香港港珠澳大桥人工岛降水方案文档格式.docx
- 文档编号:21284049
- 上传时间:2023-01-29
- 格式:DOCX
- 页数:3
- 大小:19.47KB
香港港珠澳大桥人工岛降水方案文档格式.docx
《香港港珠澳大桥人工岛降水方案文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《香港港珠澳大桥人工岛降水方案文档格式.docx(3页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
2试验井的布置及施工2.1试验井布置抽水试验孔位于北侧岛壁外225.96m。
观测井的方向近南北向,垂直于人工岛轴线方向,与地下水水流方向近一致。
试验井为非完整井。
2.2成井过程抽水主井先用船上大型吊机将φ377mm和φ325mm的保护套管垂直下入土中,保证井管在孔中居中,由震动机压入土中,接着用φ168mm三翼合金钻头扫孔,再用φ270mm三翼合金钻头扩孔,孔深到设计深度后按地层分别下入沉淀管、滤水管和实管。
2.3成井结构在施工时先对一口观测井采用φ89mm岩芯管配用合金钻头,全断面取芯。
通过对地层的分析,查明含水层的分布特征,确定过滤器和实管的长度及填砾方量及止水位置。
抽水井外护管为φ377无缝钢管,下至泥面。
护管为φ325纲管,井管为168钢管,采用桥式过滤器。
该过滤器的优点是:
①特殊结构使得砾石不易阻塞孔眼,有较高的过水能力;
②特殊孔形结构起到了增强滤水管机械强度的效果,具有较高的机械强度;
③连接方式多样化,下管操作方便,适于野外生产。
观测井选用φ139mm钢管作为隔水保护套管,φ73钢管作为井管。
抽水井和观测井结构大致相同。
抽水井底部为3m左右的沉淀管,含水层部分采用桥式过滤器,其余采用实管;
观测井含水层部分采用圆孔式过滤器,其他部分采用实管。
2.4水位观测1)静止水位观测。
静止水位和海水位采用全自动水位控制仪进行观测,仪器的读取为每分钟一次。
采用测绳进行校正。
2)动水位、流量及水温的观测。
本次试验主要采用稳定流方法进行试验,同时结合非稳定流法计算要求进行观测。
抽水井动水位的的观测在正式抽水试验开始后第1、2、3、4、5、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120min各观测一次,以后每隔30min观测一次,直到水位稳定。
抽水井出水量和观测井水位,在正式抽水试验开始后第5、10、15、20、30、40、50、60min各观测一次,以后每隔30min观测一次。
在试验过程中测量地下水、海水水温以及空气温度。
出水量采用水表测量,水表读数精确到0.01m3。
用三角堰对流量进行校核,经校核所采取的数据是准确的。
对试验井进行三个降深抽水试验。
降深由大到小,先进行大降深,后进行小降深。
抽水试验稳定标准和稳定延续时间:
本次试验地下水位和海水联系密切。
通过观测,地下水的升降与潮水的涨、落稍有滞后。
因此采用相对静止水位,即当潮水位与地下水位变化趋势一致且差值保持在一常量时,即视为地下水位相对稳定。
涌水量波动值(最大与最小涌水量之差)不超过平均流量的5%。
水位和水量只在上述范围内波动,没有持续上升或下降的趋势,视为稳定。
稳定延续时间:
第一降深12小时,第二降深9.5小时,第三降深8.5小时。
3)恢复水位观测。
抽水试验结束,立即进行了恢复水位观测。
抽水井在抽水停止后第1、2、3、4、5、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120min各测一次,以后每30分钟测量一次,直到水位稳定。
观测井观测时间为停抽后第1、3、5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120min各测一次,以后每隔30分钟观测一次,直至完全恢复。
恢复水位稳定标准与静止水位观测要求相同,并与抽水前静水水位进行比较。
2.5抽水试验情况抽水试验共进行三个降深,降深分别为14.98、6.98和2.18m,出水量分别为49.43、39.00和15.91m3/h,三次降深稳定时间分别为12-9.5-8.5时。
3水文地质参数计算3.1计算模型的选用1)计算模型。
根据地质资料,试验所在位置目的含水层分布连续,试验含水层厚度20.00m,由细砂、中砂、粗砂组成。
试验所在位置含水层分布较均匀,边界距抽水井较远。
抽水井上部均覆盖有较厚的粘性土层,含水层具有承压性。
试验所采用的是非完整井试验。
2)地下水静止水位的采用。
根据本次试验地下水静止水位及海水位的观测,地下水与海水受潮汐变化现象明显。
地下水的变化与海水的变化有滞后现象,滞后时间约15min。
地下水水位高程与海水面高程相差较大,约0.53m,在高潮和低潮期也不相同。
地下水静止水位的采用是:
根据静止水位观测时,取得在潮汐周期内不同时间地下水与海水的差值,对抽水稳定时间内处于潮汐周期的不同时间进行平差,算出静止水位和水位降深。
3.2试验参数的计算1)渗透系数的计算。
考虑到现场实际情况本文采用稳定流方法进行计算。
据(《水文地质手册》编写组-1978之8-1-22)单孔抽水,抽水孔为非完整孔,远离补给或隔水边界,过滤器紧连隔水顶板计算渗透系数。
式中:
k—利用主井求得的含水层渗透系数(cm/s);
r—影响半径(m);
q—管井稳定涌水量(m3/h);
m—含水层厚度(m);
rw—抽水井半径(m);
sw—抽水井稳定动水位下降值(m);
ξ0—稳定流非完整井补充水流阻力值(查表)。
根据(《水文地质手册》编写组-1978之8-1-24)有二个观测孔,抽水孔和观测孔为非完整孔,远离补给或隔水边界,过滤器紧连隔水顶板计算渗透系数。
k—利用主井和2个观测井求得的含水层渗透系数(cm/s);
s1、s2—观测孔1、观测孔2稳定动水位下降值(m);
r1、r2—观测孔1、观测孔2至抽水井中心的距离(m)。
(表5)根据(sl320-2005)附录b稳定流承压水非完整井过滤器紧接含水层顶板,l>
0.3m,计算承压水渗透系数计算公式:
l—过滤器长度(m);
(表6)2)抽水井影响半径计算公式。
根据(sl320-2005)附录f中公式:
(式4.2.2)式中:
s1、s2—观测孔内水位降深(m);
r1、r2—抽水孔至观测孔之间的距离(m)。
3.3水文地质参数的分析与选用通过不同方法对渗透系的综上所得,人工岛渗透系数k为0.694~2.44×
10-2cm/s,降深14.98m~2.18m时,影响半径r为110.18m~79.40m。
由于采用两个观察孔时所计算结果精度较高,人工岛渗透系数k=2.04×
10-2cm/s,降深在14.98m时影响半径r=110.18m。
根据人工岛区水文地质条件,结合场区勘察地层参数分析、比较,取以上平均值为本次抽水试验水文地质参数。
4基坑降水方案建议根据人工岛及隧道的设计方案,主要有两个方面的施工涉及地下水:
一是隧道岛上段小岛施工时的降水;
二是在围堰施工后,人工岛大面积排水后的基坑抗渗流稳定性。
人工岛降水的有关参数分别计算如下。
4.1人工岛基坑降水参数计算1)基坑涌水量的计算。
按设计方案要求,拟建人工岛承压水头降至-11.40m,据资料显示,测得最高海水位2.51m,而承压水头比海水位高0.02m,即基坑水位降深为14.44m。
根据(jtj120-99之f.0.3-1)中承压水完整井基坑涌水量计算公式:
q—基坑涌水量(m3/d);
k—渗透系数(2.04×
10-2cm/s);
m—承压水含水层厚度(20.00m);
s—基坑水位降深(14.44m);
r—降水影响半径(设计降深23.04m时影响半径125m);
r0—基坑等效半径()。
代入数值计算得:
q=40009m3/d。
2)设计单井涌水量的计算。
根据(jtj120-99之8.3.4)管井的出水量经验公式:
其中:
rs—过滤器半径(取0.20m);
l—过滤器进水部分长度(l取15);
k—渗透系数(2.04×
10-2cm/s)。
代入数据,计算得:
q=2940m3/d。
3)降水井数量的计算。
根据(jtj120-99之8.3.3)降水井的计算公式:
q—基坑总涌水量(40009m3/d);
q—设计单井出水量(2000m3/d)。
分别代入数值计算得:
n≈22。
即拟建人工岛岛隧结合处小岛基坑降水需布置22口井降水井(井深60m、井径400mm)。
4.2人工岛降水井的布设拟建人工岛岛隧结合处小岛基坑,长90m,宽37.3m。
该场区含水层分布均匀,渗透性好,地下水补给条件好。
建议降水井布置在岛壁外围1m~2m处,分三排均匀布置,两侧每排7个,中间一排8个,详见图1:
人工岛降水井平面布置图。
图1人工岛降水井平面布置图根据(jtj120-99之8.3.7-2)块状基坑降水深度计算公式:
s—在基坑中心处或各井点中心处地下水位降深(m);
m—含水层厚度(20m);
k-渗透系数(2.04×
r0—基坑等效半径与降水井影响半径之和(32.7+125m);
n—降水井个数(22口);
ri—n井至基坑中心点的距离(m)。
s=30.28m。
可见,降水井运行后水位降深为30.28m,超过设计降深14.4m,可满足降水设计要求。
4.3基坑抗渗流稳定性分析根据设计要求,在人工岛基础进行施工时,人工岛基坑底部开挖高程为-11.00m。
按(gb50007-2002之w.0.1)进行基坑底抗渗流稳定性验算。
γm—透水层以上土的饱和重度(kn/m3);
t+δt—透水层顶面距基坑底面的深度(m);
pw—含水层水压力(kpa)。
透水层以上土层为淤泥、淤泥质粉质粘土,饱和重度取17.0kn/m3。
透水层顶面距基坑底面的深度最小为43.90m。
含水层水压力取年最大潮位时地下水水头值3.04m到透水层顶面的距离。
满足条件,坑底稳定。
5结束语通过多种方法计算出人工岛渗透系数k=2.04×
按设计方案要求,拟建人工岛承压水头降至-11.40m,据资料显示,测得最高海水位2.51m,而承压水头比海水位高0.53m,即基坑水位降深为14.44m。
承压水完整井基坑涌水量计算q=40009m3/d。
拟建人工岛岛隧结合处小岛基坑降水需布置22口井降水井(井深60.0m、井径400mm)。
当布设24口降水井时,可见,降水井运行后水位降深为30.28m,超过设计降深14.4m,可满足降水设计要求。
参考文献[1]gb50027-2001供水水文地质勘察规范[s].[2]sl320-2005水利水电工程钻孔抽水试验规程》[s].[3]cecs241:
2008工程建设水文地质勘察标准[s].[4]gb50007-2002建筑地基基础设计规范[s].[5]jtj120-99建筑基坑支护技术规程[s].[6]《供水水文地质手册》编写组.供水水文地质手册[m].北京:
地质出版社,1977.[7]王曙光.深基坑支护事故处理经验录[c].北京:
机械工业出版社,2005.[8]《水文地质手册》编写组.水文地质手册[m].北京:
地质出版社,1978.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 香港 港珠澳 大桥 人工岛 降水 方案