锦州降水井施工方案.doc

锦州地区深基坑降水井施工综合技术方案
一、工程概况
1.1 项目背景与施工范围
本工程位于辽宁省锦州市城区东南部滨海平原地带，场地地貌属小凌河冲洪积扇前缘，地面标高22.5-25.8m。根据地质勘察数据，场地土层分布自上而下依次为：①素填土（厚0.5-1.2m，松散状态）、②粉质黏土（厚2.5-4.8m，可塑状态，渗透系数0.8×10⁻⁶m/s）、③中砂层（厚3.2-6.5m，稍密-中密，渗透系数25m/d）、④圆砾层（厚4.5-8.2m，密实，渗透系数65m/d）、⑤强风化泥质砂岩（揭露厚度8.5m，渗透系数1.2×10⁻⁴m/s）。地下水位埋深6.8-8.2m，主要含水层为③中砂层及④圆砾层，属孔隙潜水类型，受大气降水及小凌河侧向补给影响显著。
1.2 降水设计参数
根据基坑开挖深度（9.5m）及周边环境要求，采用"管井+轻型井点"联合降水系统，具体设计指标如下：
· 管井数量：22口，井深22-25m（进入⑤层砂岩不小于3m）
· 井管规格：φ325mm×6mm螺旋焊管，滤管段长6m（位于③④含水层）
· 轻型井点：沿基坑周边环形布置，井点管间距1.2m，埋深5.5m
· 降水目标：基坑内地下水位降至开挖面以下1.5m，即绝对标高14.0m
· 降水时效：从基坑开挖前20天开始，至主体结构±0.000施工完成
二、施工准备
2.1 技术准备
施工前需完成三项关键技术工作：一是采用TRD地质雷达对场地地下管线进行探测，重点标注给水管（DN300，埋深1.8m）、燃气管（DN200，埋深2.2m）及通讯光缆位置，确保井位与地下设施安全距离不小于3m；二是进行抽水试验确定水文参数，在场地内布设3个试验井，实测③层含水层渗透系数28m/d，影响半径75m；三是编制详细的降水运行计算书，采用裘布依公式计算单井出水量120m³/d，总涌水量2150m³/d，配备15台φ150mm潜水泵（扬程25m，流量50m³/h），备用系数1.2。
2.2 设备与材料准备
主要施工设备包括：XY-2型地质钻机6台（钻孔直径φ400mm）、BW-150型泥浆泵3台（排量150L/min）、JL-10型井管下放机2台、QCJ-1型切管机4台。材料准备需满足：
· 井管：Q235B级螺旋焊管，每节长6m，丝扣连接，出厂前进行1.0MPa水压试验（保压30min无渗漏）
· 滤料：2-4mm石英砂（含泥量≤1%，不均匀系数Cu=2.5），分20kg袋装密封
· 止水材料：膨胀橡胶止水环（宽度10cm，膨胀倍率≥300%）、32.5级普通硅酸盐水泥
2.3 现场布置
场地平整后划分三个功能区：
· 钻井作业区：设置6个钻井平台（5m×5m），采用20mm厚钢板铺设，平台周围设30cm高挡水沿
· 泥浆处理区：三级沉淀池（总容积80m³，尺寸5m×4m×4m），采用砖砌结构，内壁抹20mm厚防水砂浆
· 材料堆放区：井管存放采用双层支架（层高1.5m），滤料堆放设置防雨棚（面积30m²），水泥库设置防潮垫层（架空30cm）
三、关键施工工艺
3.1 管井施工
成孔工艺：采用正循环回转钻进，不同地层采用差异化参数：
· ②粉质黏土层：泥浆密度1.25-1.30g/cm³，粘度28-32s，钻压15-20kN，转速60r/min
· ③中砂层：泥浆密度1.15-1.20g/cm³，加入0.3%聚丙烯酰胺絮凝剂，钻压20-25kN，转速40r/min
· ④圆砾层：采用牙轮钻头，泥浆密度1.20-1.25g/cm³，钻压30-35kN，转速30r/min
· ⑤泥质砂岩：换用金刚石复合片钻头，泥浆密度1.10-1.15g/cm³，钻压15-20kN，转速50r/min
成孔质量控制：孔斜偏差≤1°/100m，孔径比井管大150mm以上，孔深超设计深度0.5m。终孔后进行井径仪检测，确保全孔段孔径≥φ450mm。
井管安装：采用"三吊点"起吊工艺（吊点间距2.0m），滤管段对准含水层位置。井管连接时，丝扣处缠绕聚四氟乙烯胶带，外用φ10mm钢筋焊接加固（每道焊口3处对称焊接）。滤管外围包裹双层滤网：内层80目尼龙网，外层40目不锈钢网，网间填充2-3cm厚石英砂滤料。
填砾与止水：采用"连续定量下料法"填充滤料，从井口向管外环形间隙均匀投放，填充速率控制在0.5m³/h以内，确保滤料密实度≥1.6g/cm³。在②粉质黏土层底部设置6m长止水段，采用"黏土球+水泥浆"组合止水：先填充φ5-8cm膨胀黏土球至设计位置，再通过注浆管注入水灰比0.5:1的水泥浆，注浆压力0.3-0.5MPa。
3.2 轻型井点施工
沿基坑周边设置单排环形井点系统，具体施工流程：
1. 放线定位：采用全站仪精确测设井点位置，偏差≤50mm
2. 冲孔作业：使用高压水冲法成孔（压力0.6-0.8MPa），孔径φ150mm，孔深6.0m
3. 井点管安装：插入φ50mm×3mm镀锌钢管（滤管长1.5m），四周填充粗砂至孔口下0.5m，上部用黏土封实
4. 管路连接：主管采用φ100mm PVC管，支管采用φ32mm高压软管，所有接口采用橡胶密封圈密封
5. 真空泵安装：配置2台W5型真空泵（抽气量5m³/min），真空度控制在65-70kPa
3.3 洗井与抽水试验
联合洗井工艺：
1. 活塞洗井：下入φ280mm钢制活塞，行程1.2m，频率15次/min，持续至出水量稳定（一般8-12小时）
2. 空压机洗井：采用φ75mm风管，下入滤管段，风量10m³/min，风压0.6MPa，反循环洗井（井内水位下降≥5m）
3. 化学洗井：注入10%盐酸溶液（用量2m³/井），浸泡4小时后用清水洗井至pH值6-7
抽水试验：分三个阶段进行：
· 试抽水阶段（1-3天）：单井间歇抽水，测定初始出水量及水位降深
· 稳定流抽水阶段（4-7天）：群井连续抽水，每2小时测一次水位、流量，绘制Q-S曲线
· 恢复水位观测：停止抽水后，每30分钟测一次水位恢复数据，计算渗透系数
四、降水运行管理
4.1 运行参数控制
建立三级降水监控体系：
· 水位监测：布设12个观测井（基坑内6个，周边6个），每日8:00、16:00采用电测水位计测量（精度±1cm）
· 流量监测：每口井安装电磁流量计（量程0-100m³/h），数据实时传输至监控终端
· 水质监测：每周取样检测，重点控制悬浮物含量≤10mg/L，防止滤管堵塞
根据季节变化调整运行策略：
· 雨季（6-9月）：启用全部22口井，抽水量维持在2400m³/d，水位控制在设计标高以下0.5m
· 旱季（10-5月）：采用间歇抽水，保持水位在设计标高±0.3m范围内，单井运行周期8小时/天
· 冬季（12-2月）：井口采用保温棉包裹（厚度50mm），水管埋深≥1.2m，防止冻堵
4.2 维护保养制度
日常维护：
· 滤网清洗：每月采用高压水反冲洗滤管（压力1.0MPa，持续15分钟/井）
· 水泵检修：每15天轮换使用备用泵，对运行泵进行解体检查，更换磨损叶轮（间隙超过0.5mm时）
· 管路维护：每周检查主管路接口，对渗漏点采用环氧树脂修补
故障应急处理：
· 水位突升：立即启动备用泵，检查周边是否有地表水汇入，必要时增设临时排水明沟
· 出水量锐减：先检查水泵叶轮是否堵塞，再进行空压机洗井，若无效则采用超声波检测井管是否断裂
· 水质浑浊：停止抽水，注入2m³膨润土浆液（浓度5%），浸泡24小时后重新洗井
五、质量安全保障措施
5.1 质量控制标准
项目
允许偏差
检测方法
检验频率
井位坐标
±100mm
全站仪
每井检查
井深
+500mm/-0mm
测绳
每井检查
井管垂直度
≤1°
井斜仪
每30m检测
滤料含泥量
≤1%
筛分法
每200m³检测
水位降深
≥设计值
电测水位计
每日2次
5.2 安全防护体系
施工安全：
· 钻机操作：设置防倾覆装置（地锚拉力≥15kN），操作人员佩戴防振手套（振动加速度≤5m/s²）
· 用电安全：采用TN-S接零保护系统，配电箱安装剩余电流保护器（动作电流≤30mA，0.1s动作）
· 高空作业：井架顶部设置防坠器（承载能力≥15kN），作业平台满铺5cm厚木板（防滑处理）
环境防护：
· 噪声控制：选用低噪声设备（昼间≤70dB，夜间≤55dB），设置隔声屏障（高度3m，隔声量≥25dB）
· 废水处理：经三级沉淀后水质达到SS≤100mg/L方可排放沉淀池污泥需晾晒后外运处理
· 扬尘控制：场地主要道路硬化（200mm厚C20混凝土），设置雾炮机（覆盖半径30m）
5.3 应急预案
针对锦州地区气候特征制定专项预案：
· 暴雨应急：配备4台应急排水泵（流量100m³/h），基坑周边设置50cm高挡水墙，雨后2小时内完成场地排水
· 大风预警：当风力≥6级时停止钻井作业，井架放倒至45°角，材料堆放区采用防风绳固定（拉力≥5kN）
· 设备故障：备用发电机（200kW）确保停电时降水系统连续运行，柴油储备量满足72小时需求
六、施工进度计划
采用Project软件编制四级进度计划体系，关键节点控制如下：
· 前期准备阶段7天）：完成场地平整、设备进场及技术交底
· 管井施工阶段（15天）：6台钻机同时作业，日均成井1.5口
· 井点安装阶段（5天）：划分4个作业段平行施工
· 洗井调试阶段（7天）：按"先外围后中心"顺序进行洗井
· 降水运行阶段（120天）：根据基坑开挖进度动态调整抽水量
进度保障措施：
1. 资源保障：备用2台钻机及全套配件，材料储备量满足10天连续施工需求
2. 工序衔接：实行"三班倒"作业，钻井与洗井间隔时间不超过8小时
3. 进度考核：每周召开进度分析会，延误超过3天启动赶工措施（增加作业班组）
七、验收标准与资料归档
7.1 验收内容
成井质量验收：
· 井身结构：采用井径仪全程检测，有效孔径≥设计值90%
· 滤料填充：连续密实，无断档，不合格段长度≤0.5m
· 止水效果：相邻井管水位差≤0.5m，证明止水可靠
降水效果验收：
· 水位降深：基坑内平均水位≤14.0m，单点最低水位≥13.5m
· 降水均匀性：各观测井水位差≤0.8m
· 周边影响：周边建筑物沉降≤30mm（采用精密水准仪监测，精度±0.5mm）
7.2 资料归档要求
竣工资料包含以下内容：
1. 技术文件：降水设计图纸、地质勘察报告、施工组织设计
2. 施工记录：钻井班报表、洗井记录、抽水试验数据
3. 检测报告：材料合格证、水质检测报告、井身质量检测报告
4. 监测资料：水位观测记录、流量统计报表、沉降观测曲线
所有资料需编制电子档案（PDF格式），采用光盘备份（3份），纸质资料按A4规格装订成册（一式5份）。
本方案实施过程中，需根据现场实际地质条件动态调整参数，特别是在④圆砾层钻进时应加强泥浆护壁，当出现漏浆现象时，立即投入黏土球（掺加20%水泥）进行封堵，确保成井质量满足设计要求。降水运行期间需密切关注小凌河水位变化，当河水位涨幅超过2m时，应提前12小时增加抽水量15%，防止河水倒灌影响降水效果。