Modelowanie przepływu wód podziemnych podczas odwadniania wykopu stacji drugiej linii metra w Warszawie

• Autorzy: Wiencław E. , Koda E.

Warianty tytułu

EN

Groundwater flow modelling during dewatering of station pit of the second line of Warsaw subway

• Konferencja: Modelowanie przepływu wód podziemnych = Modelling of groundwater flow : IV Ogólnopolskie Sympozjum / pod red. nauk. Romualda Szymkiewicza
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ramach drugiej linii metra w Warszawie wykonanych będzie dwadzieścia osiem stacji, z których trzynaście zlokalizowano na terenie wysoczyzny polodowcowej, pozostałe w dolinie Wisły. W pierwszej kolejności realizowany jest jej centralny odcinek o długości 6 km, na którym zbudowanych zostanie 7 stacji: Rondo Daszyńskiego, Rondo ONZ, Świętokrzyska, Nowy Świat, Powiśle, Stadion i Dworzec Wileński. Prezentowany przykład badań modelowych przepływu wody podziemnej wykonano na potrzeby wspomagania projektowania wykopu stacji B-10 Rondo Daszyńskiego. Wykop o głębokości 20 m będzie zagłębiony do 5 m poniżej stropu użytkowego poziomu wodonośnego. Wstępna koncepcja wykonania wykopu zakładała odwadnianie z jego wnętrza, w osłonie ścian szczelinowych wykonanych do głębokości 10 m poniżej dna wykopu. Wyniki badań modelowych miały odpowiedzieć na dwa następujące pytania: (1) jak będzie kształtował się wydatek odwodnienia wykopu? i (2) czy ściany szczelinowe na tyle wystarczająco ograniczą lej depresji związany z odwodnieniem wykopu, aby nie doszło do osiadania podłoża gruntowego pod istniejącymi obiektami budowlanymi? Do obliczeń symulacyjnych odwodnienia wykopu i przepływu wód podziemnych w jego rejonie wykorzystano program numeryczny FEMWATER – A three-demensional finite element computer model for simulating density-dependent flow and transport in variably saturated media z pakietu GMS (Groundwater Modeling System). Obliczenia wykonano dla rozważanego wariantu głębokości wykonania ściany szczelinowej – do głębokości 10 m oraz jako porównawcze, do głębokości 5 i 15 m poniżej dna wykopu. Pomimo uwzględnienia w badaniach ścian szczelinowych, z prognozy uzyskano znaczne wydatki odwodnienia wykopu i obniżenie ciśnienia hydrostatycznego w gruncie otaczającym wykop, co może stanowić zagrożenie dla zasobów wód podziemnych oraz zagrożenie dla pobliskich budynków w wyniku osiadania podłoża. Wyniki prognozy mogą skłonić inwestora do podjęcia decyzji o realizacji wykopu z zastosowaniem bariery iniekcyjnej w strefie między ścianami szczelinowymi.

EN

Within the Second Subway Line 28 stations will be constructed, 13 of them are localized on the postglacial plateau area and the rest of them in Vistula Valley. At the first stage, central part of subway line of 6 km long, consisting of 7 stations, i.e. Rondo Daszyńskiego, Rondo ONZ, Świętokrzyska, Nowy Świat, Stadion and Dworzec Wileński, has been constructed. The paper presents the example of groundwater flow modeling for the design of the pit station B-10 named Rondo Daszyńskiego. The pit station of the depth of 20 m, will be immersed below the roof of usable aquifer. Preliminary conception of the pit excavation assumed dewatering its inside with the use of cut-off walls to the depth of 10 m below pit bottom. The modeling were performed to answer two following questions: (1) what will be the discharge capacity during dewatering? and (2) will cut-off walls reduce the depression cone to protect subsoil settlement under existing buildings? The numerical modeling of the pit excavation dewatering was performed with the use of FEMWATER numerical program – A Three-Dimensional Finite Element Computer Model for Simulation Density-Dependent Flow and Transport in Variably Saturated Media from the range of GMS (Groundwater Modeling System). The simulation was performed for the case of 10 m depth of cut-off walls and additionally for the depth of 5 and 15 m below the pit bottom. Despite that cut-off wall was taken into account, simulation results indicated considerable discharge capacity and decreasing of piezometric pressure in surroundings. These can be dangerous for groundwater resources and settlement of nearest buildings subsoil. The results of modeling can make the decision to realize the station pit with the lateral injection barrier in the zone between cut-off walls.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie numeryczne; przepływ wód podziemnych; ściany szczelinowe; odwodnienie budowlane

EN

numerical modelling; groundwater flow; cut-off wall; pit excavation dewatering

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2010
• Tom: nr 442 Hydrogeologia z. 11
• Strony: 167--172
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wiencław E.

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

autor

Koda E.

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

Bibliografia

• 1. CARSEL R.F., PARRISH R.S., 1988 — Developing joint probability distribution of soil-water retention characteristics. Water Resour. Res., 24, 5: 755-769.
• 2. EL-HAMES A.S., RICHARDS K.S., 1995 — Testing the numerical difficulty applying Richards' equation to sandy and clayey soils. J. Hydrol., 167: 381-391.
• 3. EMRL, 2005 — Groundwater modeling system tutorial, Volume I—IV. Brigham Young University, UT.
• 4. 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, 151 pp.
• 5. 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.
• 6. WIENCŁAW E., KODA E., KOŁANKA T., 2007 — Numeryczny model przepływu wód podziemnych do potrzeb odwodnienia wykopu stacji Rondo Daszyńskiego drugiej linii metra w Warszawie. Inż. Morska i Geotechnika, 4: 232-239.
• 7. WOLSKI W., 2004 — Zbiorcza dokumentacja hydrogeologiczna dla odcinka śródmiejskiego: stacją „Rondo Daszyńskiego" — stacja „Dworzec Wileński". Konsorcjum „GEOTEKO — SGGW — GEOPROJEKT", Warszawa.
• 8. YEH G.T., 1987 — 3DFEMWATER: 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.