[发明专利]基于BIM技术的降压井布置优化方法

说明书

技术领域

本发明属于BIM技术领域，具体涉及一种基于BIM技术的降压井布置优化方法。

背景技术

随着国内城市轨道交通以及高层建筑的快速发展，深基坑工程越来越多，在上有相对隔水层、下有隔水层的地层中，其含水层具有一定的承压性，而基坑围护结构未深入到不透水层，内外水系联系，在此工况下，基坑施工降水就尤为重要。基坑施工开挖过程中，减小了含水层上覆地层的厚度，当减小到一定程度时，承压水的水头压力能顶破或冲毁基坑底板，造成突涌，从而造成基坑失稳和整个地层悬浮流动，基底发生类似于沸腾的喷水现象。

为了避免上述现象的发生，在基坑施工前需要布置降压井进行降压，目前降压井的常规布置方法如下：

（1）首先利用地勘单位勘察报告以及平剖面图纸，再利用水位沉降监测及室内土工试验等手段来获取原始数据；从而查明相对隔水层的埋藏条件、地下水类型、初始水位及其试验期间自然变化幅度、探明各含水层之间的水力联系以及水平和垂向影响深度；再通过现场试验，测定各项水文地质参数；

（2）通过对现场水位、地表沉降以及土层沉降的监测和数据分析，初步探讨复杂地层结构条件下抽汲深部承压含水层诱发的土层沉降和地表沉降的规律；

（3）现场设置抽水试验井试验抽水，试验期间对地面和土层进行了沉降监测，通过监测数据来评估试验抽水对周边环境的影响；

（4）最后根据抽水试验结论，确定出隔水层、微承压水层及承压水层空间位置以及降压井空间位置及数量的布置。

上述降压井的布置方法所存在的缺点为：利用勘察资料，分析地勘图纸布置降压井滤水管空间位置时，需要多个平面图、剖面图比对，较为繁琐，易因人为因素导致降压井滤水管作用部位不完全在或者更本不在承压水层（或微承压水层），造成降压井降水减压效率降低，甚至降水减压效果为零。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种基于BIM技术的降压井布置优化方法，该布置优化方法通过建立三维土层模型以实现降压井模型在其中进行可视化布置。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种基于BIM技术的降压井布置优化方法，其特征在于所述优化方法包括如下步骤：在BIM软件中建立施工区域内的三维土层模型；根据降压井的设计位置在所述三维土层模型中布置降压井模型；观察所述降压井上的滤水管位置是否作用于目标降压水层中，若否则调整所述降压井的位置使其作用于目标降压水层中；构建三维非稳定地下水渗流数值模型，根据所述降压井的布置空间位置及其抽水速率，计算模拟所述降压井抽水后所述目标降压水层中的水位线变化值以及降水对周边土层所造成的沉降变化值，对比优化得出所述目标降压水层中降深符合规范中对抗突涌验算要求以及降水对周边土层所造成的沉降变化值最小的所述降压井布置空间位置。

所述目标降压水层为承压水层或微承压水层。

观察所述降压井上的滤水管位置是否作用于目标降压水层中，若否则在竖直方向上调节所述降压井埋深以使所述滤水管长度全部位于所述目标降压水层中。

观察所述降压井上的滤水管位置是否作用于目标降压水层中，若否则调整所述降压井的水平面设置坐标和埋深，以使所述滤水管长度全部位于所述目标降压水层中。

所述对比优化是指：将所述降压井在其N米水平半径内调整布置位置，通过所述三维非稳定地下水渗流数值模型计算模拟所述降压井在不同布置位置时抽水后所述目标降压水层中的水位线变化值以及降水对周边土层所造成的沉降变化值，并从中筛选得出所述目标降压水层中降深符合规范中对抗突涌验算要求以及降水对周边土层所造成的沉降变化值最小的所述降压井布置空间位置。

本发明的优点是，（1）利用BIM技术，将地勘土层数据以及降压井相关参数三维模型信息化，直观表达降压井滤水管位置与承压水层（或微承压水层）的相互关系，避免因人为分析失误，而导致降压井作用部位偏位，使降压井抽水效率降低；（2）利用visual modflow 软件，构建三维非稳定地下水渗流数值模型，模拟降压井抽水后，坑内外水位降深情况以及坑内外水位降深引起的土层沉降情况等，该模拟方案能够在降压井实际抽水前，分析出抽水后的水位变化及周边环境土层沉降情况，为有针对性地制定施工风险控制措施提供依据。

附图说明

图1为本发明中降压井在基坑中初始布置位置平面示意图；

图2为本发明中降压井在基坑中初始布置位置纵剖面示意图；

图3为本发明中降压井在基坑中优化布置位置后的平面示意图；