盾构掘进过程中地下水位变化模拟

张宝安

中国铁建昆仑投资集团有限公司，四川 成都 610000

城市建设规模不断扩大，城市建筑桩基开挖、地铁开挖和地下综合管廊等施工过程中必然会进行抽水和降水作业，在地面动静荷载的协同耦合作用下，导致局部地下水的水位反复升降处于动态调整过程中[1-3]。水位的升降将会呈现漏斗形态并不断演化，工程中抽水引起土体和液体产生流固耦合，使得环境地质灾害变得尤为复杂，水位线控制不当将引起地表沉降和施工过程中的工程灾害。在砂卵石土地层盾构掘进过程中水位升降等渗流问题表现得更为突出，土中有效应力不断增加，水压力减小，改变盾构在土层的相互受力状态，容易诱发管片接头断裂，尤其在盾构掘进过程中换刀片施工安全。基于此，文章采用GMS地下水模拟软件，建立水文地质概念模型，研究在砂卵石地层盾构掘进过程中降水井抽水引起地下水水位变化，以期为砂卵石土地层盾构安全掘进施工提供指导。

1 工程概况

成都地铁5号线青羊宫站—省骨科医院站、省骨科医院站—高升桥站（含5穿3暗挖段110m）、高升桥站—科园站区间、市政下穿隧道（751m）主要工法为明挖法、暗挖法、盾构法。地下水富含在卵石土层中，卵石层力学不稳定地层，颗粒间空隙大，无黏聚力，颗粒间点对点传力，卸荷时，原来的平衡状态破坏，引起卵石块滚动。卵石层的孔隙潜水丰富，渗透性大，导致基坑降水对工程施工安全威胁较大。通过降水可及时疏干暗挖区间竖井及正线开挖范围内的地下水，保持开挖面的干燥，并增加作业面的稳定性，防止开挖面失稳，改善土体开挖运输性能，在基坑开挖施工时需及时降低基坑中的地下水位，保证坑开挖施工的顺利进行。……