[天津]地铁深基坑降水施工作业指导书.doc

一、工程概况xx站位于东丽区xx与xx交口以东，xx快速路南侧。车站起讫里程为DK21134.867DK21334.767，站台中心里程为DK21230.367。车站设计为地下双层岛式站台车站，站台宽10，车站全长199.9。车站共设置3个出入口，2座风道。车站采用明挖顺作法施工，标准段开挖深度约15.7，端头井处开挖深度约17.4，采用600的钢管支撑。基坑降水采用大口井降水。基坑开挖深度虽然较深，但基坑周边环境一般，因此，车站主体结构基坑围护结构环境保护等级为二级，即地面最大沉降量0.2H%，围护结构最大水平位移0.3H%（H为基坑开挖深度），且50mm。根据建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202 2002中规定，该基坑应为一级基坑。车站主体围护结构标准段采用厚600地下连续墙，地下连续墙深度26.5，墙趾位于层粉质粘土及粉土地层中，端头井采用厚800地下连续墙，地下连续墙长度29.5，墙趾位于粉土地层中。车站风道围护结构采用800mm1000mm钻孔桩+双排600mm400mm搅拌桩止水帷幕。二、工程地质及水文地质2.1 工程地质特征站区地层主要为第四系全新统人工填土层（Qml），第陆相层（Q43al）、第海相层（Q42m）、第陆相层（第四系全新统下组河床河漫滩相沉积Q41al）、第陆相层（第四系上更新统五组河床河漫滩相沉积Q3eal）、第海相层（Q3dmc）、第陆相层（Q3cal），第海相层（Q3bm）。各层具体分布详见工程地质断面图及地质柱状图，其岩性特征描述见表1 岩性特征描述表 表1时代成因土层编号岩土名称顶板高程(M)岩性描述Qml1杂填土褐色、黄褐、黄灰色，很湿饱和，密实，由砖头、碎石灰渣、粘性土等组成；以粘性土为主的杂填土，多为黄褐色、褐色、可塑。2素填土褐色、以粘性为主，可塑，含少量石子。Q43al1粉质粘土2.21-1.64褐色，软塑，含姜石。局部夹薄层粉土，贝壳。2粘土2.80.04褐黄色、黄褐、灰黄色，可塑软塑，含姜石、有机质3粉土1.41-0.86褐黄色，湿，中密密实。含少量贝壳，夹粉砂、粉质粘土薄层。Q42m1粉质粘土-1.26-7.36灰色，软塑流塑，与粉土互层，含贝壳、有机质。2粉土-0.01-2.35灰色，湿很湿，中密密实，夹粉质粘土薄层，含少量贝壳。 3淤泥质粉质粘土-2.82-0.39灰色，流塑，含碎贝壳、有机质。Q41h1粉质粘土-10.02-11.42浅灰色、黄灰色，可塑软塑，含有机质，顶部0.10.4m为泥炭层。Q41al1粉质粘土-11.66-13.16灰黄色、褐黄色、黄褐色，可塑软塑，夹薄层砂土，含锈斑、贝壳及姜石。2粉土-12.35-15.17褐黄色、黄褐色，湿，密实。含锈斑、贝壳，夹粉砂、粉质粘土、粉土薄层，含贝壳、姜石。3粉砂-13.79-14.58褐黄色，饱和，中密，夹粉质粘土。Q3eal11粉质粘土-15.79-19.07黄褐色、褐黄色，灰褐色，褐灰色，可塑软塑，夹粉土、粘土薄层，含贝壳、姜石。12粉土-14.17-21.7褐黄色、黄褐色，稍湿湿，密实，局部夹粉质粘土、粉土及粉砂薄层。 14粉砂-23.19黄褐色，饱和，密实。15粘土-20.48-21.74褐灰色，可塑。Q3dmc1粉质粘土-24.11-29.16灰褐色、灰黄色、褐灰色，硬塑软塑，夹粘土薄层及粉砂颗粒，含贝壳。2粉土-27.58灰黄色，稍湿，密实。5粘土-27.14灰褐色、褐灰色，可塑。Q3cal1粉质粘土-25.71-32.25黄褐色、褐黄色，灰黄色，可塑软塑，含姜石，局部夹粘土、粉砂薄层。2粉土-25.6-34.79黄褐色、褐黄色，稍湿湿，密实，局部夹粉质粘土、粉土、粉砂薄层。3粉砂-29.05-36.01褐黄色、黄褐色，密实，饱和。夹粉土、粉质粘土薄层。2.2 水文地质本场地表层地下水类型为第四系孔隙潜水，赋存于第二陆相层及其以下粉砂及粉土层中的地下水具有微承压性为微承压水。潜水水位埋藏较浅，勘测期间地下水埋深0.52.2m（高程0.552.09m），主要赋存于人工填土层层、第陆相层层及第海相层层中，以第陆相层的湖沼相沉积层为隔水层。主要接受大气降水和地表水体入渗补给，排泄以蒸发为主，其水位变化受季节影响明显，高水位期出现在雨季后期的9月份，低水位期出现在干旱少雨的45月份。潜水位年变化幅度的多年平均值约0.8m。该含水层主要由粉质粘土与粉土互层状组成，其储水量较高，但出水量不大，水平、垂直向渗透差异较大。当局部地段含有粉砂薄层时，其富水性、渗透性相应增大。第、第陆相层的粉土粉砂层中地下水具有微承压性质，以2、3、2层为主要含水层，1、1为主要隔水板，1、5为相对隔水层，其稳定水位埋深为4.44.8m,补给、排泄以相对含水层中的径流形式为主，并接受上部潜水的越流补给。 经取水样试验分析，表层地下水对混凝土结构具有硫酸盐弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有中等腐蚀，对钢结构具中等腐蚀，下部承压水对混凝土结构具硫酸盐弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性，对钢结构具有中等腐蚀。本工程地下潜水水位埋藏较浅，易发生坍塌变形和不均匀沉降，侧壁易坍塌失稳。赋存于第二陆相层及其以下粉砂及粉土层中的地下水具有微承压性为微承压水。坑底土体可能发生“底鼓”破坏。三、基坑降水施工方案3.1、降水的目的本工程降水的目的是为了使坑内地面至坑底以下一定深度内的土层疏干并排水加固，便于土方开挖，更有助于提高围护结构被动区及基坑内土体的强度和刚度，为基坑的顺利开挖和地下结构的施工创造无水作业条件，其中包括降低浅层潜水的地下水位，降低土体的含水率，提高土体的抗剪强度及稳定性，防止发生流砂、管涌现象和坑底回弹隆起。3.2、降水原则 (1)在基坑开挖前15-20天开始降水，降水井井内降水作业深度不大于基坑分层开挖深度以下0.5-1.0m，保证基坑在没有明水的条件下开挖土方。(2)开挖至坑底，施工底板时在井点管位置设置底板泄水孔，然后拆除井点管。降水过程应伴随主体结构施工过程的始终，待顶板覆土后封闭降水井点管，灌注微膨胀砼，并加焊钢板封闭。3.3、降水(压)井设置(1)为保证基坑开挖在无水条件下作业，在基坑内实行深井井点降水，井点埋设深度为Lh+4.5m(h-对应井点里程处的基坑深度)根据具体位置的地质情况作相应调整，避免井点管伸入承压水层。沿车站纵向布置20口降水井（据抽水试验增减）。(2)根据本站地质资料，第、第陆相层的粉土、粉砂层中地下水具有微承压性，以2、3、2层为主要含水层，1、1为主要隔水板，1、5为相对隔水层，其稳定水位埋深为4.44.8m,补给、排泄以相对含水层中的径流形式为主，并接受上部潜水的越流补给。设计围墙（或帷幕）已基本穿透第陆相层2粉土承压水层，墙底位于1粉质粘土或2粉土层中。经设计验算，在不采取降低承压水层水压力的情况下，基坑开挖至坑底时，墙趾位于2粉土层时，坑底土体可能发生“底鼓”破坏，为保证基坑安全，采取设置深层减压井减压措施。根据xx站地质资料及基坑开挖方案专家评审意见，在车站端头井设置一口深层减压井，井深要穿透围护结构附近的微承压水层。并在基坑外侧设一口深层监测井，对微承压水层水位进行监测，深层监测井井深同深层减压井。3.4、深层减压井开启时间控制根据地质资料中承压水层的埋深、承压水水头高度及基坑开挖深度，经过验算，为避免基坑内土体发生“底鼓”破坏，原则上要求在基坑开挖至第四道支撑时启动深层减压井进行减压，减压要满足基坑抗渗流稳定要求，即减压后的承压水水头要小于从承压水层隔水顶板至基坑开挖面的土体能够抵抗的水头，从而保证基坑安全。施工中应通过现场监测情况，可适当调整深层减压井的启动时间和需要降低的水头。3.5、降水施工技术准备为了确保围护结构内外两侧水压力及土压力缓慢、稳定的变化，保证围护结构的安全及周围环境的安全，在进行降水施工前，根据设计要求及同类工程施工的经验，在基坑内外设监控点，用来观测降水时对周围环境和基坑的影响，并指导基坑开挖施工。基坑分段分层开挖时，要保证基坑内降水井中的水位处于基坑分层开挖面标高以下0.51.0米，降水时要通过增减水泵运行数量控制降水速度，避免由于降水过快可能导致围护结构变形。3.6、降水运行技术措施3.6.1安装潜水泵及管路系统（1）安装前检查电机和泵体，确认完好无误后方可安装；（2）潜水电机、电缆和接头的绝缘安全可靠，并配有保护开关控制，以确保安全运行；（3）安装过程中保证各连接部位密封可靠不漏气；（4）将降水泵下井前调试好，然后下井开始降水，保证正常运转；（5）管路在基坑边缘汇入总管，将水排入指定地点；（6）注意在抽水过程中电缆与管道系统不被挖掘机、吊车等碾压、碰撞损坏，现场在这些设备上进行标识。3.6.2试抽洗井后，对井管进行单井试抽，如有异常情况，重新洗井，并再次进行抽水试验。洗井结束后，待水位恢复可按设计下泵，下入深度宜在滤水管下半部分，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，等水位恢复后，积极配合抽水试验。降水系统施工完毕后，应试运转，如发现井管失效，应采取措施使其恢复，如无法恢复，则须报废，另埋设新的井管，以保证降水的正常运行。（1）降水施工方案经监理审批后实施，由专人负责抽水、观测，做好观测记录，及时反馈信息；（2）降水运行开始阶段是降水工程的关键阶段，为保证在开挖时及时将地下水降至开挖面以下0.51.0米，在洗井过程中，洗完一口井即投入一口，尽可能提前抽水；（3）降水的设备在施工前及时做好调试工作，确保降水设备在降水运行阶段运转正常。工作现场要备足水泵，数量要比井点数多35台；（4）在降水运行阶段应经常检查泵的工作状态，一旦发现不正常应及时调泵并修复，无法修复的应及时更换；（5）降水工作应与开挖施工密切配合，根据开挖的顺序、开挖的进度等情况及时调整降水井的运行数量；（6）降水运行阶段，要有备用电源，如遇电网停电，采用备用发电机发电，确保降水正常进行；（7）按降水监测要求做好监测记录，根据水位、水量变化情况及时采取调整措施。抽水时每天24小时派人值班，并做好记录，每天报水位、流量情况。记录内容包括降水井涌水量Q和水位降深S，并现场绘制ST、QT、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。进入正常后，每天向监理报降水日报。3.7、井点监测沿基坑周围布设100mm的降水观测孔，利用水位计进行水位量测，其要求包括：（1）降水开始前，所有抽水井、观测井统一联测静止水位，统一编号；（2）选择有代表性的一排观测孔，从降水开始按抽水试验观测要求，进行水位观测；（3）根据水位变化情况与预测计算分析，及时发现问题，调整抽排水系统，并与基坑其它岩土工程临测资料进行对比分析，及时建议、确定采用的防治措施。四、基坑降水质量保证措施4.1降水质量管理措施降水工作持续时间较长，降水管理工作的要点是：（1）降水开始后，随时监测水位动态变化，根据水位观测情况，控制降水井排水时间和时间间隔。（2）降水期间安排三班人员昼夜值班，进行排水降水控制操作、水位观测数据记录。（3）降水期间安排专人负责对抽水设备和运行状况进行随时维护、检查和保养，观测记录水泵的电源、出水等情况，保证抽水设备始终处在正常运行状态。（4）降水期间严禁随意停抽。（5）备好备用电源，保证抽水正常、连续进行。（6）基坑开挖过程中，密切注意真空效果，做好密封工作。（7）若因地下围护结构渗漏面引起坑外水位下降超过规定值时，控制抽水力度或停抽。采取措施处理后再复抽。（8）施工前应进行抽水试验，并根据抽水试验成果对井点数量布置和承压水降低的幅度进行调整，为保证基坑安全，在承压水层均须设置有效水位观测点，并在整个开挖和回筑过程中，监测承压水的水位，以确保达到设计要求。（9）调节抽水时间来控制基坑内的水位高度。通过基坑内的观测井，掌握水位变化情况，其控制高度应通过计算确定，既不要抽水过深引起地面沉降，也不要抽水过浅危及坑底安全。基本将地下水降至基坑开挖面下0.51.0米，即满足基坑开挖的要求。（10）发现基坑出水、涌砂应立即查明原因并组织处理。五、基坑降水安全保证措施认真贯彻“安全第一，预防为主，防治结合、综合治理”的方针，严格遵守相关规章制度，严格管理，严守职责，切实抓好安全生产工作。5.1安全生产目标安全目标确定为“四无、二杜绝、一创建”。“四无”即：无工伤死亡事故；无交通死亡事故；无火灾、洪灾事故；无塌方事故。“二杜绝”即：杜绝重伤事故；杜绝重大工程事故。“一创建”即：创建安全文明工地。5.2落实安全生产责任制建立并实施以岗位责任制为中心的安全生产责任制，制度明确，责任到人，奖罚分明。各施工管理人员对分管施工范围的施工安全负责，认真落实安全操作规程细则、制度、措施。5.3 安全技术交底 施工前，工地负责人必须向全体施工人员进行安全生产技术交底，做到全员、全过程控制，突出重点。交底内容除基本的施工情况外，还应有设备安全、用电安全、防火防爆、治安保卫、饮食卫生、季节性保护、个人防护用品的正确使用和对特种作业人员的要求。在具体施工期间向作业人员进行分部（项）安全技术交底和操作规程交底，以上交底内容，均要有双方签字，并纳入作业台帐。各项作业实施前，逐级进行有针对性的安全技术交底。技术交底采取书面形式，配各项作业指导书（或操作细则），并履行签字手续，保存资料。安全质量部安全工程师负责监督检查，施工操作人员严格按照安全技术交底的规定要求进行作业。5.4安全教育施工前，即对进场职工进行“三级教育”。施工过程中，及时做好班前安全活动，并积极开展多种形式的安全生产活动。 5.5基坑降水安全保证措施重视个人自我防护，进入工地按规定佩带安全帽。施工现场内临时用电的安装和维修必须由专业电工负责完成，非电工不准拆装电气设备。严格执行电气安装、维修技术规程，认真贯彻“JGJ-4688”施工现场临时用电安全技术规范。检查、维修配电设施时，必须将其前一级相应的电源开关闸断电，并悬挂“有人工作、禁止合闸”等标志牌。抽水设备的电器部分必须做好防止漏电的保护措施，严格执行接地接零和使用漏电开关三项要求，施工现场电线应架空布设，采用“三相五线制”。夜间施工应保持足够的照明亮度；水泵安装前应检查各部件是否良好；电缆线必须绝缘，并牢固的捆绑在排水管上；吸水管底部应设逆止阀；水泵就位后应固定牢固；水泵试抽水合格后方可正式抽水。下泵时和运转过程中将绳索拴在水泵耳环上，不得使电缆受力，下入设计深度后将泵体吊住。随时检查水泵的运转情况，对运转不正常的水泵及时维修，并配有备用水泵，保证抽水的连续性。