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1、武汉轨道交通8号线二期省农科院站马湖站区间矿山段隧道基坑降水设计武汉轨道交通8号线二期省农科院站马湖站区间矿山段隧道基坑降水设计设计：审核：审定：目录目录11工程概况21.1 一般工程概况22地质概况31.2 工程地质31.3 水文地质53降水方案设计73.1 暗挖隧道南北两侧已施工基坑情况调查73.2 设计依据93.3 设计原则103.4 基坑涌水量估算103.5 降水井数量及布置123.6 降水井深度及井结构134降水动态控制及降水对周边环境影响134.1 降水动态控制134.2 降水对周边环境影响145施工要求145.1 降水井施工要求145.2 洗井与试验性抽水要求155.3 排水含砂
2、量要求166施工监测与降水维护166.1 监测内容166.2 监测要求1763降水监测176.4 降水维护187封井措施181工程概况1.1 一般工程概况I .1.K站址环境武汉市轨道交通8号线二期工程省农科院站马湖站区间矿山段隧道起自省马区间左线明挖工作井，自明挖工作井向北到达省农科院站。隧道暗挖段设计范围为：左DK32+020.260左DK32+044.890、长度24.63mo隧道暗挖段埋深16.8216.98m。II .2、地形地貌省农科院站马湖站区间拟建场地位于武汉洪山区马湖新村野芷湖西路。地形平坦，地势起伏不大，坡降较缓，地面高程一般在21.4024.86米之间，拟建场地地貌单元属
3、长江In级阶地剥蚀堆积平原区（三级阶地湖积区）。2地质概况2.1工程地质本次勘察揭露深度范围内，场地分布地层自上而下可分为以下几个单元层，各岩土层按不同岩性及工程性能分为若干亚层，其分布情况及工程地质特征描述如下：1)填土及第四系全新统一般黏性土1-1杂填土(Qml):杂色，高压缩性，由砖块、碎石、块石、片石、炉渣等建筑及少量生活垃圾、黏性土混合而成(局部地表有1530Cm厚的砂、沥青地坪)。该层土结构不均、土质松散，堆积时间小于10年,场地均有分布，层厚0.3010.80m,层顶标高21.4024.86m,土质不均匀。1-2素填土(Qml):黄褐灰褐，高压缩性，由黏性土和少量碎石及生活垃圾混
4、合组成(局部底部有薄层淤泥分布)，结构不均、土质松散,堆积时间小于10年,场地大部分布,层厚0.008.8Om,埋深0.302.10m,层顶标高20.4423.77m,土质不均匀。1-3黏土(Q41)：灰褐灰色，软流塑状态，高压缩性，含少量有机质。场地局部分布，层厚0.003.00m,埋深2.003.50m,层顶标高18.4020.13m,土质不均匀。6-1黏土(Q4alpl):灰色、灰黄褐黄色，可塑状态，中偏高压缩性，含氧化铁，铁镒质氧化物。场地局部分布，厚度0.007.00m,埋深1.408.00m,层顶标高14.2122.16m,土质均匀。6-2黏土(Q4alpl):灰色、灰黄褐黄色，可
5、塑偏硬塑状态，中偏低压缩性，含氧化铁，铁镒质氧化物。场地局部分布，厚度0.007.50m,埋深2.006.00m,层顶标高15.6622.54m,土质均匀。63黏土（Q41）：灰灰黑色，软塑流塑状态，高压缩性，含少量有机质、腐植物及少量云母片。场地均有分布，厚度0.00-13.50m,埋深1.8012.00m,层顶标高9.4020.46m,土质不均匀。6-3a黏土（Q4al+pl）:褐褐黄色，可塑状态，中偏高压缩性，含氧化铁，铁锌质氧化物。场地局部分布，厚度0.008.00m,埋深8.0014.50m,层顶标高7.7113.99m,土质均匀。2）第四系上更新统冲、洪积物（Q3al+pl）10-
6、1黏土（Q3al+pl）:黄褐色、褐红色，硬塑状态，中等偏低压缩性。含氧化铁，铁铸质结核及少量条带状高岭土，场地均有分布。其厚度QOo19.80m,层顶埋深1.9016.00m,层顶标高5.9922.38m,质均匀。3）第四系残积物（QeI）13-1黏土（Qel）:褐红色，硬塑状态，中偏低压缩性。为东湖群砂岩、砂砾岩残积黏土。成份以黏性土混少量粗砾砂、碎石组成，颗粒组成不均，粒径530mm,碎石含量1530%,呈次棱角状。场地局部分布，厚度0.00U.80m,埋深6.4022.80m,层顶标高1.3916.84m,土质不均匀。4）下伏基岩a.东湖群（K-Edn）砂岩，砂质泥岩：15b-l强风化
7、泥质砂岩:棕红砖红色，裂隙发育，岩芯呈土状、半岩状，场地均有分布，厚度0.0023.90m,埋深9.0028.40m,层顶标高-4.0215.28m,土质不均匀。15b-2中风化泥质砂岩:棕红砖红色，胶结性差，裂隙较发育，岩芯呈块状或柱状，岩芯采取率约9095%,RQD约8590%。属极软岩,较完整岩体，岩体基本质量等级为V级。场地均有分布，其最大揭露厚度38.50m,埋深12.3039.00m,层顶标高-14.94ll.36m。b.石炭系上统黄龙组（C2h）石灰岩：18b石灰岩:灰灰白色，中厚层状生物碎屑微晶灰岩，局部见透镜状含燧石结核生物碎屑微细晶灰岩，钙质胶结，裂隙较发育，倾角较陡，具溶
8、蚀现象，BQEJZ05-IIl5-36BQJZ05-III15-104有溶洞（软.可塑状黏土全充填）发育，洞高0.42.8m,见洞率50%,线岩溶率3.7%,且根据区域地质资料，该段岩溶强发育，岩芯呈块状或柱状，属坚硬岩,较完整岩体，岩芯采取率约9095%,RQD约8590%。岩体基本质量等级为11级。场地局部分布，最大揭露厚度25.9Om,埋深24.6034.10m,层顶标高-10.150.04m。2.2水文地质1）地表水拟建场地范围内未有明显地表水分布。2）地下水类型拟建场地主要包括上层滞水、基岩裂隙水、层间水、岩溶裂隙水。a上层滞水分布于场地人工填土层中或浅部暗埋原沟塘处，主要接受地表排
9、水与大气降水的补给，上层滞水因其含水层物质成份、密实度、透水性、厚度等不均一性而导致水量大小不一，水位不连续，无统一自由水面等特征，勘察期间测得上层滞水稳定水位埋深S52.4m,相当于绝对标高19.6323.44m。b.基岩裂隙水基岩裂隙水主要分布于下伏基岩（15b）泥质砂岩中风化基岩裂隙中。补给方式主要由上覆含水层下渗补给，其次为有裂隙连通性较好之基岩直接出露于周边地表水体接受地表水补给，本次勘察未监测到基岩裂隙水。c.层间水层间水：根据勘察场地勘察成果结合本地区工程经验，位于m级阶地城岗地区坳沟中的与基岩接触的残积土层中存在有层间水，该层水量大小与该层中黏性土含量和碎石含量、结构密实程度和
10、孔隙大小以及补给来源的大小有关，若碎石含量高，孔隙大，且位于基岩裂隙水排泄区，层间水水量较大。本次勘察场地地下水主要类型为层间水。勘察期间测得层间水稳定地下水位埋深约16.517.0米，相当于绝对标高7.27.5米。据临近场地基坑开挖揭露的地质条件，该层水水量较小。d.岩溶裂隙水岩溶裂隙水主要赋存于石炭系灰岩裂隙或溶洞中，本次勘察中部分钻孔溶蚀现象较为明显，局部钻孔内发现溶洞，均被可软塑状黏性土混碎石充填，但未见土洞或大型溶沟、溶槽发育，钻探中未见掉钻现象。因石灰岩顶部有较厚的黏土隔水层，大气降水不易渗入补给地下水，以接受相邻的碎屑岩类裂隙水补给为主。据相关区域灰岩渗透性试验：石炭系黄龙组（C
11、2h）渗透系数为4.458md,在此渗透系数下，对应影响半径取R=120mo3降水方案设计3.1暗挖隧道南北两侧已施工基坑情况调查省马区间矿山段北侧为省农科院站，基坑开挖全部完成，主体结构已封顶。省农科院站南侧基坑开挖至地面以下17-21米范围接近基底灰岩时发生多处涌水状况，经地勘单位确定为灰岩层间水，如下图所示：图3-1省农科院站基坑开挖涌水情况省马区间矿山段南侧为省马区间明挖竖井，基坑开挖全部完成,主体结构已封顶。竖井基坑北侧开挖至距基底0.6-Im（地面以下约24m）时发现一处涌水点，经地勘单位确定为灰岩岩溶水，出水量约20m3h,如下图所示:图3-2省马区间明挖竖井基坑开挖涌水情况7月
12、3日，项目部组织专家、建设单位、设计单位、勘察单位、监理单位、设计咨询单位、第三方安全预警单位、第三方监理单位等，对此次事件进行论证及提出处置方案，经过讨论，行程意见，指导后续处置事宜，具体意见如下：1、隧道内基底涌水为岩溶裂隙水，通过地层薄弱处涌出。2、建议采用降排结合方案：（1）降水井可沿隧道两侧布置，数量不少于4口，并设置1口水位观测井，降水井深度应进入灰岩1015m,水位降深应至隧道底板初支以下O5lm;（2）根据水位观测，必要时可适当增设降水井；（3）对于隧道底板以下的软塑状红黏土，可采取超前小导管注浆加固；（4）土方开挖施工过程中，若存在少量渍水，可在洞内集水抽排。3.2设计依据1
13、、设计、勘查文件（1）武汉市轨道交通8号线二期工程第五标段省农科院站马湖站区间岩土工程详细勘察报告书（湖北省地质勘察基础工程公司，2016.06）；（2）武汉市轨道交通8号线二期工程第五标段省农科院站马湖站区间竖井岩土工程详细补充勘察报告（中煤科工集团武汉设计研究院有限公司，2018.12）；（3）武汉市轨道交通8号线二期工程施工图设计第五篇区间工程第十一册省农科院站马湖站区间第三分册矿山段隧道设计图；（4）武汉市轨道交通8号线二期岩溶专项勘察岩溶探测物探成果报告（湖北省交通规划设计院，2016.11）2、质量、技术相关规程规范国家标准城市轨道交通岩土工程勘察规范(GB503072012)；国
14、家标准供水水文地质勘察规范(GB500272001);国家标准管井技术规范(GB50296-2014)；行业标准建筑与市政工程地下水控制技术规范(JGJlIl2016)；湖北省地方标准基坑工程技术规程(DB42T1592012);基坑降水手册；建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)；基坑管井降水工程技术规范(DB42/T830-2012)；建筑地基基础设计规范(GB500072011)；建筑地基处理技术规范(JGJ792012)。3、我公司类似工程的施工经验及相关技术资料4、本设计计算软件为天汉软件3.3 设计原则1、及时降低下部岩溶裂隙水的水头高度，保证隧道开挖无水作业条件；2、设计
15、参数参考前期现场抽水试验成果确定，后期降水井施工过程中应进行单井及群井抽水试验，以便进一步核定水文地质参数优化和调整设计方案。3.4 基坑涌水量估算中深井降水基坑出水量计算可根据地下水类型、补给条件，降水井的完整性以及基坑面积、形状、降水深度、布井方式等因素，综合选择计算公式来进行计算。本次降水设计采用疏干降水思路进行降水设计，根据现场实测，场地裂隙水水位埋深地下15.6m左右，相当于标高8.6m,设计目标动水位为隧道初支底下l0m,标高O.387m,基坑出水量计算采用坑外降水布井的方式进行计算。基坑出水量按“大井”法承压非完整井公式计算：Q=2.73*K*rlg(i+%)+f*lg(l+02叱)Lj式中：Q基坑降水出水量（mVd）；k一渗透系数，m/d；M含水层厚度；S基坑中心水位降；R降水期间影响半径，m；九一大井园
