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1、2018年度教育部科学技术进步奖申报公示材料一、 项目名称MAMA深基坑降水的隔-降-灌-减-围双控防灾体系及工程应用二、 项目简介本研究属于地质工程/岩土工程领域。MAMA是多含水层-多隔水层组合地层（Multi-aquifer and multi-aquitard）的英文缩写，双控是指坑内外地下水位-地面沉降双控制。本研究针对MAMA深基坑降水双控制中的隔、降、灌、减、围综合效用体系与环境风险控制实践展开研究，具体包括：（1）地下水位-地面沉降双控分区与灾害链网区划：基于MAMA地层组合以及现有隔水帷幕工法经济施工深度，以30m、60m为浅层、中层和深层地下空间开发的帷幕控制深度，开展地面
2、沉降-地下水位双控分区和灾害链网分区工作，针对不同MAMA地层和基坑组合计算展5650个模型，以基坑外3H（H为基坑开挖深度）处水位降深和地面沉降为输出，利用模拟大数据训练多元回归模型和神经网络模型，编制基坑降水地面沉降防控图系。（2）深基坑降水双控的隔、降、灌、减、围综合效用体系：应用深帷幕竖向绕流作用及地层的各向异性，在坑外利用坑内抽出的原水在保护建筑附近进行回灌，利用隔降灌一体化实现抽灌循环，在悬挂式帷幕之外引入坑底水平减渗帷幕，利用减渗帷幕减小基坑内地下水的入渗量，利用中夹土的双重竖向帷幕，减小单重帷幕渗漏的风险，基于隔、降、灌、减、围综合效用，降低大量抽灌造成的能源浪费和地质环境扰动
3、。（3）深基坑降水双控的帷幕-井群非达西流增强扰动技术与透明试验平台：采用研制的透明土二维、三维模拟试验平台及惰性示踪技术，研究不同帷幕与井群的耦合作用，识别非达西流区，分析利用帷幕和井边高速非达西流的耦合作用增加水头损失，在同样基坑出水量的条件下，获得最大降深，在同样降深的情况下，获得最小的基坑出水量。（4）深基坑降水双控的侧壁渗漏与非封闭钻孔涌水的风险降水设计理论：将降低坑外水位控制侧壁渗漏产生的突涌置于降低地下水位控制坑底产生突涌同样重要的位置，将侧壁抗突涌作为降水设计的主要任务之一，在可能存在侧壁渗漏与钻孔突水的条件下，预置降压井，直接有效处置既有基坑帷幕渗漏以及勘探孔封闭不利的风险。
4、（5）分层沉降分叉、逆回弹与变形协调控制的分层降水方法：采用分层降水、分层控制的降水设计方法，利用抽-灌一体化系统对降水目标含水层及邻近越流含水层的分层水位实施精细控制，通过控制分层水位来控制分层沉降分叉、逆回弹和变形协调过程，确保整个含水层体系不超降。（6）深基坑降水双控的BIM+智能平台软件的开发与应用：将BIM与移动物联网及监测预警技术耦合起来，基于云技术开发云端数据库，将施工过程全动态监测信息集成到BIM+中，开发PC端与移动端控制程序，建立分级监测预警体系，基于插值原理实现点状监测数据的立体显示，利用App技术在移动终端上接收监测预警信息和指令，指挥网络摄像机及无人机实施定点巡查，实
5、现施工过程的全动态监测预警。本研究授权发明专利15项，申请发明专利5项，授权实用新型专利10项，发表论文29篇，SCI检索论文12篇，获得软件著作权2项，应用于上海轨道交通7、9、10、11、12、13、14号线地铁车站以及上海宝钢湛江钢铁基地2250、4200深基坑工程。三、 知识产权情况国别知识产权类别专利号名称本年度7月9日时的有效状态中国发明专利CN201510780820.1一种基于立体帷幕-井群体系的基坑防渗水及沉降控制方法授权中国发明专利CN201510831412.4一种基于低水平帷幕和抽水降压的地下室抗浮系统授权中国发明专利CN201510687821.1一种用于基坑围护的双
6、重锁扣扁钢管桩授权中国发明专利CN201510780808.0一种适合用于较深层软土地区止水帷幕方法授权中国发明专利CN201610130987.8模拟基坑降水承压含水层地下水渗流的透明土试验方法授权中国发明专利CN201610004935.6一种基于透明砂土的基坑降水地下水渗流可视化模拟试验方法授权中国发明专利CN201610518648.7一种便携式麻花钻土样采集器授权中国发明专利CN201510333328.X一种可回收钻孔实时测量装置授权中国发明专利CN201410235815.8一种UPVC双壁波纹降水管井拔除方法授权中国发明专利CN201410236029.X降水管井临时接长方法授
7、权中国发明专利CN201410121611.1坑中坑快速围堰填充施工方法授权中国发明专利CN201310089964.3封闭的地下结构抗浮力地下施工方法授权中国发明专利CN201010113059.3流沙承压水土层大面积深基坑开挖围护施工方法授权中国发明专利CN201310089926.8深基坑岩溶裂隙水控制方法授权中国发明专利CN201410235441.X一种钢管降水管井拔除方法授权中国发明专利CN201610129898.1模拟基坑降水承压含水层地下水渗流的透明土试验装置公开中国发明专利CN201510336691.7一种用于防止水表堵塞的滤砂装置公开中国发明专利CN2015108307
8、57.8一种地下室抗浮的抽灌自循环控制系统公开中国发明专利CN201710074169.5装配式超声波回灌管井公开中国发明专利CN201710649948.3用于三轴重塑土制样的真空试验装置公开中国软件著作权2017SR723058Revit-Abaqus有限元模型数据转化软件授权中国软件著作权2017SR723063基坑工程BIM+智能集成化系统授权中国实用新型专利CN201720160392.7气趋高扬程真空降水装置授权中国实用新型专利CN201620920720.4自动回灌控制系统授权中国实用新型专利CN201620920741.6水位控制微灌系统授权中国实用新型专利CN20152093
9、6408.X水冲气动反循环洗井装置授权中国实用新型专利CN201520748934.3简易气压排水装置授权中国实用新型专利CN201420146015.4降排水设备防淹没装置授权中国实用新型专利CN201520719807.0一种降水管井洗井活塞授权中国实用新型专利CN201420353838.4UPVC降水管井吊出锚钩授权中国实用新型专利CN201720607933.6深基坑降水真空管井密封井盖授权中国实用新型专利CN201720443286.X一种降水管搬运卡具授权四、 发表学术论著情况4.1 规范（1） 上海市地方标准，深基坑工程降水与回灌一体化技术规程，DB31/T 1026-2017
10、（2） 国家建筑标准设计图集，综合管廊基坑支护，17GL203-14.2 论文（1） Wang, J.X., Huang T.R., Liu X.T., Wu, P.C., Guo, Z.Y., 2013. Mechanical Properties of Recycled Concrete in Marine Environment. The Scientific World J. Article ID 728357, 8 pages（SCI检索）（2） Wang, J.X., Feng, B., Hu, L.S., Tang, Y.Q., Yan, X.X., Wang, H.M., Li
11、u J.B., 2013. Application of geo-environmental capacity of ground buildings in urban planning. Environ. Earth Sci. 69: 93-102（SCI/EI检索）（3） Wang, J.X., Gu, X.Y., Huang, T.R., 2013. Using Bayesian networks in analyzing powerful earthquake disaster chains. Nat. Hazards 68: 509-527（SCI检索）（4） Wang, J.X.,
12、 Zou, B.P., Liu, Y., Tang, Y.Q., Zhang, X.B., Yang, P., 2014. Erosion-creep-collapse mechanism of underground soil loss for the karst rocky desertification in Chenqi village, Puding county, Guizhou, China. Environ. Earth Sci. 72(8): 1-14（SCI/EI检索）（5） Wang, J.X., Wu, Y.B., Liu, X.T., Yang, T.L., Wang
13、, H.M., Zhu, Y.F., 2016. Areal subsidence under pumping well-curtain interaction in subway foundation pit dewatering conceptual model and numerical simulations. Environ.Earth Sci. 75: 198（SCI/EI检索）（6） Wang, J.X., Liu, X.T., Xiang, J.D., Jiang, Y.H., 2016. Laboratory model tests on water inrush in fo
14、undation pit bottom. Environ.Earth Sci. 75: 1072（SCI/EI检索）（7） Wang, J.X., Liu, J.X., Liu, X.T., Jiang, Y.H., Liu, X.Z., 2017. In-site experiments on the swelling characteristics of a shield tunnel in expansive clay: A case study. KSCE J. Civ. Eng. 21(3): 976-986（SCI/EI检索）（8） Wang, J.X., Liu, X.T., L
15、iu, S.L., Wu, Y.B., Wu, L.G., Lou, R.X., Lu, J.S., 2017. Field experiment and numerical simulation of coupling non-Darcy flow caused by curtain and pumping well in foundation pit dewatering. J. Hydrol. 549: 277-293（SCI/EI检索）（9） Wang, J.X., Liu, X.T., Jiang, Y.H., Chen J., Chen Q.W., Jiang, S.M., Zhou, N.Q., 2017. Critical distance between copper mining roadway and a vertical water-blocked body. Q. J. Eng. Geol
