测+现场群井验证性抽水+变形实测和分析+设计施工标准研究+后期工程应用”的技术路线，主要开展以下几个方面研究：1）第二、第三承压含水层水文地质特性研究；2）强透水性含水层降水的渗流场流态研究；3）第二、第三承压含水层降水诱发的沉降预估；4）超深减压井的施工工艺研究。1）第二、第三承压含水层水文地质特性研究；2）强透水性含水层降水的渗流场流态研究；3）第二、第三承压含水层降水诱发的沉降预估；4）超深减压井

15、的施工工艺研究。云云岭岭西西降降水水井井平平面面布布置置预预案案J J：潜潜水水疏疏干干井井；Y Y：抽抽水水井井；G G：观观测测井井；Y YB B：备备用用井井。YB9-3Y10-1Y10-2Y10-3YB10-2Y10-4Y10-5Y10-6YB10-1G9-1Y11-1YB11-1Y11-2G9-2YB11-2Y11-3J-1JB-1G10-1G11-1Y9-1YB9-1Y7-1YB7-1YB7-3YB7-2YB9-2降水井平面布置图降水井平面布置图 试验内容 试验内容1.单井抽水试验 1.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

16、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9.9.水位自动化采集与监控系统水位自动化采集与监控系统10.10.水位远程传输及监控系统水位远程传输及监控系统 降水井布置 降水井布置坑内疏干井（上部土层）坑内降压井（7层、9层）坑外降压井（10层、11层）坑外回灌井（9层）坑内疏干井（上部土层）坑内降压井（7层、9层）坑外降压井（10层、11层）坑外回灌井（9层）基坑降水试验井布置二、科研、试验与专题论证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、试验与专题论证二、

17、科研、试验与专题论证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2-12-1承压含水层粉砂夹中砂承压含水层粉砂夹中砂承压含水层，砂质粉土承压含水层，砂质粉土、层，浅层含水层，粘质粉土、层，浅层含水层，粘质粉土夹夹层承压含水层，粉质粘土夹粉砂层承压含水层，粉质粘土夹粉砂A A层承压含水层，粉砂层承压含水层，粉砂1111 层承压含水层，粉砂层承压含水层，粉砂帷幕帷幕与含水层含水层的关系1、帷幕隔断、1、帷幕隔断、2、2、，进入层2、对、，进入层2、对、2、2、层属于落底式帷幕减压降水；层属于落底式帷幕减压降水；3、对10-a层、11层属于敞开式降水。3、对10-a层、11层属于敞开式

18、降水。基坑底面尽量不进入层；坑内进行疏干降水及减压降水；坑外对层承压水进行回灌以保护环境；降水井、回灌井具体布置按实际情况细化。基坑底面尽量不进入层；坑内进行疏干降水及减压降水；坑外对层承压水进行回灌以保护环境；降水井、回灌井具体布置按实际情况细化。试验区水文地质剖面图二、科研、试验与专题论证云岭西工作井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二、科研、试验与专题论证n 选用潜水泵n 管路系统n 回流系统n 缓冲系统n 水质分析n 现场观测n 沉降监测系统n 现场监控二、科研、试验与专题论证深层土体降水施工技术及深层承压水控制研究

19、深层承压水现场抽水试验 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远程自动沉降监测系统Visual Modflow Flex 数值模拟软件回灌净化过滤设备二、科研、试验与专题论证深层土体降水施工技术及深层承压水控制研究Y9-1，Y9-2以及G9-2作为群抽的抽水井Y9-1，Y9-2以及G9-2作为群抽的抽水井，GX9-1（将原有的G9-1回填粘土球，使得该井井深变为76m），H9-1以及H9-2作为观测井。3口井同时抽水时，Y9-1的平均稳定水量约为GX9-1

20、（将原有的G9-1回填粘土球，使得该井井深变为76m），H9-1以及H9-2作为观测井。3口井同时抽水时，Y9-1的平均稳定水量约为192m192m3 3/h/h，Y9-2的平均稳定水量约为，Y9-2的平均稳定水量约为282m282m3 3/h/h，G9-2的平均稳定水量约为，G9-2的平均稳定水量约为120m120m3 3/h/h。第层群井抽水试验观测井降深曲线第层群井抽水试验观测井降深曲线二、科研、试验与专题论证抽水井抽水井二、科研、试验与专题论证针对现阶段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

21、处第1层水位降深0.92m；100m距离处水位降深为0.744m。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1.347m。Y9-2单井抽水稳定后s-lgr曲线Y9-1单井抽水稳定后s-lgr曲线Y9-2单井抽水稳定后s-lgr曲线Y9-1单井抽水稳定后s-lgr曲线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

22、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、试验与专题论证第层群井抽水水量随时间变化第层群井抽水水量随时间变化第11层群井抽水试验观测井降深曲线第11层群井抽水试验观测井降深曲线第层各观测井水位降深曲线第第层各观测井水位降深曲线第A A层各观测井水位降深曲线层各观测井水位降深曲线二、科研、试验与专题论证针对现阶段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处，第层水位降深为7.39m，距离抽

23、水井100m处，第层水位降深为5.42m。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；Y11-2单井抽水稳定后第Y11-2单井抽水稳定后第A A层s-lgr曲线Y11-2单井抽水稳定后第层s-lgr曲线层s-lgr曲线Y11-2单井抽水稳定后第层s-lgr曲线综合设施基坑地下水控制二、科研、试验与专题论证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

24、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。综合设施基坑地下水控制二、科研、试验与专题论证棚棚棚混1混111混1111混2混1混2混4上海兰卫投资有限公司剑河路泵站风铃绿地施工区2014年10月3.84.04.24.23.84.934.434.354.524.073.83探头剑495951R=25R=25风铃绿地3.95.044.874.644.634.524.464.894.49棚棚混2简混112混1风铃绿地剑河路泵站4.4

25、54.004.374.004.693.804.663.804.574.204.544.104.624.104.204.574.395.405.414.405.394.375.404.373.95.34.13.94.354.144.174.104.12探头探头江淞48345棚棚棚棚棚棚简简简简简简混4混211111混2混3混1混12混11混11混1211风铃绿地陆家厍厕台石子石子石子石子4.673.704.664.654.663.703.803.804.663.603.73.93.73.73.73.73.63.93.83.54.0吴淞江1上海振达港口机械有限公司14.25.04.3R=150R=

26、20R=300R=10R=50R=204520G11-1H11-2Y11-1Y11-2G9-1Y10-2H11-1G10-2H9-1H9-2G10-115mG10-3Z2G9-2Y9-1Y9-2G11-2F-2F-116F-49F-126F-150F-40F-99F-70F-123C6-1吴江淞5mNK-74/845mZ110m10mY10-15mH1-1C5-1H1-2C4-1C3-1H1-3C2-1C1-1H1-4H1-5C6-2C5-2C3-2C2-2C1-2C1-3C2-3C3-3C5-3C6-3C6-4C5-4C3-5C2-5C1-5C1-6C1-7C2-7C2-6C3-4C2-4C

27、1-4C3-6C5-6C6-6C6-5C5-5C5-7C6-7C5-8C6-8C3-7C3-8C3-9C5-96-9C8-1C8-2C8-3C8-4C8-5C8-6C8-7C8-8C8-9C8-10H2-1C9-1C9-2C9-3C9-4C7-1C7-2C7-3C7-4C7-5C7-6C7-7C7-8C7-97-11C10-1C10-2C10-3C10-4C10-5RQ1-5SS1-5RQ1-4SS1-4RQ1-3RQ1-2SS1-3SS1-2RQ1-1SS1-1C9-5C4-2C4-3C4-4C4-5C4-6C4-7C4-8C4-97-10H2-2H2-3H2-4H2-5H2-6YS1-1S

28、S2-1SS2-2YS1-2YS1-3SS2-3YS1-4SS2-4YS1-5SS2-5YS1-6SS2-6H1-6H1-7H1-8C10-6C10-7C8-11RQ1-6SS1-611-111-211-311-411-512-512-412-312-212-113-114-114-213-214-313-314-413-414-513-5-10000-9950-9900-9850-9800-9750-9700-9650-1250-1200-1150-1100-1050-1000-950-900竖井综合设施苏州河层群井抽水造成地面沉降等值线图（单位：层群井抽水造成地面沉降等值线图（单位：mm）

29、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。综合设施基坑地下水控制二、科研、试验与专题论证棚棚棚混1混111混1111混2混1混2混4上海兰卫投资有限公司剑河路泵站风铃绿地施工区2014年10月3.84.04.24.23.84.934.434.354.524.073.83探头剑495951R=25R=25风铃绿地3.95.044.874.644.634.524.464.894.49棚棚混2简混112混1风铃绿地剑河路泵站4.454.004.374.004.693.804.663.804.574.204.544.104.624.104.204.574.395.405.414.4

30、05.394.375.404.373.95.34.13.94.354.144.174.104.12探头探头江淞48345棚棚棚棚棚棚简简简简简简混4混211111混2混3混1混12混11混11混1211风铃绿地陆家厍厕台石子石子石子石子4.673.704.664.654.663.703.803.804.663.603.73.93.73.73.73.73.63.93.83.54.0吴淞江1上海振达港口机械有限公司14.25.04.3R=150R=20R=300R=10R=50R=204520G11-1H11-2Y11-1Y11-2G9-1Y10-2H11-1G10-2H9-1H9-2G10-11

31、5mG10-3Z2G9-2Y9-1Y9-2G11-2F-2F-116F-49F-126F-150F-40F-99F-70F-123C6-1吴江淞5mNK-74/845mZ110m10mY10-15mH1-1C5-1H1-2C4-1C3-1H1-3C2-1C1-1H1-4H1-5C6-2C5-2C3-2C2-2C1-2C1-3C2-3C3-3C5-3C6-3C6-4C5-4C3-5C2-5C1-5C1-6C1-7C2-7C2-6C3-4C2-4C1-4C3-6C5-6C6-6C6-5C5-5C5-7C6-7C5-8C6-8C3-7C3-8C3-9C5-96-9C8-1C8-2C8-3C8-4C8

32、-5C8-6C8-7C8-8C8-9C8-10H2-1C9-1C9-2C9-3C9-4C7-1C7-2C7-3C7-4C7-5C7-6C7-7C7-8C7-97-11C10-1C10-2C10-3C10-4C10-5RQ1-5SS1-5RQ1-4SS1-4RQ1-3RQ1-2SS1-3SS1-2RQ1-1SS1-1C9-5C4-2C4-3C4-4C4-5C4-6C4-7C4-8C4-97-10H2-2H2-3H2-4H2-5H2-6YS1-1SS2-1SS2-2YS1-2YS1-3SS2-3YS1-4SS2-4YS1-5SS2-5YS1-6SS2-6H1-6H1-7H1-8C10-6C10-7

33、C8-11RQ1-6SS1-611-111-211-311-411-512-512-412-312-212-113-114-114-213-214-313-314-413-414-513-5-10000-9950-9900-9850-9800-9750-9700-9650-1250-1200-1150-1100-1050-1000-950-900竖井综合设施苏州河(11)层群井抽水造成地面沉降等值线图（单位：层群井抽水造成地面沉降等值线图（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、试验与专题论证第层群井抽水沉降时间效应第层群井抽水沉降时间效应选

34、用抽水中心区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-49、F-70实测值-t/S-t拟合曲线F-49、F-70沉降值预测-S-t曲线F-49、F-70实测值-t/S-t拟合曲线F-49、F-70沉降值预测-S-t曲线二、科研、试验与专题论证第(11)层群井抽水沉降时间效应第(11)层群井抽水沉降时间效应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

35、），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。F-123、F-126实测值-t/S-t拟合曲线F-123、F-126沉降值预测-S-t曲线F-123、F-126实测值-t/S-t拟合曲线F-123、F-126沉降值预测-S-t曲线F-123F-123F-126F-126深层土体降水及深层承压水控制模拟竖井基坑（I区）开挖针对竖井基坑（I区）开挖针对第第夹夹+第+第A A层层减压降水模拟减压降水模拟竖井基坑（I区）竖井基坑（I区）夹夹层层承压水降深等值线图（单

36、位：m）承压水降深等值线图（单位：m）二、科研、试验与专题论证竖井基坑（I区）竖井基坑（I区）A A层层承压水降深等值线图（单位：m）承压水降深等值线图（单位：m）综合设施（II区）综合设施（II区）2层层承压水降深等值线图（单位：m）综合设施（II区）承压水降深等值线图（单位：m）综合设施（II区）1层层承压水降深等值线图（单位：m）承压水降深等值线图（单位：m）二、科研、试验与专题论证深层土体降水及深层承压水控制模拟综合设施基坑（II区）开挖针对综合设施基坑（II区）开挖针对第第2 2+第+第1 1层层减压降水模拟减压降水模拟二、科研、试验与专题论证深层土体降水及深层承压水控制模拟基坑降水

37、总沉降计算初步预测 单位（mm）基坑降水总沉降计算初步预测 单位（mm）-500050010001500200025003000-500050010001500200025003000地墙处沉降约19.5mm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(50m)苏州河驳岸(50m)11.7mm11.7mm上河湾(126m)上河湾(126m)9.5mm9.5mm上海城建物资(196m)上海城建物资(196m)7.7mm7.7mm剑河家苑(290m)剑河家苑(290m)6.3mm6.3mm馨越公寓(356m)馨越公寓(356m)5.8mm5.8mm上海市贸易学校(556m)上海市贸易学校(5

38、56m)4.1mm4.1mm上海市延安中学(556m)上海市延安中学(556m)4.1mm4.1mm祁连山南路桥(656m)祁连山南路桥(656m)3.6mm3.6mm地铁2号线(806m)地铁2号线(806m)2.9mm2.9mm地铁13号线(1300m)地铁13号线(1300m)1.6mm1.6mmVisual Modflow Flex 数值模拟软件Visual Modflow Flex 数值模拟软件综合设施基坑（II区）开挖针对综合设施基坑（II区）开挖针对第第2 2+第+第1 1层层减压降水模拟减压降水模拟13131321112212?13131321112212?渗漏水的应急措施渗漏

39、水的应急措施研究方案一：超深钻孔注浆堵漏研究方案一：超深钻孔注浆堵漏超深多功能钻机施工设备（德国宝峨）超深多功能钻机施工设备（德国宝峨）应应急急堵堵漏漏：1 1.快快速速钻钻孔孔到到位位2 2.下下放放注注浆浆管管3 3.双双液液旋旋喷喷注注浆浆封封堵堵渗渗漏漏点点地地下下连连续续墙墙防防渗渗墙墙二、科研、试验与专题论证利用人工制冷技术,使地层中的水结冰,将松散含水岩土变成冻土,增加其强度和稳定性,隔绝地下水,以便在冻结壁的保护下,进行地下工程掘砌作业。利用人工制冷技术,使地层中的水结冰,将松散含水岩土变成冻土,增加其强度和稳定性,隔绝地下水,以便在冻结壁的保护下,进行地下工程掘砌作业。方案二

40、 地墙外侧设置一圈冻结孔方案一 地墙接缝预埋冷冻管方案二 地墙外侧设置一圈冻结孔方案一 地墙接缝预埋冷冻管二、科研、试验与专题论证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1 1、层层渗渗透透系系数数大大，2 2-1 1水水平平向向渗渗透透系系数数为为9 90 0-1 10 00 0m m/d d。1 1层层单单位位涌涌水水量量约约 8 8-1 10 0m m3 3/h hm m，2 2-1 1层层,单单位位涌涌水水量量约约 3 30 0m m3 3/h hm m。2 2、第第层层抽抽水水试试验验结结果果表表明明：该该层层含含水水层层整整体体表表现现出出水水量

41、量大大，补补给给快快，渗渗透透性性强强，水水难难降降的的特特点点。根根据据其其水水文文地地质质特特性性及及对对工工程程及及环环境境的的危危害害程程度度，加加强强该该层层的的应应急急预预案案。3 3、对对于于竖竖井井基基坑坑来来说说，第第层层已已被被隔隔断断，属属于于落落底底式式帷帷幕幕降降水水，对对周周边边环环境境影影响响较较小小，考考虑虑地地墙墙渗渗漏漏的的可可能能性性，还还需需要要对对该该层层布布设设一一定定数数量量的的降降水水井井，考考虑虑到到1 1层层需需要要降降水水4 48 8m m，地地墙墙内内外外水水头头差差太太大大，因因此此该该层层降降水水井井滤滤管管长长度度应应该该适适当当加

42、加长长。第第夹夹+第第A A层层属属于于敞敞开开式式降降水水，对对周周边边环环境境有有一一定定的的影影响响。4 4、对对于于综综合合设设施施I II I区区基基坑坑而而言言，第第层层被被隔隔断断，属属于于落落底底式式帷帷幕幕降降水水，对对周周边边环环境境影影响响较较小小，而而第第2 2层层及及1 1层层属属于于悬悬挂挂式式降降水水（将将2 2层层和和层层作作为为一一个个含含水水层层组组考考虑虑，地地墙墙深深度度按按8 80 0m m考考虑虑），对对周周边边环环境境有有一一定定的的影影响响。5 5、当当需需要要时时，可可在在保保护护对对象象附附近近，针针对对第第一一、第第二二承承压压含含水水层层

43、，采采取取地地下下水水回回灌灌措措施施，减减小小与与控控制制承承压压水水位位下下降降引引起起的的附附加加沉沉降降。二、科研、试验与专题论证初步结论1 1、后后期期，如如昌昌平平工工作作井井开开挖挖深深度度7 71 1m m，1 11 1层层降降深深达达到到1 17 7m m左左右右。本本次次试试验验只只是是针针对对1 11 1层层的的上上部部的的试试验验；且且昌昌平平竖竖井井紧紧邻邻地地铁铁1 12 2号号线线，距距离离汉汉中中路路站站约约4 41 10 0m m，变变形形要要求求比比云云岭岭西西高高！2 2、层层的的分分段段水水文文地地质质特特性性认认识识还还刚刚刚刚开开始始。3 3、静静力

44、力水水准准自自动动化化监监测测用用于于承承压压水水降降水水分分层层沉沉降降监监测测，还还是是首首次次，精精度度应应与与传传感感器器专专家家探探讨讨。现现在在厂厂家家在在试试验验。4 4、层层的的原原水水压压力力回回灌灌的的水水质质处处理理、压压力力值值选选择择、回回扬扬参参数数、等等还还应应进进一一步步试试验验。5 5、层层的的亚亚层层有有夹夹、A A层层，对对它它的的工工程程特特性性认认识识还还需需要要加加深深。研究展望二、科研、试验与专题论证51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）衬砌设计管片连接：环向采用铸铁件

45、+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块标准块10.0m650mm650mm主隧盾构结构设计主隧盾构结构设计二、科研、试验与专题论证52l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

46、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深层排水隧道的主要难点二、科研、试验与专题论证53二、科研、试验与专题论证盾构中心隧道设计院同济大学基础公司市政设计院同济大学盾构中心隧道设计院同济大学基础公司市政设计院同济大学两组平行试验54二、科研、试验与专题论证55二、科研、试验与专题论证56二、科研、试验与专题论证57接接头头力力学学实实验验二、科研、试验与专题论证58 一字型埋件刚度不足，接头试验中变形5mm；一字型埋件刚度不足，接头试验中变形5mm；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

47、更合理，且接头稳定。一字型埋件凹字型埋件口字型埋件试验证明，采用口字型预埋件更合理，且接头稳定。一字型埋件凹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p 预埋件的接头抗拉试验，初步验证了接头的可靠性。接头力学实验接头力学实验二、科研、试验与专题论证59二、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。60高内水压作用下深埋盾构法隧道计算方法P1P5P3P4P2P2P4P3P5P9P7P6P8P8P6P7F1F3F4F5F6F7F8F2F9F3F4F5F6F7F8F2施工阶段使用阶段施

48、工阶段使用阶段分步施加荷载分步施加荷载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。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。试验加载方式的说明试验加载方式的说明二、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61二、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%-5%D相比，厚度增加约10cm左右。满水状态62二、科研、试验与

49、专题论证深隧衬砌管片环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。加载装置径向千斤顶 纵向千斤顶加载装置径向千斤顶 纵向千斤顶63二、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 千斤顶加载顺序千斤顶加载顺序1.施加纵向千斤顶荷载（模拟衬砌环间作用力）；1.施加纵向千斤顶荷载（模拟衬砌环间作用力）；2.施加外侧径向千斤顶荷载（模拟自重、水土荷载作

50、用下的内力状态）：P1-P92.施加外侧径向千斤顶荷载（模拟自重、水土荷载作用下的内力状态）：P1-P93.施加内侧径向千斤顶荷载（模拟内水压作用下的内力状态）：F1-F93.施加内侧径向千斤顶荷载（模拟内水压作用下的内力状态）：F1-F912364二、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-8mm9mm8mm-11mm65二、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66二、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l目前管片试验研究正在进行中。67二、科研、试验与专题论证盾构底部埋深约50m55m结合区域地质资料，盾构掘进地层主要为