降排水施工工艺.doc

第二节 施工降水、排水及导流

一、施工降水
根据对招标文献提供的地质情况和图纸分析，本标地下水位一般高于渠道底板，地质条件为壤土、细粉砂、砂壤土土层结构，施工时采用电渗井及明沟排水方案，重要是降基础底以上的地下水，保证土方开挖不带水作业。降水施工除采用电渗井降水方案外，同时结合明沟排水解决槽底的局部渗水现象。
1、电渗井降水方案
根据招标文献，本标段渠道建筑物的地下水水位一般高于建筑物基底，在施工过程中需要进行施工降水解决。
含水层为粘砂多层结构，该段地下水含水层重要为第四系松散层孔隙含水层组。含水层组重要由第四系黄土状轻壤土、砂壤土、粉细砂组成。粉细砂层渗透系数一般1.11×10-4~4.6×10-3cm/s，属中档透水性；黄土状轻壤土、砂壤土渗透系数一般4.32×10-6～3.68×10-4cm/s，属中档~弱透水性。施工时必须先期进行降排水工作，将地下水水位降至开挖底面标高50cm以下，以保证干槽条件下施工。降水在土方开挖前提前进行，300m作为一个降水段(涉及开挖100m，混凝土主体施工100m，土方回填100m)。
本段建筑物基坑开挖深度较大，开挖标准断面为对称梯形断面，基坑底宽18～21m，地下水位一般高于建筑物基底4～6m左右，为取得最佳控制效果，电渗井布置在土方开挖的二层平台上，在二层平台坡脚位置左右两侧各打设一排电渗井，对称于基槽中心线，井管间距10m，管深20m，电渗井在原地面钻孔，喷射成井。井管接入真空泵将地下水抽到基坑两侧的集水总管内，现场明水排于坡脚通长设立的施工排水明渠内。
2、降水井的布置
根据场区土层及地面建筑、道路、河流等分布情况，采用电渗井抽水管井降水。在土方开挖二层平台坡脚位置布置降水井，采用双排井即在基坑两侧各延基槽中心线方向布置一排降水井。在基坑两侧施工道路路肩下部0.8～1.0m处通长铺设Φ600混凝土管道，将施工降水的抽排水就近排入附近渠道及市政排水管道内。排水管道每50m设立一处进水井，管道纵坡为2.5/10000。
3、降水规定
建筑物基础呈坡形，其埋深随建筑物的的延长和地表地形的变化而变化，最终使水位降深至开挖底面标高0.5米以下。电渗井降水基坑涌水量计算：以100m为一个计算单元。

(1) 基坑中心规定减少水位深度：
井点吸水管的滤水管必须埋设在透水层内，埋设深度可按下式计算：H≥h2+h1+iL1(m)
H≥h2+h1+i L1=6.3+0.5+0.2*42=15.2m
h2：井点管埋置面至基坑底面的距离
h1：基坑底面至减少后的地下水位线的距离，一般取0.5～1.0m
i：水力坡度，环型井点降水一般取1/5
L1：井点管距基坑中心的水平距离(m)

井点管长度选用20m，直径为φ50mm，滤管部分长2.5m，井管露出地面0.2m，基坑规定降水深度S=6.3+2+0.5=8.8m，井点管所需埋设深度：
井管地面埋置在透水层上，因此，可按无压非完整井，环型井点系统进行计算，基坑涌水量Q=1.366×K×{(2H-S)×S}/(LgR-LgX0) (m3/d)
式中：K为渗透系数，渗透系数采用0.0757m/d
H：为含水层有效深度，根据本工程取值为20
S：基坑中的降水深度8.8m。
R：环状井点系统影响半径，根据经验值R=60m
X0：环型井点降水假想半径
X0=(F/π)1/2=(57×100/π)1/2=42.6m
则：Q=1.366×0.0757×{(2×20-8.8)×8.8}/(Lg60-Lg42.6)=100.1m3/d
由于基坑涌水总量不大，井点按常规10m的间距布置。每五根井点管设为1组，由1个水泵系统带动，每组设2台水泵(其中1台为备用泵)。

二、施工排水
勘探期间实测地下水位桩号SH(3)185+220.3～SH(3)187+620地下水位高于渠底板，存在施工排水问题。施工中应注意流砂、管涌等引起的渗透变形破坏。
本标施工范围内的排水由大气降水及经常性排水组成:大气降水指降雨及降雪等自然降水；经常性排水由渠坡渗水以及施工废水组成，积水会影响施工的正常进行，还会影响到施工质量，平常施工排水是保证工程质量的关键。
2.1经常性排水
施工废水：重要为混凝土养护水以及仓面冲洗用水。混凝土月产量最高为1.08万m3，每方混凝土冲洗及养护水N按300kg/m3计，计算如下：
Q2=N·q·K1·K2/(K·H)
=10800×0.3×1.2×1.5/30/20
=9.72m3/h
按混凝土月产量最高时配置水泵。选用2台(一台备用)JQB-1.5-6，就可满足施工规定。
2.2渠坡渗水
本工程实测地下水位桩号SH(3)185+220.3～SH(3)187+620地下水位高于渠底板，其土壤含水量不大，施工时采用明沟方式进行排水，明沟布置在渠道两侧坡脚位置，0.5×0.5m（宽×高）沿坡脚通常设立，每隔50m设立一个集水坑2×2×1.5(长×宽×高)m，架设一台JQB-1.5-6型水泵集中抽排渠道渗水。将渠道渗水排入施工道路两侧的排水沟内。
2.3大气降水
根据招标文献本地区最大日平均降水量为14mm左右，按每300m一个施工段，土方开挖上开口为60m计算，每小时需要排水10.5m3/h，由于降雨量与混凝土养护用水不重合，每一个施工段设立2台(一台备用)WQK85-15-7.5型移动式水泵(扬程为17.7m，功率为7.5kw，每小时的抽水量为78m3)就可满足施工排水需求。
施工中建筑物基础处、土方筑堤坡脚处、堆土区周边等部位开挖截流、导流沟，将施工废水、平常降水等汇集至集水坑，架设JQB-1.5-6型水泵集中抽排至施工道路外侧的排水沟内，排水沟底宽1m，顶宽2m、高0.5m，边坡为1：1，内铺防渗膜。排水沟延施工道路通长布置，与渠道沿线河渠相联接。

三、施工导流
由于总干渠穿越十八里河，不影响汛期河道行洪安全，倒虹吸安排在10～5月施工。为保证十八里河渠道倒虹吸工程施工顺利进行，在倒虹吸施工期，第一次导流先进行倒虹吸进口段、进口闸段及1～9节管身段施工；第二次导流进行倒虹吸10～15节管身段、出口闸及出口段施工。施工时运用十八里河原河道进行导流排水。
1、根据招标文献中，设计导流洪水标准和导流时段为：
(1)十八里河渠倒虹吸工程为1级输水建筑物，按照《水利水电工程施工组织设计》的规定，其导流建筑物的级别为4级。
(2)导流工程选在枯水期的10月至次年5月施工。十八里河渠非汛期十年一遇流量为7.0m3/s。导流工程的进度控制期限为第一年10月至次年5月。
十八里河渠倒虹吸导流和截流方案如下：
2、导流方案：
根据十八里河的实际情况，导流采用导流明渠进行导流。第一次导流施工，在十八里河河道靠近十八里河渠倒虹吸出口闸一侧挖设导流明渠，在十八里河渠倒虹吸上下游120m处搭设导流围堰，使河水沿导流明渠通过。第二次导流施工，在靠近倒虹吸进口闸一侧挖设导流明渠，在十八里河渠倒虹吸上下游120m处搭设导流围堰，使河水沿导流明渠通过。
围堰采用编织袋填土围堰形式，全河段纵向围堰，编织袋装土围堰采用在围堰迎水面铺设复合土工膜防渗。
3、导流工程的内容及规定
3.1根据进度安排，十八里河渠倒虹吸施工安排在第一年10月至次年5月，导流工程选在10月施工。在枯水期导流设计流量为7.0m3/s。不涉及汛期施工。
3.2导流工程设计时考虑将所有施工范围内影响干场施工的施工期降雨、围堰渗水、沿河雨污水管排入的雨污水、河道干场后侧向渗水、地下降水等排入导流明渠中，保证干场施工，并根据实际需要，采用编织袋装土围堰进行挡水。
4、围堰和导流建筑物
施工时根据临时建筑物设计洪水标准进行导流工程建筑物设计和施工。施工期内遭遇不可预测的自然灾害或发生超标准洪水时，采用紧急措施，进行防洪防灾的抢救工作。
4.1围堰和导流建筑物的施工
(1)施工前提交围堰和导流建筑物的施工方案，报送监理人审批。
(2)施工时按监理人批准的施工方案进行围堰和导流建筑物的施工，各种围堰和泄水建筑物的施工技术规定，执行有关规定。
(3)围堰施工的上升速度保证围堰的施工断面在各种运营工况下处在稳定和安全状态。
(4)当不妨碍永久或临时建筑物的安全运营时，提交围堰拆除措施报送监理人审批。
(5)在规定的期限，及时拆除围堰至监理人认为合格为止。
4.2导流明渠施工
为减少土方作业，将导流明渠开挖土方直接堆放在明渠两侧，当作挡水围堰，增长安全系数。导流明渠深2.0m，底宽6.0m，坡比1：1.5，长约240m左右。导流明渠坡面铺设防渗膜，并用草袋装土进行防护，草袋护坡高度为1.0m。运用围堰使河水壅高(在保证河水不发生漫溢)，顺着导流明渠流向下游。
在导流未形成时，先进行导流明渠施工。此时为保证河水从河槽中流过，在导流明渠开挖衬砌完毕并通水后，河底水抽干，淤泥挖净，再进行倒虹吸施工。
4.3围堰搭设
围堰形式为草袋黏土围堰，围堰布置在倒虹吸中心线两侧120m处。上、下游围堰高1.5m，上顶宽6.0m，上游边坡1：2，下游边坡1：1.5的梯形断面，所需要土方用相邻暗涵开挖出的土方，以减少土方运距。上下游围堰迎水面铺设防渗膜，并用草袋装土压住。围堰同时作为临时道路，便于车辆通行。围堰及导流明渠均完毕后，将导流明渠与十八里河渠挖通，完毕导流。
围堰搭设时采用进占法施工，运用河道开挖土方进行围堰填筑工作。自卸汽车进入围堰搭设地点倒退行驶把土倒进河里，运用推土机把土方推动河里，并进行平整、碾压。等围堰整体搭设成形后，再运用挖掘机把边坡修整到规定形式，在围堰迎水面铺设防渗膜，用草袋压好。
围堰施工的上升速度保证围堰的施工断面在各种运营工况下处在稳定和安全状态。上下游围堰施工同时进行，为工程节省工期。
在导流完毕通水后，将河底水抽干，淤泥挖净，进行倒虹吸施工。
4.4围堰拆除
待主河床内的永久建筑物所有施工完毕、主河床两岸河堤复建完毕、施工基坑内清理干净并经检查合格后，以不妨碍永久或临时建筑物的安全运营为前提的情况下，在监理工程师批准后，及时拆除围堰，特别是水下部分围堰，保证清理彻底，保证河道汛期行洪通行安全。
导流建筑物的拆除废渣运到监理人指定位置堆放，残渣清理干净。