Numeryczna analiza skuteczności ścian szczelinowych jako ekranu przeciwfiltracyjnego podczas odwadniania głębokiego wykopu

• Autorzy: Wienclaw E. , Koda E.

Warianty tytułu

EN

Numerical modelling of cut-off walls effectiveness as vertical barrier during the deep pit excavation dewatering

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przeprowadzono analizę wpływu głębokości ścian szczelinowych na przebieg odwodnienia głębokiego wykopu, zagłębionego do strefy zasobnego poziomu wodonośnego i realizowanego w warunkach silnej zabudowy miejskiej. Prognozę przeprowadzono dla projektowanej stacji „Rondo Daszyńskiego” drugiej linii metra w Warszawie. W rejonie tej stacji stwierdzono szczególnie trudne warunki hydrogeologiczne. Przyjęta koncepcja realizacji stacji zakłada odwadnianie wykopu studniami depresyjno-podciśnieniowymi z wnętrza wykopu, w osłonie ścian szczelinowych wykonanych do głębokości 10 m poniżej dna wykopu i stanowiących pionowy ekran przeciwfiltracyjny, otaczający wykop. Do obliczeń symulacyjnych odwodnienia wykopu stacji metra i przepływu wód podziemnych w jego rejonie wykorzystano program numeryczny FEMWATER. Pomimo symulacji różnych głębokości ścian szczelinowych, z prognozy dla wszystkich wariantów uzyskano znaczne wydatki odwodnienia wykopu i duże obniżenie ciśnienia hydrostatycznego w gruncie otaczającym wykop, co może stanowić zagrożenie dla konstrukcji pobliskich budynków, spowodowanej nadmiernym osiadaniem podłoża. Również niekorzystny wpływ odwodnienia może dotyczyć roślinności drzewiastej, znajdującej się na analizowanym terenie, wskutek okresowego przesuszenia podłoża. Wyniki prognozy mogą skłonić do podjęcia decyzji o realizacji wykopu z zastosowaniem poziomej bariery iniekcyjnej w strefie między ścianami szczelinowymi.

EN

The influence of cut-off wall depth on dewatering process of deep pit excavation, pored to the high discharged aquifer, located in urbanized metropolitan area, is presented in the paper. The simulation was performed for designed “Rondo Daszyńskiego” Station of the second line of Warsaw Subway. The most unfavorable hydrogeological conditions were found nearby this Station. The considered project of the station construction assumes dewatering with depression wells inside area protected by cut-off walls to the depth of 10 m below bottom of pit excavation. Cut-off walls will create also vertical barrier surrounding the pit excavation. FEMWATER numerical program was used for simulation of the excavation dewatering and underground waters flow. In spite of the fact that different variants of cut-off walls depth were taken into account, flow prediction results in large discharge capacity and high depression of groundwater level. That can be danger for underground water volume and finally it causes buildings subsoil settlement. The disadvantage influence of excavation dewatering on trees plant growing on surrounding area can be also analyzed. Predicted results can make consider the decision of the station construction with the use of horizontal injection barrier in the zone surrounded with cut-off walls.

Słowa kluczowe

PL

budowle ziemne; ekrany uszczelniajace; modelowanie numeryczne; odwadnianie; przeplyw wody; sciany szczelinowe; wody podziemne; wykopy glebokie

EN

deep excavation; dewatering; earthen structure; excavation; numerical model; sealing screen; underground water; water flow

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Architectura
• Rocznik: 2010
• Tom: 09
• Numer: 1
• Opis fizyczny: s.3-15,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Wienclaw E.

• Katedra Geoinżynierii, Wydział Inżynierii i Kształtowania Środowiska, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, ul.Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa

autor

Koda E.

Bibliografia

• Carsel R.F., Parrish R.S., 1988. Developing joint probability distribution of soil-water retention characteristics. Water Resources Research 24, 5, 755-769.
• El-Hames A.S., Richards K.S., 1995. Testing the numerical difficulty applying Richards’ equation to sandy and clayey soils. Journ. Hydrol. 167: 381-391.
• EMRL, 2005. Groundwater modeling system tutorial, I-IV. Brigham Young University, UT, Brigham.
• Grzegorzewicz K., Kłosiński B., 2003. Warunki techniczne wykonywania ścian szczelinowych. IBDiM, Warszawa.
• Jaszczuk K., Kulczycki A., 2001. Metody realizacji podziemnych części budowli w warunkach miejskich. Materiały Budowlane 3: 18-20.
• Lin H.C., Richards D.R., Yeh G.T., Cheng J.R., Cheng H.P., Jones N.L., 1997. FEMWATER: A three-dimensional finite element computer model for simulating density-dependent flow and transport in variably saturated media. Technical Report CHL-97-12, U.S. Army Corps of Engineers.
• Macioszczyk T., 1999. Matematyczne podstawy opisu ruchu i migracji wód podziemnych dla modelowania i sterowania ich zasobami. Biul. PIG 388:157-178.
• Morawski W., 1979. Szczegółowa mapa geologiczna Polski 1 : 50 000, ark. Warszawa Zachód. PIG, Warszawa.
• Wang J., Hu L., Wu L., Tang Y., Zhu Y., Yang P., 2009. Hydraulic barrier function of the underground continuous concrete wall in the pit of subway station and its optimization. Environ. Geol. 57: 447-453.
• Wiencław E., Koda E., Kolanka T., 2007. Numeryczny model przepływu wód podziemnych do potrzeb odwodnienia wykopu stacji Rondo Daszyńskiego drugiej linii metra w Warszawie. Inżynieria Morska i Geotechnika 4: 232-239.
• Wolski W. i inni, 2003. Dokumentacja geologiczno-inżynierska i hydrogeologiczna dla II linii metra w Warszawie. Stacja „Rondo Daszyńskiego”. Konsorcjum „GEOTEKO - SGGW - GEOPROJEKT”, Warszawa.
• Wolski W. i inni, 2004. Zbiorcza dokumentacja hydrogeologiczna dla odcinka śródmiejskiego: stacja „Rondo Daszyńskiego” - stacja „Dworzec Wileński”. Konsorcjum „GEOTEKO - SGGW - GEOPROJEKT”, Warszawa.
• Yeh G.T., 1987. 3-D FEMWATER: a three-dimensional finite element computer model of water flow trough saturated-unsaturated media. PSU Technical Report. Department of Civil Engineering. The Pennsylvania State University, University Park, PA, Pennsylvania.