论文部分内容阅读
摘要：分析了庆春路过江隧道工程中钱塘江水体、鱼塘水体、潜水含水层、承压含水层对工程的影响及地下水水压力的作用，讨论了相关的工程应对措施。
关键词：过江隧道 水文条件 杭州
中图分类号：TVI 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2010)09-017-01
1、工程简介
庆春路越江工程位于杭州市钱江二桥上游约2，7km处，由北岸钱塘江路起，穿越钱塘江至南岸滨盛路，衔接钱江新城与萧山区中心，全长3525.541m。工程由过江隧道、隧道工作井、暗埋段、引道段等组成。
2、地表水体对工程的影响
2.1 钱塘江水体的影响
钱塘江潮汐水头最高与最低冲刷高差达12.8m，而上部压力的变化将以附加应力的形式作用于隧道围压。本工程线性垂直穿越钱塘江，由于沿线上部均为粉、砂性土，潜水含水层与钱塘江水体关系密切，当邻近钱塘江段基坑开挖降水时，钱塘江水体将会形成良好补给水源，在水压力的作用下，围护工作上的瑕疵易形成管涌、流砂等现象，从而影响基坑安全。设计应充分考虑水土压力的共同作用，在坑内降水之前需充分做好基坑围护工作，特别应重视基坑口和盾构隧道的止水、防水、排水工作。
2.2 鱼塘水体的影响
K1＋320～K1＋380段水塘：该处水塘位于江北工作井。并与江北暗埋段相接，该处水塘水深一般为0.6～1.5m，底部存有淤泥质浮土，厚度为0.6～1.4m，目前水塘部分已经回填。施工时可进行疏干或填埋处理。
K2＋950～K3＋210段水塘：本段水塘主要位于盾构段和江南工作井，水塘大小不一，多呈方形或长条形，一般水深0.8～1.40m，塘底浮泥层一般厚0.3～0.6m，目前均为养殖鱼塘。建议对该段鱼塘进行围堤疏干、清淤处理。
3、地下水对工程的影响
基坑开挖及盾构施工均与地下水关系密切，且本工程建设与相关含水层潜在影响较大。本工程主要影响含水层为潜水含水层和承压含水层。
3.1 潜水含水层的影响
沿线潜水含水层水位均较高，潜水含水层对本工程的影响主要为敞开段、引道段和暗埋段，该路段一般开挖土层位于20m以浅，开挖土层均为饱和粉、砂性土层。因此，潜水含水层的止水、排水、隔水均是本工程主要研究对象之一。
(1)由于本工程敞开段、引道段和暗埋段拟采用明挖法，基坑开挖时需大面积人工降水，基坑内侧地下水位的下降引起地下水动力场的改变，潜水含水层将形成“漏斗式”下降，并与基坑外围潜水含水层形成明显“水头差”。若基坑外侧水位的大幅下降将形成自然土层的排水圃结变形，形成管涌、流砂，从而造成地面沉降影响周边建(构)筑物的安全。
(2)土颗粒之间存在肉眼看不见的细小孔隙，地下水会因表面张力作用随这此细小孔隙上升形成毛细水，高度直至水的重量超过它表面张力时停止。毛细水上升的高度跟土的级配、密度、含水量等有关，根据经验，本区粉、砂性土毛细水上升最大高度为0.5～2.0m左右，粘性土毛细水上升高度可达3.0～5.0m左右。在上部动力作下时(如机械、人工振动等)毛细水上升速度将加快，且上升高度加大，这在粉、砂性土层尤其明显，在施工中应引起注意。
因此，在潜水含水层中开挖施工时，应按“先围护－再降水－后开挖”的方式进行，对围护出现的瑕疵及时采取补救措施，建议对防渗薄弱部位(如地下连续墙接头、挡墙底部)进行水泥搅拌桩或高压旋喷桩加强止水，宜选择三重管法或多重管法。
3.2 承压含水层的影响
隧道盾构段穿越⑦、⑧层为钱塘江古河道，承压含水层厚度15.8～26.1m，本隧道最大挖深处标高为-36m，主要开挖层在⑧-1层圆砾和⑦-2层粉细砂进行，约占承压含水层厚度的1/3左右。影响主要表现在如下方面：
(1)承压含水层属强透水层，且水量丰富，根据抽水试验含水层渗透系数达9.37E-2～1.16E-1cm／s，据实测水头标高-为3.08～-3.98m，具有明显的承压性质，其水土压力对盾构施工有一定影响。
(2)盾构段穿越承压含水层呈“V”字型下凹，下切土层将穿越粘性层、粉细砂层和圆砾、卵石层，特别是含水层自上而下土颗粒呈“由细渐粗”式，差异较大。因此，含水层空间分布上的差异性和土层本身性状的不均匀性将使盾构施工所受阻力产生明显差异，从而易引起盾构体的轴线偏离。
(3)隧道盾构段由上部潜水含水层下切至承压水含水层，将导致两含水层的水力贯通并形成水力联系，因此，本工程的施工将对本区潜水含水层和承压水含水层的水质、水量及之间的水力联系造成一定影响。
3.3 地下水水压力作用
地下水的浮托力对本工程是最为明显的作用力，浮托力通常可按阿基米德静水压力原理(T=pgh)按设计水位的100％计算。在工程实际中，地下水受含水介质、补迳排条件、渗透系数等多因素影响，地下水水压力往往不等同于静水压力。实际应用中多采用折减系数确定。对于粉、砂性土层约占静止水压力的85～90％左右，对于粘性土层约占静止水压力的70％左右，鉴于目前实测水土压力手段限制，设计时宜综合围护结构、水力途径等确定，建议在施工时设置压力观测孔以确定实际值，确保施工及隧道运行的安全。
4、结 论
本文在分析庆春过江隧道水文条件的基础上，提出了相关的工程措施，确保工程施工及隧道运行的安全。
参考文献：
[1]杭州市庆春路过江隧道岩土工程勘察报告[J]，浙江省工程勘察院，2005
[2]黄成光等，公路隧道施工[M]，北京：人民交通出版社。2001
关键词：过江隧道 水文条件 杭州
中图分类号：TVI 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2010)09-017-01
1、工程简介
庆春路越江工程位于杭州市钱江二桥上游约2，7km处，由北岸钱塘江路起，穿越钱塘江至南岸滨盛路，衔接钱江新城与萧山区中心，全长3525.541m。工程由过江隧道、隧道工作井、暗埋段、引道段等组成。
2、地表水体对工程的影响
2.1 钱塘江水体的影响
钱塘江潮汐水头最高与最低冲刷高差达12.8m，而上部压力的变化将以附加应力的形式作用于隧道围压。本工程线性垂直穿越钱塘江，由于沿线上部均为粉、砂性土，潜水含水层与钱塘江水体关系密切，当邻近钱塘江段基坑开挖降水时，钱塘江水体将会形成良好补给水源，在水压力的作用下，围护工作上的瑕疵易形成管涌、流砂等现象，从而影响基坑安全。设计应充分考虑水土压力的共同作用，在坑内降水之前需充分做好基坑围护工作，特别应重视基坑口和盾构隧道的止水、防水、排水工作。
2.2 鱼塘水体的影响
K1＋320～K1＋380段水塘：该处水塘位于江北工作井。并与江北暗埋段相接，该处水塘水深一般为0.6～1.5m，底部存有淤泥质浮土，厚度为0.6～1.4m，目前水塘部分已经回填。施工时可进行疏干或填埋处理。
K2＋950～K3＋210段水塘：本段水塘主要位于盾构段和江南工作井，水塘大小不一，多呈方形或长条形，一般水深0.8～1.40m，塘底浮泥层一般厚0.3～0.6m，目前均为养殖鱼塘。建议对该段鱼塘进行围堤疏干、清淤处理。
3、地下水对工程的影响
基坑开挖及盾构施工均与地下水关系密切，且本工程建设与相关含水层潜在影响较大。本工程主要影响含水层为潜水含水层和承压含水层。
3.1 潜水含水层的影响
沿线潜水含水层水位均较高，潜水含水层对本工程的影响主要为敞开段、引道段和暗埋段，该路段一般开挖土层位于20m以浅，开挖土层均为饱和粉、砂性土层。因此，潜水含水层的止水、排水、隔水均是本工程主要研究对象之一。
(1)由于本工程敞开段、引道段和暗埋段拟采用明挖法，基坑开挖时需大面积人工降水，基坑内侧地下水位的下降引起地下水动力场的改变，潜水含水层将形成“漏斗式”下降，并与基坑外围潜水含水层形成明显“水头差”。若基坑外侧水位的大幅下降将形成自然土层的排水圃结变形，形成管涌、流砂，从而造成地面沉降影响周边建(构)筑物的安全。
(2)土颗粒之间存在肉眼看不见的细小孔隙，地下水会因表面张力作用随这此细小孔隙上升形成毛细水，高度直至水的重量超过它表面张力时停止。毛细水上升的高度跟土的级配、密度、含水量等有关，根据经验，本区粉、砂性土毛细水上升最大高度为0.5～2.0m左右，粘性土毛细水上升高度可达3.0～5.0m左右。在上部动力作下时(如机械、人工振动等)毛细水上升速度将加快，且上升高度加大，这在粉、砂性土层尤其明显，在施工中应引起注意。
因此，在潜水含水层中开挖施工时，应按“先围护－再降水－后开挖”的方式进行，对围护出现的瑕疵及时采取补救措施，建议对防渗薄弱部位(如地下连续墙接头、挡墙底部)进行水泥搅拌桩或高压旋喷桩加强止水，宜选择三重管法或多重管法。
3.2 承压含水层的影响
隧道盾构段穿越⑦、⑧层为钱塘江古河道，承压含水层厚度15.8～26.1m，本隧道最大挖深处标高为-36m，主要开挖层在⑧-1层圆砾和⑦-2层粉细砂进行，约占承压含水层厚度的1/3左右。影响主要表现在如下方面：
(1)承压含水层属强透水层，且水量丰富，根据抽水试验含水层渗透系数达9.37E-2～1.16E-1cm／s，据实测水头标高-为3.08～-3.98m，具有明显的承压性质，其水土压力对盾构施工有一定影响。
(2)盾构段穿越承压含水层呈“V”字型下凹，下切土层将穿越粘性层、粉细砂层和圆砾、卵石层，特别是含水层自上而下土颗粒呈“由细渐粗”式，差异较大。因此，含水层空间分布上的差异性和土层本身性状的不均匀性将使盾构施工所受阻力产生明显差异，从而易引起盾构体的轴线偏离。
(3)隧道盾构段由上部潜水含水层下切至承压水含水层，将导致两含水层的水力贯通并形成水力联系，因此，本工程的施工将对本区潜水含水层和承压水含水层的水质、水量及之间的水力联系造成一定影响。
3.3 地下水水压力作用
地下水的浮托力对本工程是最为明显的作用力，浮托力通常可按阿基米德静水压力原理(T=pgh)按设计水位的100％计算。在工程实际中，地下水受含水介质、补迳排条件、渗透系数等多因素影响，地下水水压力往往不等同于静水压力。实际应用中多采用折减系数确定。对于粉、砂性土层约占静止水压力的85～90％左右，对于粘性土层约占静止水压力的70％左右，鉴于目前实测水土压力手段限制，设计时宜综合围护结构、水力途径等确定，建议在施工时设置压力观测孔以确定实际值，确保施工及隧道运行的安全。
4、结 论
本文在分析庆春过江隧道水文条件的基础上，提出了相关的工程措施，确保工程施工及隧道运行的安全。
参考文献：
[1]杭州市庆春路过江隧道岩土工程勘察报告[J]，浙江省工程勘察院，2005
[2]黄成光等，公路隧道施工[M]，北京：人民交通出版社。2001