[01124085]深基坑工程减压降水环境影响及智能化控制系统研究

本项目依据上海市规划和国土资源管理局项目和上海市地矿工程勘察院实际工程需要进行选题,开展深基坑工程减压降水环境影响及智能化控制系统研究。针对当前地下工程施工要求日益提高,安全、有效、可控的承压含水层减压降水对地下工程施工安全具有重要影响。 历时两年完成按照计划要求保质保量的完成研究任务,于2013年8月13日通过专家验收,上海市地矿工程勘察院紧扣上海市地面沉降的议题,立足于承压水高风险区、环境影响高敏感区的深基坑工程减压降水引起的地面沉降问题。通过理论分析、现场试验和工程验证,对深基坑工程减压降水规律进行深入研究,创新性提出水位降深、地面沉降速率和地面沉降影响区定量化评价;在上海典型区域地质灾害隐患预防监测在建深基坑工程项目地面沉降预防监测项目进行验证,开发了智能化控制系统,实现了数据管理、地面沉降的三维仿真,有效减少深基坑工程承压水降深,并有效减少因降水而产生地面沉降量;在系统分析评估深基坑工程设计与施工风险因素的基础上,提出的《深基坑工程减压降水控制管理细则》对深基坑工程安全管理和环境保护具有重要指导意义,为全面贯彻落实《上海市地面沉降防治管理条例》实施提供了技术基础之一。研究成果总体达到国际先进水平,并有较强的推广应用价值。 一、主要创新点 1、首次定量提出减压降水模式下,地下水渗流场、应力场和地面沉降分布规律,并推导出水位降深与基坑开挖关系。 2、首次将深基坑工程减压降水引起地面沉降,采用数据挖掘的方式对其划分为两大阶段六时期,并进行定量化处理。 3、首次提出在不同围护结构插入情况下,基坑内、外渗流场与应力场及基坑降水引起的地面沉降研究。 4、首次针对深基坑工程减压降水规律特点,提出智能化控制软件。 二、主要指标结论 1、定量化总结归纳深基坑工程减压降水及对环境影响规律 （1）水位降深（孔隙水压力）：在减压降水过程孔隙水压力与实际水位降深变化基本一致的。当水位降深达到最大时,含水层距离降水区域边缘0-30m为水位变化剧烈区,30～60m为水位变化显著区,60m范围为水位变化微小区。 （2）地面沉降速率：假定抽水时间为T,抽水阶段沉降变形期分为：滞后期（0.25T）、加快期（0.45T）、缓和期（0.30T）;水位恢复阶段：回弹期（0.20T）、微弹期（0.30T）、稳定期（0.50T）。反弹比例在15%左右。 （3）地面沉降影响区：假定基坑开挖深度H,0～2H沉降剧烈区,累计沉降量6～16mm,2～6H范围沉降显著区,累计沉降量2～6mm,6～10H沉降微小区,累计地面量0～2mm。 2、深基坑工程减压降水智能化控制软件编制 基于深基坑工程减压降水环境影响规律,以Visual Basic为前端开发语言,采用SQL Server创建系统数据库,开发了智能化控制系统,实现了数据管理、地面沉降的三维仿真,并通过工程验证取得良好效果。 3、深基坑工程减压降水风险辨析与制度建设 在系统分析评估深基坑工程设计与施工风险因素的基础上,提出《深基坑工程减压降水控制管理细则》深基坑工程安全和环境保护具有重要指导意义。