地铁车站基坑降水施工方案.doc
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1、地铁车站基坑降水施工方案目 录一、编制依据4二、工程概述42.1工程概况42.2工程地质62.3水文地质8三、降水井设计103.1详堪阶段抽水试验103.1.1抽水试验方法103.2.2抽水试验工作量103.3.3抽水试验成果113.2基底稳定性分析133.2.1基坑涌水量分析133.2.2基坑底面稳定性分析153.3降水井设计163.3.1总体降水方案163.3.2降水井数量的确定173.3.3降水井构造11四、降水井施工方案124.1施工工艺流程124.2成井施工技术要求144.3降水运行164.5降水井的维护174.5降水井封井措施18五、明排水方案195.1基坑外排水195.2基坑内排
2、水20六、施工重难点及应对措施206.1重难点分析206.2应对措施21七、施工风险分析及应对措施227.1风险分析227.2应对措施22八、施工质量、安全及环保措施238.1质量保证措施238.2 安全保证措施268.3 文明施工及环境保护措施28一、编制依据1.*轨道交通1号线一期工程会展路站岩土工程勘察报告;2.水文地质勘察规范(GB50027-2001);3.建筑与市政降水工程技术规范(JGJ/T111-98);4.供水管井设计施工及验收规范(CJJ10-86);5.建筑地基基础设计规范(GB50007-2002);6.建筑工程施工质量验收统一标准(GB50300-2001);7.*市
3、工程建设标准岩土工程技术规范(DB29-20-2000);8.会展路站围护结构设计图纸9.实施性施工组织设计10.会展路站深基坑施工方案二、工程概述2.1工程概况1.会展路站(原卫东大道站)中心设计里程为SK9+123.885,车站总长200m。设计起讫里程SK8+997.585SK9+197.585。该车站位于会展路、凤凰中大道交叉口,呈南北走向。2. 车站主体采用现浇钢筋砼箱型结构型式,车站主体部分长200m,宽度17.60m21.40m。车站为地下二层岛式站台车站,地下二层为站台层、地下一层为站厅层。内部结构地下一层侧墙厚度为600mm、地下二层墙厚700mm,采用全包防水结构。围护结构
4、均采用800厚地下连续墙,接头为锁扣管形式,共78幅。基坑支撑采用609mm直径的钢管支撑,标准段3道支撑,两端头4道支撑。钢支撑不设围檩,仅在标准段第二道支撑A轴端部,设置地连墙预埋钢板。基坑开挖前,在地下墙接缝外侧打设两根800mm三重管高压旋喷桩止水,桩端宜进入中风化岩层。基坑降水以管井井点降水为主,排水沟明排为辅,降水井间距按15米布置。车站设计采用明挖顺筑法施工,设计地面标高+19.3m,站台中心里程处基坑开挖深度16.160m,顶板覆土厚度2.950m。南北侧端头井开挖深度17.904米,车站底板位于7圆砾层中。图2-1 会展路站车站总平面位置图2.2工程地质(1)场地等级拟建场地
5、上为第四系松散层,场地土种类较多,有素填土、粘性土、砂性土、砂砾石层等,下部为第三系新余群(Exn)基岩层,岩层分布平稳;场区分布有上层滞水、第四系孔隙潜水、基岩裂隙水,按国家标准岩土工程勘察规范(GB50021-2001)规定,本场地属中等复杂场地。(2)地基等级拟建场地岩土类型主要有粘性土、砂性土、砂砾石层等,且分布不均匀,性质变化较大,地基等级属中等复杂地基。(3)工程设计地层本车站主体结构基坑开挖深度范围内涉及的地层为:2素填土、1-1粉质粘土、2淤泥质粉质粘土、3-1含粘性土粉砂、3-2细砂、4中砂、5粗砂、6砾砂、7圆砾夹砾砂、2-1强风化砂砾岩、2-2中风化砂砾岩。本车站标准段位
6、于7圆砾夹砾砂层中,端头井底板基坑均位于2-2中风化砂砾岩层内,连续墙插入2-2中风化砂砾岩层内。(4)岩石特性勘察场地内的岩石均属软质岩,遇水易软化,失水易干裂崩解,开挖暴露后风化速度快,主要是由于岩石中粘土矿物遇水膨胀、失水收缩的作用,普遍具有风干易裂,再吸水便完全散裂的特征。基坑开挖深度内上部有砂土、砾砂、圆砾层,基坑开挖过程中,在水头差的作用下,易产生流砂、涌砂、管涌现象。图2-2 会展路站地质纵剖面图2.3水文地质根据地下水含水空间介质和水理、水动力特征及赋存条件,拟建工程场地按地下水类型可分为孔隙微承压水、红色碎屑岩类裂隙孔隙水两种类型。(1)孔隙微承压水拟建场区孔隙微承压水主要赋
7、存于第四系全新统冲积层的松散中密状砂土及砾砂、圆砾中,地下水位埋深较浅。详勘阶段在钻孔内测得地下水位 3.504.20m,高程 16.6415.94m;初勘阶段水位埋深 3.43.8m,高程 16.3416.74m。地下水主要接受大气降水垂直补给和赣江水体的侧向补给,受人为开采影响较小。由于上伏分布存在1粉质粘土、2淤泥质粉质粘土等相对隔水层,该含水层水位高度高于相对隔水层底板,故具有一定的微承压性质,孔隙承压水水头高度 34 m。另根据类似工程经验及场地环境,拟建场地地下水流速较小。(2)红色碎屑岩类裂隙孔隙水主要赋存于场地第三系新余群砂砾岩岩层的裂隙中,主要受上部第四系松散层中的孔隙水或微
8、承压水的补给。含水量主要受构造和节理裂隙控制,场地内砂砾岩节理裂隙不发育,裂隙性质多呈闭合状,故场地内的基岩裂隙水水量贫乏,无承压性。三、降水井设计3.1详堪阶段抽水试验3.1.1抽水试验方法拟建车站标准段基坑开挖深度16.16米,端头井开挖深度17.907m,附属结构开挖深度9.2m。场地自地面下35米为相对隔水的粉质粘土、淤泥质粉质粘土土层,以下为砂土层、砾石层,为微承压水含水层;其下为基岩隔水层。针对工程特征及地层特性,本次水文地质试验拟采用微承压水的现场稳定流完整井抽水试验,以获得微承压水含水层综合水文地质参数(如渗透性系数、影响半径、单井涌水量等)。3.2.2抽水试验工作量依据本场地
9、的工程地质条件及含水岩组的埋藏条件与分布特征,为达到分析水文地质条件的目的,其布置抽水孔:孔深17.9米,井径130mm,孔底进入下部基岩0.7m。观测孔:设置2个观测孔,孔深17.9米,孔径40mm。以抽水主孔为起点,同侧布置2个观测孔,与抽水孔成一直线,距抽水主孔的第一观测孔为3m,第二个观测孔距抽水孔距离为8m。3.3.3抽水试验成果根据本场地的水文地质条件及抽水试验采用的抽水井与观测井的结构形式,采用带两个观测孔的承压水完整井的井流公式进行计算与分析。计算公式如下:lgR=S1(2H-S1)lgr2-S2(2H-S2)lgr1/(S1-S2)(2H- S1- S2) k=0.732Q/
10、(2H-S1-S2)(S1-S2)lg r2/ r1式中:S1、S2水位降深 (m);r1、r2 抽水井至观测井距离 (m);H潜水含水层厚度(m);R影响半径(m);Q-井的流量(m3/d)k 渗透系数 (m/d);抽水试验先后抽水3次,综合各次的试验结果,取得场地水文地质参数,详见下表。现场抽水试验成果汇总表含水层深度(m)静水位埋深(m)抽水阶段水位降深(m)涌水量 Q(L/s)影响半径 R(m)渗透系数K(cm/s)渗透系数K(m/d)MA2-WDC-013.817.43.810.854.4750.278.94E-0277.221.756.2258.279.73E-0284.132.7
11、08.1764.201.05E-0190.7MA3-WDC-027.417.23.910.925.4751.148.13E-0270.321.857.2758.059.63E-0283.232.479.7464.311.11E-0195.83.2基底稳定性分析3.2.1基坑涌水量分析基坑开挖范围内主要地下水为孔隙微承压水,赋存于下部砂砾石层之中,含水层渗透性好,地下水丰富,补给较快。详堪时为枯水季节,水位埋深 3.504.20m,标高15.9416.64m;初勘时为富水季节,水位埋深 3.403.80m,标高 16.3416.74m。水位降深按降至设计基坑底标高以下1米计。根据本次勘察水文试验
12、结果与相应地区经验,按下式(地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范表 8.5.8-2 中的潜水涌水量估算公式)进行基坑涌水量的计算,选取流向切穿含水层的条形基坑的模型,估算本车站基坑出水量。公式如下:式中:Q基坑出水量(m3/d);K 渗透系数(m/d);本次估算取值78 m/d(即为9.03x10-2cm/s)。R影响半径(m);本次估算取值 70m。S设计水位降深(m);本次估算取值 13.4m。H微承压水头至含水层底板的高度(m);本次估算取值 12.4m。L条形基坑长度(m);本次估算取值 200.0m。B条形基坑宽度(m);本次估算取值 21.3m。按上述计算公式,结合*地区相关经验,估
13、算的基坑涌水量见下表:基坑部位水位埋深(m)含水层厚度H(m)水位降深S(m)渗透系数K(m/d)影响半径R(m)基坑长度(m)基坑宽度(m)基坑涌水量(m3/d)主体3.513.214.2787020021.360452备注地下车站围护结构采用地下连续墙型式,地下连续墙插入中风化砂砾岩层,围护结构墙均可切断坑内与坑外水的联系,所以坑内涌水量是比较有限的。而本次估算是按规则长方形基坑考虑,有限降深且全断面渗流进水进行估算,故本次估算边界条件与实际施工时边界条件差异很大。3.2.2基坑底面稳定性分析开挖过程中,当基坑开挖深度在含水层顶板上1.0m以上时,为防止基坑突涌,基坑底面的安全稳定性,可按
14、下式进行验算。hss Fwhw式中:F基坑底面突涌安全系数(取1.20);hs基坑底面至承压含水层顶板之间的距离(m),计算时,承压含水层顶板埋深取最小值(m);hw承压含水层顶板以上的承压水头高度(m);s基坑底面至承压含水层顶之间的土的层厚加权平均重度,取19.0N/m3;w地下水的重度(取10.0kN/m3)。当基坑开挖深度在含水层顶板上1.0m以内或低于含水层顶板时,为防止基坑管涌,需把地下水水位控制在开挖面下1.00m。基坑开挖深度为16.160m17.904米,承压水需降至17.16m18.904m。3.3降水井设计3.3.1总体降水方案本车站影响基坑开挖施工的主要是在1粉质粘土、
15、2淤泥质粉质粘土等相对隔水层上部的上层滞水和下部的孔隙微承压水。地下连续墙插入中风化沙砾岩层,围护结构墙均可切断坑内与坑外水的联系,所以坑内涌水量是有限的。上层滞水属于潜水,无承压性,只需疏干即可。下层孔隙微承压水在将相对隔水的粉质粘土、淤泥质粉质粘土土层开挖后,将不再承压,原则上将其水位逐步降至基坑底面以下1米位置即可,但由于本基坑底面距离中风化岩层-0.7米至1.6米之间,故此部分地下水基本能够疏干。本基坑降水设计为管井降水为主、明沟降水为辅的方案。在基坑开挖之前及基坑开挖施工全过程中,基坑内地下潜水必须降至开挖面以下1m。由于本方案降水设计是根据地质勘探报告计算,降水效果需经现场实际降水
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