上海承压水风险控制及对策44+t

上海承压水风险控制及对策主讲人：顾国荣国家级勘察设计大师2019年5月21日引言2003年7月1日凌晨隧道结构破坏，地面建筑物倾斜、部分倒塌，防汛墙部分坍塌，经济损失数亿元，工期延误4年……上海轨道交通四号线董家渡旁通道事故事发地点引言2011年11月22日1-1区基坑发生⑦层承压水突涌，最终抢险无效，采用回灌控制。世纪大道2-4地块基坑突涌深基坑承压水风险巨大，事故后果严重！深刻认识承压水特征，对症下药控制风险！目录CONTENTS上海地区承压水特征01承压水控制案例分析02承压水风险控制对策03结语04

PARTONE上海地区承压水特征⑤2

⑦⑦⑧⑨⑤2

⑥⑥⑤2

上海市区南北向地层剖面示意图北南一、上海地区承压水特征人民广场后滩虹口足球场殷高西路江杨北路东方体育中心上海地区承压含水层——第⑤2层层顶埋深小于20米层顶埋深大于20米层顶埋深大于20米层顶埋深小于20米分布：古河道区或古河道区与正常区的交界地带，市中心及北部地区呈零星状分布。埋深：闵行梅陇地区约14m～18m，市中心及北部地区20m～25m。厚度：一般4m～10m，局部地区（漕河泾、世博、前滩）厚度可达15m以上。缺失缺失一、上海地区承压水特征层顶埋深小于25米层顶埋深大于45米缺失区层顶埋深25～35米层顶埋深25～35米层顶埋深25～35米层顶埋深35～45米上海地区承压含水层——第⑦层一、上海地区承压水特征⑦1-1⑦1-2⑦2砂质粉土Ps=8-15MPa粉细砂Ps>15MPa粘质粉土夹砂Ps=5-8MPa分布：市区广泛分布，北部零星缺失埋深：正常分布30m～35m，西北部20m～25m，中北部35m～45m，南部45m～55m厚度：变化大，一般为20~30m，市区西北部厚度较薄，为5~10m，总体自西北往东南厚度逐渐加大。层顶埋深小于60米层顶埋深大于70米层顶埋深60～70米层顶埋深大于70米层顶埋深60～70米层顶埋深小于60米层顶埋深大于70米上海地区承压含水层——第⑨层一、上海地区承压水特征分布：广泛且稳定埋深：总体呈现浦西浅浦东深的特点。浦西一般60～70m，浦东一般70～80m厚度：一般为20～30m。在陆家嘴-提篮桥-老西门一线超过50m⑨1粉细砂夹粘性土Ps=10-20MPa⑨2含砾中粗砂Ps>20MPa分区土层组合特征正常地层区域【有⑥层】I有⑧层②～⑨层普遍存在；⑦层层顶埋深约20-30mII⑤1层厚度薄，局部缺失；⑦层顶板埋深浅，约20mIII无⑧层⑦层层顶埋深约30m；⑦、⑨层相连古河道区域【⑥层缺失】IV有⑧层无⑤2层⑤3夹少量粉砂透镜体；⑦2层顶板埋深约40mV有⑤2层⑤2层顶板埋深约22m；⑤3层夹少量粉砂透镜体；局部⑤2层与⑦层相连VI无⑧层无⑤2层⑦层埋深约40m；⑦、⑨层相连。Ⅶ有⑤2层⑤2层埋深约20m；⑦层埋深变化较大，40-50m；局部⑤2层与⑦层相连；⑦、⑨相连，局部承压含水层总厚度达130m水文文地地质质分分区区一、、上上海海地地区区承承压压水水特特征征IⅡⅢⅤⅣⅥⅦ30m70m>90m⑦1⑦2⑦3⑨1Ⅲ区风险：有⑥;⑦/⑨相连⑥分布布于于陆陆家家嘴嘴、、莲莲花花路路、、世世纪纪公公园园、、金金桥桥等等地地区区一、、上上海海地地区区承承压压水水特特征征40m70m⑦2-2⑨Ⅵ区风险：缺⑥;⑦/⑨相连分布于徐家汇、新天地等地区一、、上上海海地地区区承承压压水水特特征征一、、上上海海地地区区承承压压水水特特征征分布于前滩、世博园、龙耀路、三林等地区⑤2-3⑤3-2⑦⑨32m44m57m63m>75mⅦ区风风险险：：缺⑥⑥;有⑤⑤2/⑦⑦/⑨⑨相连连一、、上上海海地地区区承承压压水水特特征征

上海承压水的分布是有规律的，如果能够科学认知，风险总体可控不同地层组合的承压水风险不同，⑤2/⑦/⑨相连地层组合（Ⅶ区）风险最大以开挖30m基坑为例，承压水风险：前滩>陆家嘴>五角场>徐汇；⑥层对于控制承压水突涌和环境影响作用巨大，随着开挖加深，挖除⑥层后风险大增，必须采取针对性的设计施工措施。PARTTWO承压压水水控控制制案案例例分分析析1、环环球球金融融中中心心承承压压水水控控制制成功案例首次次在在城城市市敏敏感感区区域域探探索索““坑坑外外减减压压降降水水““，，深深坑坑开开挖挖时时启启动动外外围围降降水水井井作作为为抽抽水水井井，，通通过过地地墙墙外外侧侧降降水水井井形形成成降降水水漏漏斗斗，，将将坑坑内内水水位位降降至至设设计计标标高高，，以以““按按需需降降水水””原原则则，，最最大大限限度度地地减减少少对对环环境境的的影影响响二、、承承压压水水控控制制案案例例分分析析成功案例减压压降降水水正正式式运运行行自自2004年6月至至2005年3月16日止止，，历历时时约约9个月月,地面面最最大大沉沉降降约约1cm二、、承承压压水水控控制制案案例例分分析析1、环环球球金融融中中心心承承压压水水控控制制2、上上海海轨道道交交通通4号线线修修复复工工程程成功案例修复复工工程程包包括括东东、、中中、、西西三三个个超超深深明明挖挖基基坑坑，，采采用用基基坑坑内内侧侧深深井井点点减减压压降降水水的的形形式式，，深深层层承承压压含含水水层层组组厚厚度度大大(第一一、、二二、、三三承承压压含含水水层层连连通通，，含含水水层层组组总总厚厚度度达达116.00m)二、、承承压压水水控控制制案案例例分分析析40口抽抽水水井井时时疏疏干干层层水水位位等等值值线线图图抽水水井井优优化化分分布布图图2、上上海海轨道道交交通通4号线线修修复复工工程程二、、承承压压水水控控制制案案例例分分析析中山山南南路路累累计计最最大大沉沉降降：：12.11mm董家家渡渡路路累累计计最最大大沉沉降降：：10.25mm税务务大大楼楼累累计计最最大大沉沉降降：：34.19mm成功案例3、济济南南地铁铁R1线王王府府庄庄站站、、玉玉符符河河站站~王府府庄庄站站区区间间明明挖挖段段基基坑坑地地下下水水回回灌灌二、、承承压压水水控控制制案案例例分分析析成功案例日出水量达20000m3，抽出地下水实现100%回灌3、济济南南地铁铁R1线王王府府庄庄站站、、玉玉符符河河站站~王府府庄庄站站区区间间明明挖挖段段基基坑坑地地下下水水回回灌灌单井井最最大大回回灌灌量量达达90吨/小时时单套套回回灌灌水水处处理理装装置置，，水水处处理理能能力力达达到到500m3/h砂卵卵石石地地层层采采用用反反循循环环设设备备成成井井二、、承承压压水水控控制制案案例例分分析析成功案例二、、承承压压水水控控制制案案例例分分析析2018年2月7日，盾盾构构区间间右线线盾盾尾尾漏漏水水漏漏砂砂，引引发发隧隧道道及及路路面面坍坍塌塌，，造成成11人死死亡亡、、1人失失踪踪、、8人受伤伤。原原因因：：1、盾盾构构处处于于深深厚厚富富水水粉粉砂砂层层且且临临近近强强透透水水的的中中粗粗砂砂层层，，地地下下水水具具有有承承压压性性，，易易生生产产透透水水涌涌砂砂涌涌泥泥；；2、盾盾尾尾密密封封装装置置在在使使用用过过程程中中密密封封性性能能下下降降，，被被外外部部承承压压水水击击穿穿，，产产生生透透水水涌涌砂砂通通道道。。事故故案案例例1、广广州州某某轨轨交2号线线隧隧道道坍坍塌塌70m80m二、、承承压压水水控控制制案案例例分分析析事故故案案例例2、福福州州地地铁铁某某车车站站井井壁壁冒冒水水引引起起基基坑坑突突涌涌2015年11月4日，减减压井井井管管周周边边出出现现冒冒水水现现象象，冒冒水水涌涌砂砂量量达达到到每每小小时时几几十十方方，，连连夜夜对对该该处处进进行行混混凝凝土土反反压压（（约约260方））和和土土方方的的回回填填，，并并引引用用基基坑坑周周边边的的河河水水往往坑坑内内大大量量灌灌水水。。二、、承承压压水水控控制制案案例例分分析析事故故案案例例2、福福州州地地铁铁某某车车站站井井壁壁冒冒水水引引起起基基坑坑突突涌涌冒水水涌涌砂砂范范围围3、上上海海闸闸北北区区某某深深基基坑坑地地墙墙侧侧向向渗渗漏漏基坑坑开开挖挖深深度度达达18m，发发生生地墙墙侧侧向向渗渗漏漏，引引起起周周边边地表表下下沉沉达达1m，后后经坑坑内内堆堆载载并并结结合合及及外外注注浆浆方方式式进进行行抢抢险险堵堵漏漏。。二、、承承压压水水控控制制案案例例分分析析事故故案案例例PARTTHREE承压压水水风风险险控控制制对对策策三、、承承压压水水风风险险控控制制对对策策水头高度渗透系数涌水量承压水层连通性承压含水层潜水层加强强水文文勘勘察察。查查明明各各土土层层的的承承压压性性，，弄弄清清各各承承压压含含水水层层的的渗透透系系数数、、涌涌水水量量、、影影响响半半径径等水水文文地地质质参参数数，，作作为为降降水水设设计计和和实实施施降降压压设设井井的的依依据据。。探明明地下下水水位位的的变变化化。。承压压水水水水位位总总体体稳稳定定，，但但是是受受季节节及及区区域域工工程程降降水水等影影响响存存在在一一定定变变化化，，后后续续降降水水设设计计及及开开挖挖应应根根据据水水位位变变化化动动态态调调整整。。合理理布置置勘勘探探孔孔。基基坑坑周周边边的的勘探探孔孔应布布设设在在围围护护结结构构（（地地下下连连续续墙墙））外外侧侧，，距地地墙墙外外边边2m以上上，避避免免开开挖挖过过程程中中由由于于勘勘探探孔孔窜窜孔孔导导致致坑坑边边承承压压水水突突涌涌，，进进而而引引起起围围护护墙墙附附近近水水土土流流失失。。重视勘探孔封封孔质量量。防止开开挖过程程中承压压水在高高水压差差作用下下从孔内内突涌，，对于深深孔应进进行注浆浆封孔。。1勘察要点点三、承压压水风险险控制对对策2设计要点点基坑设计计方案比比选确定合理理的隔水帷幕幕深度。在满足足基坑稳稳定性的的前提下下，根据据施工能能力确定定合理的的隔水帷帷幕深度度。选择合理理的隔水设计计形式。涉及第第三承压压含水层层的超深深基坑，，完全隔隔断难度度大，可可采用双双层悬挂挂隔水帷帷幕形式式。风险大GQ-1GQ-3GQ-2GQ-3三、承压压水风险险控制对对策2设计要点点基坑设计计方案比比选地墙接头头形式选择。根根据地墙墙深度和和施工能能力选择择合理的的接头形形式，目目前型钢钢和锁口口管的实实际止水水能力优优于十字字钢板和和套铣接接头。三、承压压水风险险控制对对策2设计要点点隧道盾构构设计比比选盾构设备备选型。。穿越承压压水地层层时首选选泥水平平衡盾构构，关键键保持盾盾构密封封，控制制密封油油脂压入入量和压压力。进出洞旁旁通道的的控制方方法。加固+冰冻+降水相结结合，控控制进出出洞和旁旁通道施施工风险险。土体加固降水井三、承压压水风险险控制对对策3降水设计计施工降水设计计原则。。降水头控控制为主主，不以以水量为为主，浅井密布布以控制环环境影响响，井太太深反而而风险更更大抗突涌计计算。根据地层层组合调调整抗突突涌安全全系数，，可考虑虑⑥/⑩层强度度对抗突突涌的影影响，当当⑥层挖除时应应增大安安全储备备。三、承压压水风险险控制对对策降水井的的施工质质量控制制。成井设备备选择、、井管、、过滤器器、滤料料，井壁壁密封。。抽灌一体体化设计计。坑外设置置必要的的备用井井，兼顾顾观测、、应急降降水和回回灌功能能，关键键是井的的质量，，降的下下，灌的的进。观测+降水+回灌井3降水设计计施工4施工要点点地墙垂直直度保证证。严控导墙墙施工、、成槽顺顺序、垂垂直度检检查与成成槽修孔孔。泥浆配比比。采取合适适的清孔孔设备，，确保100%清孔换浆浆，换浆浆后比重重小于1.1，粘度25"～35"。泥浆性能比重粘度(s)含砂率(%)PH新配制粘性土1.04～1.0520～24<38～9砂性土1.06～1.0825～30<48～9循环泥浆粘性土1.05～1.1525～30<48～10砂性土1.1～1.235<78～9废弃泥浆粘性土>1.25>50>8>14砂性土>1.35>60>11>14三、承压压水风险险控制对对策三、承压压水风险险控制对对策5检测监测测要点地下水位孔隙水压力地墙深层水平位移支撑内力立柱隆起顶部位移土压力地表沉降建筑沉降管线基坑、隧隧道、环环境监测测。及时发现现险情，，重点监监测围护护结构侧侧向位移移、坑外外水位，，隧道结结构变形形、渗漏漏水，同同时密切切关注管管线、地地表、建建筑沉降降等环境境影响。。移动三维维激光扫扫描技术术监测内容容三、承压压水风险险控制对对策5检测监测测要点预降水《建筑地基基基础工工程施工工规范》（GB51004-2015）。7.3.5的第3点规定““减压井井全部施施工完成成、现场场排水系系统安装装完毕后后，应进进行一次次群井抽抽水试验验或减压压降水试试运行””

加固前井号H1H2H3开抽前水位6.06.216.06停抽前水位6.569.896.545小时水位降0.563.680.48

加固后井号H1H2H3开抽前水位5.916.085.88停抽前水位6.046.256.035小时水位降0.150.170.1514号线云山山路站通通过预降降水判断断渗漏H2三、承压压水风险险控制对对策5检测监测测要点10号线某车站站预降水。。基坑开挖挖前进行行第⑤2-⑦层生产性性抽水试试验，通通过坑外外观测井井水位下下降幅度度预判渗渗漏，与与实际开开挖过程程中地墙墙渗漏位位置相吻吻合。预降水三、承压压水风险险控制对对策5检测监测测要点基于微电电流场成成像法的的基坑围围护结构构渗漏隐隐患无损损检测技技术。通过采用用高精度度传感器器对围护护结构两两侧微电电流场的的空间分分布和变变化情况况进行测测试，从从而实现现对围护护结构的的渗漏隐隐患区域域的圈定定。010203基坑开挖前事先检测不破坏围护结构经济、高效三大优势无损检测测三、承压压水风险险控制对对策5检测监测测要点与施工方核查地墙施工质量记录相互验证隐患5隐患6隐患1隐患2隐患3、4十四号线某车站站。开挖至30m进行检测测，预报报严重渗渗漏隐患患1处，开挖挖至32m时隐患位位置出现