梅子洲过江通道连接线降水实施方案20XX年.6.docx

梅子洲过江通道连接线降水方案20XX年.6
XX市青奥轴线地下工程降水施工方案
XX市青奥轴线地下工程
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基坑降水施工方案
xxxx二○一二年七月四日
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XX市青奥轴线地下工程降水施工方案
目录
1工程概况............................................................................................................................................32工程地质与水文地质条件................................................................................................................32.1工程地质条件...............................................................................................................................32.2水文地质条件...............................................................................................................................33设计依据与降水目的........................................................................................................................43.1设计依据.......................................................................................................................................43.2降水目的.......................................................................................................................................44降水设计方案....................................................................................................................................44.1工程地下水风险分析与对策.......................................................................................................44.2降水设计思路...............................................................................................................................54.3疏干设计.......................................................................................................................................54.4降压设计.......................................................................................................................................64.5降水设计工作量...........................................................................................................................75抽水试验设计....................................................................................................................................85.1试验目的及任务...........................................................................................................................85.2抽水试验工作量...........................................................................................................................85.3试验方法设计...............................................................................................................................95.4抽水试验流程.............................................................................................................................105.5结果统计与分析.........................................................................................................................106管井构造与设计要求......................................................................................................................116.1管井构造.....................................................................................................................................116.2设计要求.....................................................................................................................................116.3质量验收.....................................................................................................................................127成井施工工艺..................................................................................................................................127.1前期准备.....................................................................................................................................127.2成井施工.....................................................................................................................................137.3洗井措施.....................................................................................................................................157.4降水常见问题与处理对策.........................................................................................................167.5特殊过程质量控制要求.............................................................................................................178降水运行管理..................................................................................................................................188.1降水运行工况.............................................................................................................................188.2降水运行管理.............................................................................................................................198.3工程排水措施.............................................................................................................................208.4降水井保护.................................................................................................................................218.5降水对环境影响预测及应对措施..............................................................................................219应急预案..........................................................................................................................................22
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9.1用电应急预案.............................................................................................................................229.2降水井应急预案.........................................................................................................................2210施工管理总体筹划........................................................................................................................2310.1总体目标...................................................................................................................................2310.2施工安排和主要劳动力、材料、设备使用计划...................................................................2510.3施工现场的总体布置...............................................................................................................2610.4现场排水系统布设...................................................................................................................2711施工现场管理................................................................................................................................2711.1施工组织管理网络...................................................................................................................2711.2现场质量管理措施...................................................................................................................2911.3现场安全管理措施...................................................................................................................3311.4现场文明施工管理措施...........................................................................................................3511.5奖罚管理措施...........................................................................................................................3612封井方案.......................................................................................................................................3712.1封井原则...................................................................................................................................3712.2封井方案...................................................................................................................................3713附图...............................................................................................................................................42
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1工程概况
南京青奥轴线地下工程项目位于XX市XX县区，本工程周边环境复杂，支护体系为钻孔灌注桩及地下连续墙，基坑降水设计必须考虑对国际风情街、青奥会议中心、青奥双塔楼、青奥村等在建工程主体结构安全，确保沉降变形在规范容许范围内。还必须保证既有构筑物：省武警总队、保利香槟国际住宅小区、嘉盛办公楼、长江大堤等及其附属构筑物沉降变形在规范容许范围内。
2工程地质与水文地质条件
2.1工程地质条件
本次勘探揭露地层上部均为第四系松散沉积物，下伏白垩系基岩，本次勘探深度内的地层，根据岩土层的成因时代，埋深及演示的风化程度等确定工程地质层。共划分为6大层，层号为①~⑥，然后根据岩土层的岩性特征及物理力学性质细分为若干亚层。
2.2水文地质条件
本工程所在区域气候湿润，雨量充沛，降水时间长，长江等地表水体与地下水的水力联系较好，在丰水期对地下水有补给作用，对区域地下水的形成的补给起重要作用，据区域资料以及本次勘查成果，根据含水层的岩性、埋藏条件和地下水赋存条件、水力特征，可分为松散岩类孔隙水和碎屑岩类孔隙水，松散岩类孔隙水可分为松散岩类孔隙潜水和松散岩类孔隙承压水。
第四系松散岩类孔隙潜水主要赋存于长江漫滩区上部地层，含水介质为粘性土、淤泥质土及粉土，渗透系数多小于0.1m/d，地下水位埋深多为1.50m~2.50m，水位标高3.50m~6.20m。
承压水主要分布于基岩上部松散层中，本场地承压含水层可分为二段，上段为③层粉细砂，厚度10~40m（平均32m），下段为⑤层，以含卵砾石层中粗砂为主，厚度3~20m，上部粉细砂渗透系数为6.50~25.0m/d，下部含卵砾石的渗透系数为30.00~50.00m/d，勘察期间水位埋深1.50~5.50m，水位标高3.50~6.20m。
场地内⑥层泥岩构造裂隙不发育，风化裂隙不明显，透水性极差，可视为隔
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水层。
3设计依据与降水目的
3.1设计依据
（1）《地下工程防水技术规范》gb50108-2008（2）《建筑地基基础设计规范》gb50007-2002（3）《建筑基坑支护技术规程》jgj120-99
（4）XX省标准《南京地区建筑地基基础设计规范》dgj32/j12-20053.2降水目的
根据本工程基坑开挖及基础底板结构施工要求，本方案设计降水的目的为：（1）疏干开挖范围内土体中的地下水，方便挖掘机和工人在坑内施工作业；（2）降低坑内土体含水量，提高坑内土体强度；
（3）降低下部承压含水层的水位，减少坑底隆起和围护结构的变形量，防止基坑底部突涌的发生，确保施工时基坑底板的稳定性。
4降水设计方案
4.1工程地下水风险分析与对策
根据本工程场地条件、工程地质条件与水文地质条件分析，我们认为在本工程施工过程中，主要存在着以下工程地下水风险。1）潜水及微承压水影响基坑开挖
第四系松散岩类孔隙潜水主要赋存于长江漫滩区上部地层，含水介质为粘性土、淤泥质土及粉土，渗透系数多小于0.1m/d，地下水位埋深多为1.50m~2.50m，水位标高3.50m~6.20m。
在开挖前若不采取措施降低该层的含水量，将造成开挖面大量积水，影响开挖面的正常施工；同时在动荷载的作用下土体产生液化现象，施工机械难以在开挖面上进行操作；较大的含水量也使得土体自立性差，影响开挖效率。
针对开挖范围内土层的风险特点，通常在基坑内布设疏干管井，在基坑开挖
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前进行一定时间的预抽水，降低土层的含水量，方便土方开挖及开挖面的正常施工。
2）承压水突涌
承压水主要分布于基岩上部松散层中，本场地承压含水层可分为二段，上段为③层粉细砂，厚度10~40m（平均32m），下段为⑤层，以含卵砾石层中粗砂为主，厚度3~20m，上部粉细砂渗透系数为6.50~25.0m/d，下部含卵砾石的渗透系数为30.00~50.00m/d，勘察期间水位埋深1.50~5.50m，水位标高3.50~6.20m。
针对承压水突涌风险，布设降压井进行减压降水是常用的工程降水措施。
4.2降水设计思路
为了方便基坑的开挖作业，并且保证基坑的安全开挖，我们需要疏干开挖范围内土层中的含水量。同时，也需要考虑降低基坑下部③1层承压含水层的水位。1）开挖范围内土层疏干降水
基坑上部的含水层主要杂填土、②层淤泥质粉质粘土组成的潜水含水层，疏干效果不好则严重影响基坑开挖的进度、坑内作业和工程安全。根据土层特性，采用管井对开挖范围内土层进行疏干降水，基坑内水位应控制在开挖面以下1m。2）③层减压降水
③1层粉细砂在本工程中均有分布，青灰色、饱和、中密~密实，考虑到本工程中主体结构基坑围护未隔断承压含水层，故针对各自承压含水层采用单独布置降压井的减压方式。
因场区承压含水层分布较广，故在降水正式施工前应进行实际抽水试验，检验降水效果，验证方案的可行性，必要时对降水方案进行优化设计。
4.3疏干设计
以j2区为例，采用围护明挖施工时，需及时疏干开挖范围内土层中含水，保证基坑干开挖的顺利进行。因此，开挖前需要布设若干疏干井，对基坑开挖范围内土层疏干。疏干井单井有效面积取270m2。
坑内降水井数量计算公式：n=a/a井式中：n—基坑内降水井数量（口）；
a—基坑面积（m2）；
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a井—单井有效降水面积（m2）；
综合考虑潜水含水层地质条件、基坑形状及开挖因素，本工程疏干降水井的数量布置情况如下表：
表4-2疏干所需降水井设计
工程名称面积（m2）238.4*40.663井数（口）36井号j2区综合考虑地层特性、井损及水力梯度以及地连墙对地下水渗流特征的影响，基坑内共布置36口疏干井，疏干井的深度设计为开挖面以下7m。
具体各井管平面位置、布设尺寸及井结构详见附图。
4.4降压设计以j2区为例：
（1）基坑总涌水量计算含水层厚度：m＝11.4m；含水层渗透系数k＝20m/d；降水深度：
sw。14m（基坑等效降深）；
基坑等效半径：ro=0.29（l+b）=23.2
（注：l-基坑长度；b-基坑宽度，基坑面积有限，采用坑内减压，l＝40m，b＝40m）；
抽水影响半径：
r0。10swk=626m；
滤管长度l＝9m；
均质含水层承压水非完整井基坑用水量计算公式及计算简图如下：
基坑总涌水量：
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q＝2.73klgr0r。r00msw。m。lmlg（1。0.2）lr0＝5480m3/d
（2单井抽水量计算：q=120*3.14*r*l*k1/3=920（注：r-井管内径；l-滤管长度）
（3）井数计算。n。
1.1q。7口q即。在不考虑灌注桩围护作用时，采用坑内降压，共需要至少均匀布置7口减压井。考虑灌注桩围护及三轴搅拌防渗墙对地下水渗流特征的影响，借助三维流数值模型预测坑内水位降深时，充分利用其对渗流的扰流作用，理论预测结果表明，坑内布置6口减压井可以满足基坑降深要求。
4.5降水设计工作量
本工程基坑降水井信息统计如下表所示。
降水工作量统计表
区域类别疏干井b2-j1区a型降压井b型降压井j2区j2区j3区疏干井降压井疏干井深度（m）开挖面以下7米开挖面以下7米22井数量481961366滤管（m）实管（m）⑤1层以下7m②2层以下7m剩余部分9213开挖面以28剩余部分2下7米j3区降压井2261913开挖面以j4区疏干井31剩余部分2下7米j4区降压井2251913开挖面以j5区疏干井30剩余部分2下7米合计布井：371口，其中疏干井173口，降压井118口（a型19口，b型61口）。
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5抽水试验设计
5.1试验目的及任务
根据围护设计资料及勘察资料，对本工程中有重要影响的承压含水层为③1
粉、细沙土层，由于本工程施工周期较长，为了更好的了解场地承压水的变化规律，确定承压水水位与抽水影响范围，获取相关含水层的水力参数，了解含水层的水力特性，为后期降水方案优化设计提供依据，因此，在正式降水施工之前需要进行现场实际抽水试验，其主要目的为：
（1）通过现场抽水试验确定对本工程有重要影响的承压含水层③1层的初始水位，并了解地层水位的变化规律；
（2）测定③1层的单井涌水量，分析单井涌水量与抽水影响范围；（3）通过对试验数据的分析，了解场区的地层特征，计算③1层承压含水层的水文地质参数；
（4）通过群井抽水试验了解群井降水效果，验证降水方案的可行性；（5）通过抽水试验，为拟建工程基坑降水工程提供合理的降水设计依据；（6）通过抽水试验停抽后的水位恢复试验，了解场地承压水的恢复特征，为后期降水运行管理与用电、备用物资保障提供依据。
根据抽水试验的目的，确定本次抽水试验的主要任务为：（1）抽水试验井的设计与施工；
（2）抽水试验的实施（主要包括水位及流量的观测）；（3）水文地质参数的计算与分析；（4）抽水试验结果的统计与分析。
5.2抽水试验工作量5.2.1试验场地的选择
本次降水试验选用场区工程井作为抽水试验井，根据岩土工程勘察报告中水文地质条件的分析与本次抽水试验的目的，抽水试验场地按照以下原则选择：
（1）试验场地具备施工条件、不影响未来施工场地的布置；（2）试验场地布置在排水、用电便利的范围内；
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（3）试验场地内的抽水试验不会对周围环境及建筑产生影响。
5.2.2试验井的设置
本次抽水试验利用3口工程井作为试验井。
5.2.3试验设备
本次抽水试验的试验设备需要如下：（1）抽水设备：深井水泵2台（2）水位计：3套30m量程（3）流量表2个5.3试验方法设计
本次抽水试验共分两大部分进行，具体各部分的试验安排如下：1）第一组单井抽水试验
利用3口降压井进行单井抽水试验，其中中间为抽水井，两侧为观测井，抽水及观测时间为1天；
试验的主要目的为：①测定③1层承压含水层的水位和单井出水量；②通过对单井试验数据分析，计算含水层的水力参数及降水的影响范围。2）第二组群井抽水试验：
中间单井抽水试验结束，开启一侧降压井抽水，观测另一侧降压井的水位，抽水时间为1天；
试验的主要目的为：检验降水效果，验证降水方案的可行性，为优化设计及降水运行提供依据。3）第三组水位恢复试验：
抽水试验结束，停止抽水，观测另一侧的水位恢复规律，并记录，观测时间为1天；
试验的主要目的为。了解③1层的水位恢复速率。抽水试验过程见表5-2。
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表5-2抽水试验过程一览表（（6）3层）
试验安排试验方式单井抽水试抽水井号观测井号试验目的单位涌水试验周期第一组验群井抽水试第二组验第三组验水位恢复试12、3量、求水力参数1d抽观结合1、32检验降水效果了解水位恢—2复速率1d观测1d抽观结合注：每组抽水试验结束需对抽水井的动水位进行实测，抽水试验具体时间安排可根据现场试验情况进行合理调整。
本次抽水试验为一期抽水试验安排，抽水试验完毕对后期施工方案进行优化设计，并在二期降水井施工后对降压井进行试抽水试验，以检验降水效果。
5.4抽水试验流程
抽水观测时间按开泵后规定的时间间隔进行，水位观测时间顺序为：1＇5＇、10＇、15＇、20＇、25＇、30＇、40＇、50＇、60＇、90＇、120＇，以后每隔30min观测一次，至8h后每1h观测一次，至20h后每2h观测一次，直至抽水停止。停止后观测恢复水位，时间间隔同抽水试验。
抽水时同时进行水量观测，观测时间间隔为30min，采用流量表读数，精度应读到0.1m3。若发现水量过小而水位降低缓慢，可考虑改用流量较大的水泵，流量观测次数与地下水位观测同步。在整个抽水试验的过程中，抽水井的出水量应保持常量，若前后两次、观测的流量变化超过±5%时，应及时调整。根据实际出水量为施工阶段的井结构、数量进行合理调整。
5.5结果统计与分析
抽水试验结束后，需要对抽水过程中所采集的数据进行统计与分析，分析得出结果，将该结果应用于后续降水方案的优化设计中。
试验结果统计与分析主要内容有：
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（1）计算单井出水量：
通过对各观测井抽水时稳定水量资料的统计与分析，计算③1层的单井出水量，为后期方案设计降水井位置和结构及抽水运行时配备设备提供参考依据。（2）验证方案的可行性
通过抽水试验分析计算，确定试验土层的抽水的影响范围，验证降水方案是否可行，并进行可能的降水方案优化；（3）计算承压含水层水力参数
①绘制各观测井s～t、lgs～lgt以及s～lgt曲线，直观反映两者联系；②选取适当的求参方法进行求参计算，求出承压含水层水力参数。
6管井构造与设计要求
6.1管井构造
（1）降水采用自流深井，井径φ800mm，降水井实管及沉淀管为钢管，侧壁密封无孔隙，虑管为钢管，外径为φ300mm，侧壁钻孔，孔径16mm，间距50mm，呈梅花状交错布置。
（2）过滤器（滤水管）：滤水管的直径与井壁管的直径应相同；所有滤水管外均包一层30目～40目的尼龙网，尼龙网搭接部分约为20%～50%；尼龙网包好用铁丝捆绑牢实；
（3）沉淀管。滤水管底部搭接50cm沉淀管，防止井内沉砂堵塞而影响进水；沉淀管底口用铁板封死。
6.2设计要求
（1）井口高度：井口应高于地表以上0.20m～0.50m，以防止地表污水渗入井内；
（2）围填滤料：疏干井的滤料填至地面以下2m，降压井的滤料根据设计图纸进行填充，本工程填至2-3层交接处；
（3）粘土封孔：在滤料围填面以上采用粘土填至地表并夯实，并做好井口管外的封闭工作；
（4）b2-j1区：yk10+352~525需降承压水，承压井与疏干井间隔布置，
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承压井深井泵需全部进入⑤-1层粉细砂，当基坑开挖10m后启动承压井，当挖至基坑坑底时，承压水水头降低不小于10m，yk10+312~352段仅布置疏干井，疏干井设计井深为自地面至开挖深度以下7m，滨江大道及地下空间段需降承压水，仅布置承压井。放坡开挖段在边坡顶及平台上布置轻型井点降水，确保边坡及基坑的稳定。在基坑外布置若干降水井作为应急井备用；
（5）j2区：yk10+760~810需降承压水，承压井深井泵需全部进入③-1层粉细砂，yk10+521.6~760段仅布置疏干井，疏干井设计井深为自地面至开挖深度以下7m；
（6）j3区：yk10+810~yk11+015需降承压水，承压井深井泵需全部进入③-2层粉细砂，yk11+015~190段仅布置疏干井，疏干井设计井深为自地面至开挖深度以下7m，敞开段浅基坑设置轻型井点降水；
（7）j4区：yk11+420~675需降承压水，承压井深井泵需全部进入③-2层粉细砂，yk11+190~420段仅布置疏干井，疏干井设计井深为自地面至开挖深度以下7m；
（8）j5区。基坑仅布置疏干井，疏干井设计井深为自地面至开挖深度以下7m。
6.3质量验收
（1）井身偏差：井身应圆正，上口保持水平，井的顶角及方位角不能突变，井身顶角倾斜度不能超过1度，井管与井深的尺寸偏差不得超过全长的正负千分之二；
（2）出水含砂量：抽水稳定后，出水含砂量不得超过1/100000；（3）井内水位：抽水稳定后，井内的水位应处于安全水位以下。
7成井施工工艺
7.1前期准备7.1.1测放井位
根据设计图纸测放井位，井位测放完毕后应做好井位标记，方便后期施工。若布设井位无法正常施工，应及时沟通、处理，必要时适当调整井位。
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7.1.2埋设护口管
埋设护口管时，护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土或草辫子封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面0.10m～0.30m。
7.1.3安装钻机
安装钻机时，为了保证孔的垂直度，机台应安装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘与孔的中心三点成一线，严把开孔关，钻头与钻杆连接处带两根钻铤，并且，弯曲的钻杆不得下入孔内。
7.2成井施工
降水井施工机械设备选用gps-10型工程钻机及其配套设备。成孔时采用正循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺。
7.2.1钻进成孔