基坑降水施工方案.docx

基坑降水施工方案1工程概况1.1 工程位工及内容某某市坑道交通四号线一期工程武昌火车站站位于武昌火车站西广场北侧，车站中心里程为CK14+356,为地下二层结构。车站基坑宽度为20.827米，总长度233.7米，占地面积为11440平方米。设计划分为A、B、C三个施工区段:A区段位于某某路西侧;B区段位于某某路高架车道卜.方，穿越某某路;C区段位于现邮电宾馆卜方。基坑开挖深度为15.517米，车站主体标准段围护结构采用钻孔灌注桩,桩径100Omm,桩心间距120Omnb基坑内设三道钢管（锚索）支择，钻孔桩间设单排高压旋喷止水帷幕，桩在600廊，桩底进入基坑下不小于2米；车站出入口及通道距主体结构较近，底板最大埋深约9米，围护结构采用土钉墙。本工程基坑的安全等级为一级。车站主体结构的基坑变形保护等级为一级。1.2 地质条件1.2.1 工程地质地铁武昌站站所在地区属于长江三级阶地区，地面标高24.527.2米。车站开挖范围内各各土层由上而下依次为：IT杂填土：上部多为沥青水泥路面，下部由碎石、灰渣和一般粘性土等混合构成，厚度0.52.3米。1-2素填土：灰褐黄褐色为主，稍滉-饱和、较松散，主要由粉质粘土组成，分布于场区部分地段，厚度1.04.9米。2粉质粘土：黄褐灰褐色，含氧化铁，夹灰色条纹，呈饱和、可塑状态，厚度3.35.2米，层顶埋深1.05.7米。3粘土：棕黄黄褐色，局部为棕红色，饱和、硬塑坚硬，含铁镭氧化物、高岭士,分布较均匀，厚度4.512.6米。4粉质粘土：褐黄黄色，可塑状态为主，饱和，含氧化铁及高岭土，砂性较重，分布于场地大部分地段。厚度1.021.4米。5-1粘质粉砂：黄色、饱和、稍密中密，含氧化铁及少量高岭土、云母片，厚度0.7102米。5-2粘质中砂：黄色、饱和、中密，含氧化铁及及云母片，厚度3.516.0米。6-1角砾夹中粗砂：黄色、饱和、中密密实，角砾或砾石粒径一般为033cm,局部夹少量卵石，厚度1.07.0米。7粘土：黄褐灰褐色为主，呈饱和、可硬蝌状态，局部夹碎石及未完全风化之岩块，该层主要分布于K1213及B5K7地段，厚度4.715.0米，层顶埋深3.536.0米。8灰岩：灰色，为较完整灰岩，主要分布于场区K13号孔地段。隐晶质结构，块状构造，层顶埋深14.5米。1.2.2 水文地质工程范围内的地下水主要表现为上层滞水、孔隙承压水和基岩裂隙水。上层滞水主要存于人工填土中，水位不连续，无统一的臼山水面，主要接受地表水与大气降水补给，水量一般较小。弱承压水存于粘质粉砂、粘质中砂、含角砾中砂屋等砂层等砂类土及碎石类土层中，与长江有水力联系，水量可观。基岩裂隙水主要存于强风化泥岩，石英砂岩中，除石英砂岩中基岩裂隙水具一定水量外，水量一般很少。2降水目的根据本站基坑开挖及基础底板结构施工的设计要求，降水的目的为：(1)通过降水及时疏干开挖范围内土层的地下水，使其得以压缩固结，以提高土层的水平抗力，防止开挖面的土体隆起，改善土体开挖运输性能。(2)在基坑开挖施工时做到及时降低基坑中的地下水位，保证基坑的开挖施工的顺利进行。(3)及时降低下部承压含水层的承压水水头，防止基坑底部发生涌水翻砂，以确保施工时基坑底板的楞定性。3降水设计3.1 各土层的物理力学性质指标.见表4.2.2T。表4.2.2-1各土层物理力学指标(取自岩土工程勘察报告)土层名称YkNm,WGeIpk3-2MPa1EiMPaCkPaKm/dffckPa索埴土(粘土)18.519.22.670.7418.10.600.401.52430粉质粘土19.725.32.720.71211.60.500.238.720.739粘土20.122.22.710.65417.30.090.1016.821.867.811.5粉砂19.127.72.690.7647.01.260.266.914.5中砂19.922.72.690.6276.80.910.189I18.82降水深度要求根据设计图及地质资料情况，地下水埋深11.2m,施工时水位降低值达到7.636m,降水深度达到18.836m；孔隙承压水主要赋存于Q3a1.+p1.层砂类土中，渗透系数达到11.5md18.8m/d。根据这两个特征，决定在基坑四周采用深井井点均匀降水的方法将施工中的水位降低至基底下2m。3.4降水设计基坑的隔水帷幕采用旋喷桩，用该工法施工桩垂直度好，桩与桩之间搭接好，桩的深度达23米，已进入底板以下4米左右。降水采用降水管井，根据地区的经验，采用均匀布井。水的涌水量与场地水文地质条件、基坑的形状大小及补给水边界条件等有关。根据地勘资料本降水井可按承压非完全井计算，同时本车站A区、B区、C区三段分开施工，所以对三段进行分开计算。1、基坑排水量可依据下式进行计算：273KMsIgd+-)+-1.g(1.+0.2)E1.%1)渗透系数的确定K=KhhK,、h,各土层的渗透系数5d)与厚度(m)根据设计可求得K=16md°2)承压水层厚度M值确定V取值：M=18.9m,由地勘资料得。3)井点系统的影响半径R“RI)=R+rR由经验公式确定的影响半径，Fo环形降水范围的假想半径(1)影响半径R无观测孔，由经验公式R=IoXSk"2=305m;s=7.64m确定环形降水范围的假想半径n(2)因为基坑为长方形，且1.b>2.5;r0=n(1.+b)4式中n-系数(n,查表得A、B区：n=1.15:C区：n=1.1.2I-基坑长度(In)b-基坑宽度(m)得：A、B区：r0=22.7m；C区:r0=43.Im；(4)基坑涌水量2.73KMS.z1.RM-1.11八cM、g(÷-)÷1.g(1.÷0.2)%1.%得：A、B区:Q=Qb=4478m3d:CE:Qc=6399117d;2、降水井数计算qq为单井管涌水量，计算每根井点最大出水量q=120r1.k,=302m7d,本工程取300n7d得：A、B区：山=刖=】6个：C区：n<=24个；考虑到开挖顺序，在施工B区时可与A、C区共用8个井，故本工程共需降水井48个.3、井点管长度1.=Dh+s+r0/10=24.4m,其中滤管长4m。5、校核水位的实际降低数值井点数量确定后，根据根据下式确定所采用的布置方式是否能将地下水位降低到规定的标高,=Jf2-(1.gfi-1.g,)=29.2mYI.5oo实际可降水位S=H-h=39.1.-29.2=99m,超出需要降低水位数值7.64m,满足降深要求，故布置可行。5主要机具设备a井管井管由灌水管、吸水管、沉砂管三部分组成，共长24.5m,为直径500mm无缝钢管。滤水管：长4m,在钢管上分三段开孔，在开孔的管壁上焊小6mm垫筋，要求顺直，与管壁点焊牢1.1.外包41孔/cm2镀薪钢丝各两层或尼龙，上下管之间用对焊连接。吸水管：采用与滤水管同直径钢管制成。沉砂管：采用与活水管同直径钢管，下端用钢板封底b、水泵根据单井涌水量、管井长度选定抽水机具为潜水泵，型号：QY-25,流量:15m7h,扬程25m,电机功率2.2kW.c、排水管用曲50Omm混凝土管，并设0.3%的坡度，与附近下水道接通。d、成孔设备600井点管孔采用Z0300型反循环钻机成孔，泥浆护壁。5、施工工艺及技术措施5.1工艺流程准备工作一钻机进场一定位一开孔一卜.护口管T钻进一终孔一冲孔换浆一下井管一冲孔换浆（泥浆比重换到1.05）一填砾一止水封孔一洗井一活塞洗井，空压机洗井一下泵试抽一合理安排排水管路及电缆电路一抽水试验f正式抽水一记录。5.2技术措施52.1准备工作，项目经理部组建后，即开始施工部署，落实材料和人员，合理安排人财物，与业主及工地上各单位保持密切协作。5.2.2专人负责进料,工程师核定，确保井壁管、过滤管（外包尼龙）、围填砂、粘土等材料的质量。5.2.3进出场、定位、埋设护孔管，由甲方提供“三通一平”，钻机进场。钻井井位双方按设计方案校核井位，保证钻机移到位，基础牢固平稳，磨盘水平“三点一线”，（孔位、磨盘、大钩成一垂线），各项准备工作就绪，井管、砂料到位，埋设护孔管要求垂直，护孔管尽可能进入原状土层内20-50cm,外围用粘土填实，保证泥浆返出孔外,孔斜误差不超过1.%05.2.4钻进清孔,钻进前测量好钻具总长,精确计算机上余尺,控制钻进深度，钻进中保持泥浆比重在1.15-1.25,钻进中对地层要分层描述，确定降水含水层的确切层位和岩性。终孔深度达到后，即可清孔，调浆宜慢，清孔后泥浆比重1.1.O左右,孔底岩粉W1.OCm.5.2.5下井管,按设计井深事先将井管排列、组合,下管时所有深井的底部按标高严格控制，并且保持井口标高一致。井管应平稳入孔、焊接垂直，完整无隙，确保焊接强度，以免脱落，为了保证井管不靠在井壁上和井管外有一定的填砾厚度，在滤水管上下各加两组扶正器，保证环状填砾间隙厚度大于150i三,过滤器应刷洗干净，缝隙清楚，桥式过滤器缝隙均匀。下管要准确到位。自然落下，稍转动落到位，不可强力压下，以免损坏过滤结构，下好井管后，把井管居中固定。5.2.6填砾冲孔，卜.入钻杆至离沉淀管底50cm,井口加上补心进行换浆，逐步调稀泥浆到比重1.08左右时边填边测，一边填一边开小泵量泥浆循环。填砾达到要求深度后停止。5.2.7止水封孔,为了防止上部泥浆及降水宜接渗入砾料内影响成井质量，等填砾结束20分钟后，上部熔粘土。5.2.8洗井洗井要求采用活塞和空压机联合洗井方法，缺一不可。要求洗井台班至少2个台班，确保洗井质量，宜至井内出清水，基本不含砂，出水量大，井底沉砂不大于20cm。5.2.9下泵试抽洗井结束后，待水位恢复可按设计下泵，下入深度宜在灌水管下半部分即16T8m深的位置，以保证足够的降深。排水管道及电源线路一定要先连接好，试抽3个小时，测定井内水位及观测孔水位变化，安装水表测流量，预估降水试验运行途径，等水位恢曳后，积极配合抽水试验。5.2.10合理安排排水及电缆电路原则上各井排水管和电缆一齐铺设，排水要畅通无阻，就近往南边随塘河排放，连接合理，电缆应绝缘有一定抗拉、抗压强度。5.2.11抽水试验为了确定该场地水文地质参数，根据设计要求，抽水试验必须在井群正式施工前进行，试验选用井位图上降水井作为抽水井，另一降水井暂作为观测井，采用深井潜水泵，井打好后，先各抽1一2天或更长时间，以确保抽水时流量稳定，待水位恢复，抽水开始前应测定孔内和潮水水位变化情况，则抽水试验应选择井内水位波动相对平稳的时段。开始进行抽水试验，观测前，测量2口井的初始水位，观测水位时间间隔，抽水开始010分钟，每分钟观测1次共10次：1030分钟，每2分钟观测1次;,30-100分钟每5分钟观测1次：100分钟以后每50分钟观测一次。如48小时仍无法大致完整绘出S-Igt和Igs-Igt曲线，时间还可能继续延长，根据抽水试验得到参数分析，第2、层土与第17、1-2,层土可能存在的水力联系情况，选用合适公式确定相关水文地质参数，根据测得的水文地质参数，再重新进行井群计算，优化降水方案，选配适当流量的抽水泵，制定相应的降水运行方案。5.2.12抽水需要每天24小时派人现场值班,并做好抽水记录,每天报水位、流量。记录内容包括降水井涌水量Q和水位降深S,并在现场绘制S-T,Q-T,SQ曲线与基坑开挖深度附近监测资料绘于同一图上，了解其相关关系，以掌握抽水动态，指导降水运行达到最优。选择有代表性的井及时抽干井内的水观测恢复水位，以准备掌握水位降深，又不过大影响降水正常运行。抽水运行期间还必须注意观测沉井进展情况，记录沉井标高，注意收集沉井监测资料变化情况。5.2.14、在基坑开挖前20天开始进行预降水，降水深度为底板下2m主体结构施工完成后停止抽水。降水工作量降水井施工成孔采用Z0300型循环钻机，反循环回旋钻进泥浆护壁，随后进行下井壁管、滤水管，围填砾料、粘性土、封孔等成井工艺。造井作业程序如下:测放井位：根据设计降水井井位布置，当布设的井点受地面障碍物或施工条件影响时，现场可作适当调整.设计井点间距为IIm左右，共设井点48孔。埋设护口管：护口管底部要插入原状土中，管外用粘性土封严，防止施工时管外返浆，护口管上部高出地面0.1OmO.30m。安装钻机：机台安装稔固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘与孔的中心三点成一线。钻进成孔：降水井孔径为6600mm。钻进开孔时吊紧大钩钢丝绳，轻压慢转，以保证开孔钻进的垂直度：成孔施工采用孔内自然造浆，钻进过程中泥浆密度控制在1.1.o1.15,当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌。清孔换浆：钻孔钻进至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底0.50m,进行冲孔清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至1.10,孔底沉淤小于30cm,返出的泥浆内不含泥块为止。下井管：管子进场后，检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。下管前必须测量孔深，孔深符合设计要求后，开始下井管。下管时在派水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器（找正器），以保证滤水管能居中，井管焊接要牢固、垂直，下到设计深度后，井口固定居中。填砾料（绿豆砂或瓜子片）：填砾料前在井管内下入钻杆至孔底O.30m050m,井管上口要加闷头密封后，从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步调浆使孔内的泥浆从滤水管向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆，使孔内的泥浆密度逐步调到1.05,然后开小泵量按前述井的构造设计要求填入砾料，并随填随测填砾料的高度，直至砾料卜.入预定位置为止。填粘性土：在降水井内围填粘性土时，要将块状的粘性土碾碎后填入，填充速度不宜太快。井口封闭：为防止泥浆及地表污水从管外流入井内，在地表以下围填4.0OnI厚优质粘性土或采用水泥浆封孔。洗井：在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上高压风管先进行高压风洗井，待井能出水后提出钻杆再利用活塞洗井，活塞必须从滤水管下部向上拉，将水拉出孔口：对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动，冲击孔壁泥皮，此时要向井内边注水边拉活塞.当活塞拉出的水基本不含泥砂后，可换用高压风洗井，吹出管底沉淤，直至水清不含砂为止。安泵试抽：成井施工结束后，在降水弁内及时下入潜水泵、接真空管、排设排水管道及电缆、地面真空泵安装等，电缆与管道系统在设置时要注意避免在抽水过程中不被挖掘机、吊车等碾压、碰撞损坏。因此，现场要在这些设备上进行标识°抽水与排水系统安装完毕后试抽水，先采用真空泵与潜水泵交替抽水，真空抽水时管路系统内的真空度不宜小于一0.06MPa,以确保真空抽水的效果。排水：洗井及降水运行时要用管道将水排至场地四周的明渠内，通过排水渠将水排入场外市政管道中。如水质良好，考虑用于清洗机械或环境洒水，以节约成本和资源。降水的运行(1)试运行:首先准确测定各井口和地面标高、静止水位，然后开始试运行，以检查抽水设备、抽水与排水系统能否满足降水要求。在降水井的成井施工阶段要边施工边抽水，即完成一口投入运行一口，力争在基坑开挖前，将基坑内地卜冰降到基坑底开挖面以F1.OOm深。水位降到设计深度后，即暂停抽水，观测井内的水位恢复情况。(2)降水运行降水井在基坑开挖前二十天进行，以便提前疏干地层滞水，降低地下水位，提高土层自稔能力，顺利进行无水作业。降水井抽水时，潜水泵的抽水间隔时间自短至长，降水井内的每次抽水后，应立即停泵，对于出水量较大的井每天开泵抽水的次数应适当增多。降水运行过程中，做好各井的水位观测工作，及时掌握承压含水层水头的变化情况。降水运行期间，现场实行24小时值班制，值班人员要认真做好各项质量记录，做到准确齐全。降水运行过程中对降水运行的记录，及时分析整理，绘制各种必要图表，以合理指导降水工作，提高降水运行的效果。降水运行记录每天提交一份，对停抽的井及时测量水位，每天12次。(3)降水运行的注意事项做好基坑内的排水准备工作，保证基坑内雨水及其它渗漏积水能及时抽干。降水运行阶段要经常检查泵的工作状态，一旦发现不正常及时调换或修复。降水运行阶段保证电源供给，如遇电停电，及时起动备用发电机,保证降水效果。封井方案工程结束后停止抽水，2、基坑降水(1)基坑抽水量的确定原则基坑的出水量主要包括地卜水的储存量、地卜水的垂直补给量与降雨量，本站底板已进入承压水层，施工期间进行井点降水，对基坑的抽水量确定、井数设计与抽水泵的选择只考虑地下水的储存量与垂直补给量，对于降雨量的排出，采用明排水的施工措施来解决。(2)主要的降水措施根据设计图及地质资料情况，地下水埋深11.2m,施工时水位降低值达到7.636m,降水深度达到18.836m；孔隙承压水主要赋存于Q3a1.+p1.层砂类土中，渗透系数达到11.5md.根据这两个特征，决定采用深井井点降水的方法将施工中的水位降低至基底下2m。(3)基坑内降水井数量与布置通过计算，在施工A、B、C三区时，需要降低的总涌水量分别达到1800、1838、2400立方米/天，涌水量较大。A、B区采用相同数量规格的井管，即井管长23m,滤管长3m,共布置8根：C区每根井管长24m,滤管长3m,共布置15根。具体布置见图：(4)主要机具设备a、井管由滤水管、吸水管和沉砂管三部分组成，采用焊接钢管制成，管径250mm。源水管：氏3m,采用在钢管上分三段轴条(或开孔)，在轴条(或开孔)后的管壁上焊由6mm垫筋，要求顺直，与管壁点焊固定，外包10孔/cm2和40孔/cm2镀锌铁丝各两层或尼龙。上下管之间用对焊连接。吸水管：采用与滤水管同宜径钢管制成。沉砂管：采用与滤水管同直径钢管，下端用钢板封底。b、水泵用8JQ50-17IFW潜水泵。每井一台，带吸水铸铁管，并配上一个控制井内水位的自动开关，在井口安装阀门，以便调节流量的大小，阀门用夹板固定，每个基坑井点群备有2台备用泵。c、排水管用小50Omn1.混凝土管，并设3%的坡度，与附近下水道接通。d、成孔设备600井点管孔采用Z0300型反循环钻机成孔，泥浆护壁。(5)施工工艺a、A、C区深井井点沿工程基坑周边上缘外侧1.Om呈环形布置，B区深井井点沿基坑两侧上缘1.Om错开布置。b、施工工艺程序：井点测量定位一挖井口、安护筒一钻机就位一钻孔f回填井底砂垫层一吊放井管一回填井管与孔壁间的砂砾过滤层一洗井一井管内卜设水泵、安装抽水控制电路一试抽水一降水井正常工作一降水完毕拔井管一封井Cs深井井管沉放前要清孔，清除孔内泥渣。d、井管下设时，将预先制作好的井管用吊车或三木搭借卷扬机分段下设，分段焊接牢固，直下到井度。井管安放应力求垂直，并位于井孔中间；管顶部比自然地面高50OnIm左右。井管下入后，及时在井管与土壁间用铁锹分层填充砂砾滤料。粒径选用38mm细砾石。填滤料要一次连续完成，从底填到井口下Im左右，上部采用不含砂石的粘土封口。管周围填砂流料后，安设水泵前应按规范先清洗灌井，冲除沉渣。采用压缩空气洗井，洗井应在下完井管、填好滤料、封口后8h内进行，一气呵成，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化，难以破坏，影响渗水效果。e、潜水泵在安装前，对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查。如无问题，始可放入井中使用。深井内安设潜水电泵，可用绳索吊入灌水层部位，上部应与井管口固定。设置深井泵的电动机座应安设平稳，转向严禁逆转（宜有止回阀）。潜水电动机、电缆及接头应有可靠绝缘，每台泵应配置.一个控制开关。主电源线路沿深井排水管路设置。安装完毕应进行试抽水，满足要求后始转入正常工作。f、井管使用完毕，用吊车或三木搭借助钢丝绳、倒链，将弁管门套紧徐徐拔出，灌水管拔出洗净后再用，拔出后所留的孔洞用砂砾填充、捣实。g、在基坑开挖前20天开始进行预降水，降水深度为底板下2m0主体结构施工完成后停止抽水。降水井的结构及过滤器的安装部位见图4.2.3-1»600>>>>2500.003.00>>>>>>>>>>>>>>6.009.00>>>>>>>>>>11.0014.00>>>>>>>>>>16.0019.0020.00施工现场安全施工注意事项：1、施工人员进入施工现场前，必须要进行施工安全、消防知识的教育和考核工作，对考核不合格的职工，禁止进入施工现场参加施工。2,进入施工现场必须戴好安全帽，系好帽喈，并正确使用个人劳动防护用品.3、严格执行操作规程，不得违章指挥和违章作业，刻违章作业的指令有权拒绝并有货任制止他人违章作业。4,施工作业时必须正确穿戴个人防护用品，进入施匚现场必须戴安全帽，不许私臼用火，严禁酒后操作.5、穿拖鞋、高跟鞋、赤脚或赤肿不准进入施工现场。6,穿硬底鞋不得进行登高作业。7、在高空、钢筋、结构上作业时，一定要穿防滑鞋.8,现场用电，定要有专人管理，同时设专用配电箱，严禁乱接乱拉，采取用电挂牌制度,尤其杜绝违章作业，防止人身,线路，设备事故的发生.9、电彷、电锤、电焊机等电动机具用电、配电箱必须要有漏电保护装置和良好的接地保护地线，所有电动机具和线缆必须定期检查,保证绝缘良好，使用电动机具时应穿绝缘鞋，戴绝缘手套。10、工地施工照明用电，必须使用36伏以卜.安全电压,所有电器机具在不使用时，必须随时切断电源,防止烧坏设备.11、在用喷灯、电焊机以及必要生火的地方，要填写用火申请登记和设专人看管,随带消防罂材等，保证消防措施的落实。施焊时，特别注意检查下方有无易燃物，并做好相应的防护，用完后要检杳，确认无火后再离开.12、未经安全教育培训合格不得上岗，非操作者严禁进入危险区域：特种作业必须持特种作业资格证上岗.13、凡2m以上的高处作业无安全设施,必须系好安全带：安全带必须先挂牢后再作业。14、高处作业材料和工具等物件不得上抛下掷.15、从事高空作业人员要定期体验。凡患有高血压、心腑病、贫血症、痛痫病以及不适于高空作业的人员，不得从事高空作业。