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1、 鄂尔多斯民族剧院工程 基础降水 施工方案 鄂尔多斯市民族剧院基础施工 降水方案设计和组织措施 目 录 1、序言 2、工程地质及水文地质条件 3、水文地质参数确定 4、降水方案设计 5、降水施工组织 6、降水施工计划工期 7、降水施工质量保证体系及管理措施 8、安全保证体系及管理措施 9、竣工 附图
2、降水井布置平面示意图 鄂尔多斯市民族剧院基坑降水 1.任务要求：建筑物为直径116m的圆形基坑，基坑深度一般为14.8m，局部最大为17.8m。基础施工要求降低地下水位，保证施工顺利进行。 根据上述要求，基础施工需要采取降水措施，并保证施工时不扰动地基土，需将拟建建筑物基础地下水位降低至基坑底-0.5m以下才能保证基础施工。 设计依据： 勘察设计有关文件文本； a)《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111—98）； b)《供水管井技术规范》（GB50296—99）； c)《建筑与基础工程技
3、术规程》（YB9258—97）； d)《鄂尔多斯市民族剧院岩土工程勘察报告（详勘阶段）》； e)建筑物总平面布置图。 2工程地质及水文地质条件 2.1场地条件及地形、地貌 拟建场地地位区域属侵蚀堆积河谷河间地块，微地貌属高台地，地势相对较高，原始地表均被风积沙覆盖，形成风积砂丘及平沙地地貌特征，局部地段因人工取土和堆弃土及风积沙梁影响，地形略有起伏，地面高程1296.15~1298.60m，相对高差0.5~3.4m，局部可达3.90m,地面坡度6‰～８‰。后期进行了人工场坪，现地形较平坦，地面高程1295.216～1296.717m，相对高差0.03～1.49m，地面坡度0.9‰～1
4、1.0‰。 2.2岩土地层构成及特征 2.2.1地基岩土单元分层 场地地基岩土单元分层按整个场地进行。根据勘察资料，将场地地基岩土自上而下划分单元层见表2.2.1 主单元 亚单元 岩性 时代 成因 符号 1 素填土 新近 人工 2 细砂 第四系全新统 风积 Ｑ1eo1 2.1 粉砂～细砂 第四系上更新统萨拉乌素组 河湖积 Ｑ3s 2.2 细砂 第四系上更新统萨拉乌素组 河湖积 Ｑ3s 2.3 粉质粘土 第四系上更新统萨拉乌素组 河湖积 Ｑ3s 3.1 中砂～粗砂 第四系上更新统 冲洪积 Ｑ3
5、ai-pl 3.2 砾石 第四系上更新统 冲洪积 Ｑ3ai-pl 1.1 全～强风化细砂岩 白垩系下统志丹群第二岩段 碎屑沉积 K1zh2 1.2 中等风化细砂岩 白垩系下统志丹群第二岩段 碎屑沉积 K1zh2 2.2.2岩土地层构成及工程特征 单元层1-素填土：人工堆积，土黄色，松散，干燥，以风成细砂堆积为主，含植物残根，该层仅在东南部地形低洼处零星分布，其余地段未见发育，地层厚度较小，变化较小，地层厚度一般0.8～0.9m，层顶标高1295.64m。 单元1-细砂:风积,土黄色,松散,干燥,矿物成份以长石、石英为主，含云母类暗色矿物，颗粒形状为次
6、棱角状及针片状，磨圆较差，级配一般，其余粒径大于2.83%，地层最大厚度1.8米。地层最小厚度0.9米，平均厚度1.56米，层顶标高1294.74～1296.72米，埋深0.0～0.9米。 单元2-1—粉砂～细砂：河湖积，褐黄色、褐灰色，稍湿，稍密，矿物成分为长石、石英及云母，颗粒形状多呈次圆粒状，少为次棱角状及针片状，磨圆较好，级配较好，其中粒径大于0.075mm的颗 粒含量为74%～86%，小于0.005mm的粘粒含量为2.8%～4.7%。该层 中上部局部夹粉土薄层一～二层，夹层厚0.15～0.35m，夹层呈稍湿、稍密状态。中下部普遍夹粗砂薄层一层，夹层厚0.2～0.3m，夹层呈稍湿
7、稍密状态。该层在场区均有分布，地层厚度较大，变化较小。地层最大厚度3.1m。地层最小厚度2.5m，平均厚度2.76m。 单元层2-2-细砂：河湖积，褐黄色、灰绿色、红黄色，中密，湿～饱和，矿物成分为长石、石英为主，颗粒形状多呈次圆粒状，少为次棱角状及针片状，磨圆较好，级配较好，其中粒径大于0.075mm的颗粒含量为87.9%，小于0.005m的粘粒含量为2.65%。该层中下部普遍夹粗砂薄层二～三层，夹层厚0.2～0.3m，夹层呈中密、饱和状态。偶含砾。该层在场区均有分布，地层厚度较大，变化较小，地层最大厚度5.3m，地层最小厚度4.0m，平均厚度4.37m。 单元层2-3-粉质粘土：河湖
8、积，青灰色、褐灰色、可塑，局部硬塑，摇震反应较慢，光泽反应较光滑，干强度较高，韧性较好，结构较致密，。该层在场区均有分布，地层厚度较小，变化较大，地层最大厚度1.2m，地层最小厚度0.6m，平均厚度0.82m。 单元层3-1-中砂～粗砂：冲洪积，褐黄色、褐灰色、青灰色，中密～密实，饱和，矿物成分为长石、石英为主，颗粒形状呈次圆粒状，磨圆较好，级配较好，其中粒径小于0.005mm的颗粒含量为0.00%。该层在场区均有分布，地层厚度一般较大，局部较小，变化较大，地层最大厚度10.5m，地层最小厚度2.4m，平均厚度6.46m。 单元层3-2-砾石：冲洪积，灰白、灰黄、青灰等杂色，中密～密
9、实，饱和，砾石成分为石英岩及石英砂岩，颗粒形状呈次圆粒状，磨圆较好，级配较好，其中粒径大于2.0mm的颗粒含量为56.4%，小于0.005m的粘粒含量为0.00%。颗粒风化作用强烈，排序杂乱，粒间充填物多为细砂，含卵石，卵石直径一般为30～50mm，最大可达 125mm，成分多为石英岩及石英砂岩，磨圆较好，该层在场区均有分布，但地层厚度一般较小，局部较大，变化较大，地层最大厚度3.80m,地层最小厚度0.80m，平均厚度1.98m。 单元层 1-1-细砂岩：全～强分化，棕红色、褐红色，稍湿，顶部湿，主要矿物成分为长石、石英及高岭土，泥质胶结，胶结较差～差，极破碎～破碎，散体状～碎裂状结
10、构，矿物风化蚀变显著，风化裂隙发育，裂隙多为张裂隙，裂隙面多为粘性土充填，岩心多呈散粒状～碎块状，采取率85%～8９%，RQD较差～差，该层在场区均有分布，层顶埋深差异较大，场地西半部埋深相对较大，埋深20.6～23.6m，而场地东半部埋深相对较小，埋深13.4～16.9m，场地中部区段层顶起伏呈陡倾状，坡度21.0～26.0%，以外区段起伏相对较平缓，坡度3.0～8.0%，二者相对高差7.4～11.0m，地层厚度大，变化小，钻孔均予以揭穿，揭穿厚8.3～8.7m，层顶标高1271.48～1282.40m，埋深13.2～24.3m。 单元层1-2-细砂岩：中等分化，棕红色、褐红色，稍湿，主要
11、矿物成分为长石、石英及高岭土。地层厚度大，变化小，勘探孔未揭穿见底，揭露厚3.2～6.3m，层顶标高1262.68～1274.07m，埋深21.7～32.8m。已有资料显示，中等风化细砂岩层厚度一般为25～30m，以下为微风化细砂岩层，单层厚度一般300～350m。岩层均呈单斜构造，产状近于水平。 2.3地下水条件 场地区域水文地质单位属河间平原相对富水区。东、西乌兰木伦河三面环绕，仅北依丘陵低山，地势相对较高。东、西乌兰木伦构成地区区域侵蚀基准面。大气降水、地表面及地下水均向乌兰木伦河汇 集排泄，区内地下补给以大气降水和乌兰木伦河替流补给为主，地下水由南及西南方向顺下游乌兰木伦河谷迳流
12、潜流、蒸发及人工开采、是地下水的主要排泄途径。 区内地下水按其赋存与分布特征可分为以下三种类型： （1）松散岩类孔隙潜水：含水岩组为细砂、中砂—粗砂及砾石层， 渗透性中等～强，含水层厚度一般10～16m，潜水位埋深一般5.0～7.5m，富水性较好，富水性特征随含水层厚度变化而变化，单井涌水量一般300～600m3/d，水位及水量随季节性动态变化明显，水化学类型以HCO3-Ca•Na型为主，矿化度小于1g/L,水质良好。 （2）碎屑岩类孔隙～裂隙潜水：含水岩组为细砂岩，表部全～强风化层，渗透性中等～弱，中等～微风化岩层渗透性弱～微，含水层厚度一般80～100m，前水位埋深一般28
13、～32m，单井涌水量一般小于150 m3/d，水位计水量随季节性动态变化明显，水化学类型以HCO3-Ca•Na型为主，矿化度小于1g/L,水质良好。 （3）碎屑岩类孔隙～裂隙承压水：含水岩组为细砂岩，渗透性微～极微，无明显的、连续的隔水顶板存在，含水层厚度一般150～200mm，含水层顶板埋深一般180～200mm，承压水位-20～30mm，单井涌水量200～300 m3/d，水位及水量随季节性变化一般，水化学类型以HCO3-Ca•Na型为主，矿化度小于1g/L,水质良好。 场地在勘探孔深度范围内均见地下水，场地地下水为第四系统松散岩类孔隙潜水，赋存于单元层2-2—细砂、单元
14、层3-1—中砂～粗砂及单元层3-2—砾石层中，地下水埋深4.7～6.2m，水位标高1290.41～1290.63。因场地地层中部普遍发育有较薄的粉质粘土层，渗透性弱～微，分布较连续，构成局部隔水层，致使单元层3-1—中砂～粗砂含水层中的潜水具有类承压水的性质，与单元层2-2—细砂含水层中的潜水合并为同一含水层组，该地下潜水主要接受大气降水及邻近乌兰木伦水库库区侧渗补给，水位及水量受季节影响变化较大，水位变幅+1.5～-3.5m，即历史最高地下水埋深3.2～4.7m，水位标高1291.91～1292.13m。 3水文地质参数确定 根据岩土工程勘察报告和抽水试验资料，结合以往经验，含水层 参
15、透系数取K=15.0 m/d。 4降水方案设计 根据现场工程地质及水文地质条件。基坑施工降水特点是： 降水面积大，总降水面积约为7000㎡。 疏干的含水层为中粗砂，地下水水量丰富，渗透性好。 基底接近第2-3层粉质粘土（Qal+pl）夹层，将影响基坑的疏干速度。 4.1基坑涌水量的预测 考虑毛细上升高度的影响，为避免基坑开挖时扰动地基土，设计将地下水位降低至基底深度以下0.5m。即水位降低至地表下-19.0m位置。 场地内含水层岩性均匀，厚度虽有变化，但从较大范围看仍属单一。基坑附近没有地表水体。故可假定含水层为均质、等厚、无限分布。采用稳定流大井法计算各基坑涌水
16、量。采用公式为： Q= ro= R= RO=R+vO 基坑涌水量计算表 表1 建筑物名称 基坑开挖面积㎡ 引用半径ro(m) 引用影响半径Ro(m) 基坑开挖深度(m) 降水水位深度S＇(m) 基坑涌水量Q （m3/d） 民族剧院 7000 47 147 14.8 19 10219 影响半径R 含水层厚度H （实际过水段） 渗透系数K 水位降深 100m 16m K=15m/d S=13.0m 4.2降水方法 根据降水施工特点及场地
17、水文地质条件，采用管井井点降水方法，易于运行和管理，基础开挖较深，接近含水层隔水底板，有粘性土夹层，影响降水效果，根据局体情况，考虑结合明排措施，保证降水一次性成功。 4.3降水井结构设计 根据建筑单位基础埋深，降水面积、基坑形状及水文地质条件，采用管井集中降水。降水井深度按下式确定： HW=HW1+HW2+HW3+HW4+HW5 HW—降水井深度（m） HW1—基坑深度 HW1=17.8m HW2—降水水位距离基坑底的深度（m） HW2=0.5m HW3——HW3=io i为水力坡度，i=1/15 o等效半径，o =47m，HW3=3.1m HW4—降水井过滤器工作
18、长度HW5=2.0 m HW5—沉砂管长度HW6=1.0 m。 以此计算，降水井深度HW=25.0m，要求成孔直径Ø=600mm，下入无砂管。井管外径D=450mm，内径d=350mm。封底、包网。井管外围 填入砾石料，其环状厚度不小于100mm。 4.4单井出水能力确定 4.4.1单井出水能力确定 q=×24=648m3/d 4.4.2干扰状态下单井出水量确定 根据含水层的渗透性及建筑物基坑的形状，降水井环绕基坑等距布置，其间距为11m，则：舞台台仓基坑降水井n1=(64+47)×2/12，20个。舞台台仓北面和东面有部分连接舞台台仓的基础需降水，其降水井n2=(120+80
19、)/11=18个，考虑基础开挖比较深，基础接近含水层隔水底板，采用双层井点进行降水，在外围适当位置布置一些降水井n3=11个，干扰状态下单井出水量采用下式确定： q、= 计算得：q、=256m3/d 干扰井群总出水量nq、=49×256=1254m3/d,大于基坑总涌水量Q=10219 m3/d,且干扰状态下单井出水量单井出水能力。则井点数及间距布置合理，满足设计要求。 4.5降水后基坑中心水位预测降水后基坑中心水位降深用下式计算 S=H- 确定基坑开挖前降水所需时间 S=H- 引用上述公式，对各建筑物单体基坑进行分块概化处理，计算结果见表2 降水井布置及水位计
20、算表 表2 建筑物名称 基坑总涌水量（m3/d） 单井出水能力 q（m3/d） 干扰状态下单井水量q、（m3/d） 降水井数 量 降水后基坑中心水位降深（m） 民族剧院 10219 648 256 49 13.0 水位降深（m） 井间距（m） 含水层厚度H（m） 降水井总数 13.0 10 16 49 t=2d,坑中心动水位埋深 t=20d,坑中心动水位埋深 14.5m 19.0m 4.6依据计算成果及降水特点，结合以往降水经验，采用上述施工方案，20天后基坑中心水位可降低至-18.5m以下。降水井布置位置详见附图。 4.7为随时掌握
21、各建筑单体基坑内水位降深情况。在各基坑内选择适当位置观测水位。一般降水开始20天后，可满足基坑开挖要求。 4.8降水方案的确定 4.8.1基坑降水采用管井。 4.8.2降水井布置在基坑外围，环绕基坑等距布置，间距为12m，外围部分地方间距稍大，井深25.0m。 建议对降水影响范围内主要建筑物进行沉降观测，以便对建筑物发生沉降破坏时及时采取保护措施。 4.8.3降水井采用潜水电泵。水泵出水量15～20m3/h扬程34m。 4.8.4排水 降水时抽出的地下水通过环形管路排入附近下水管网。 4.8.5环基坑排水管线用钢管，其直径D= 算得：D=338mm,选用排水管直径D=
22、351mm钢管,根据现场条件，选择适当坡度排出场外。 4.9环境评价 建筑单位基坑降水影响半径小，停止降水后地下水位会逐渐恢复，无不良水环境影响。 4.10施工条件 应事先通过甲方和有关部门协调解决建井位置问题，包括泥浆排放，施工用水、用电等问题。 5降水施工组织 5.1施工准备 降水临建设施 在建筑基坑外搭建降水现场值班工棚。 设备材料采购 按照设计方案的规定井管、过滤器、水泵、电气电缆、排水钢管等设备型号，规格、数量、要求等采购和加工，进场地之前完成准备工作。 电源供给系统 从甲方指定的配电室400V电源引入降水主配电箱，然后再由二级配电箱配电给各个降
23、水井，各个降水井配有开关装置。电缆总线断面选用75mm2,配线选用25、2.5mm2，电缆沿环形排水管埋入地下，在有车辆通过地方采取保护措施。当甲方提供的电源没有安全保障时，采用柴油发电机作为备用电源。 施工水源 从厂地供水管道中引入水源。 5.2施工程序 施工程序结构图如下： 图3施工程序结构图 施工准备 采取相应措施 竣工 降水井运行管理 排水系统建造 降水施工 设备安装 5.3施工工程量 施工工程量统计见附表2
24、 施工降水运行工期和工作量表 （表2） 建 筑 物 降水井数 建井 时间（天） 洗井 台班（班） 排水管长度（米） 开挖前 降水 时间 （天） 降水 运行 时间（天） 场地恢复时间（天） 井深 井数 25 49 15 118 600 20 120 10 5.4组织结构及人员 降水工程部人员组成如下（图4） 项目经理 质量管理 材料供应 排水系统 电气维护 设备安装 建井组 总工程师 施工负责 安全负责 参加人员：建井阶段20人，
25、运行阶段8人。 5.5降水井的施工 5.5.1厂区平面布置 在各建筑单体基坑开挖边线外围及基坑内部布置管井，采用潜水泵抽水，通过管道排出区外。 5.5.2设备配置 本工程投入主要机械设备见表3 主 要 设 备 表 表3 名称 型号 数量 备注 钻孔机 回转钻机、冲击钻机 4台 水泵 65台 15-20m3/h,扬程34m 配电箱 BATIB 6个 汽车 吉普、客货 2辆 电源 70 mm2 500m 25 mm2 400m 2.5mm2 3500m 排水管 直径351mm钢管 600m
26、 排水管 内径50mm 75mm 2400m 塑料管或胶管 5.5.3管井施工 井位放点 与施工单位协调确定基坑开挖边线。离开挖边线1m附近布置井位并经监理方确任后布置井位。 建井 采用回转钻机钻进，下管前进行冲孔换浆，换浆后测量孔深，采用钢丝绳托置下管法下放井管，静水投砾法填滤料，填粒料完毕，开始洗井。洗井采用高压水冲法至水清砾尽，洗井结束后测井深，建井过程中，施工现场保持泥浆排放有序，场地整洁，机走场清。 设备安装调试 完成建井后，进行水泵安装和简单的试验抽水工作。 5.6排水系统的建设 根据厂地平面图建立排水管网： a.测量放线确定排水系统的管路和
27、走向，不影响厂区的交通，并预留施工坡道； b.管网与水泵的连接：在靠近排水井的管道上打孔，焊接连接管与阀门，将水泵的出水管与排水管连接成完整的排水管网。 C．建造管网排水系统，环绕基坑用直径D=351mm钢管排水，排水 管线总长为600m延长米； d．通过环绕基坑排水管线将基坑抽出的水排出场外。 e．排水管道按坡度1:100修建，总长约600mm。 5.7降水运行管理 1）在运行阶段，进行水位观测，发现问题及时采取工程措施，保证基坑顺利施工。 2）水位监测每井每天观测两次。雨季加密。定期观测井深变化，防止淤塞。 3）健全降水运行记录工作制度，确保降水井、排水设施正常运行。
28、4）降水井内无杂物，沉淀物，水泵出水正常有效。 5）经常观测基坑底和侧壁，发现问题，及时查明原因，采取工程措施。 6）为防止雨季基坑施工积水，施工单位应建好基坑坡角截洪沟和积水井，以便及时排水，保证基坑施工安全。 7）做好降水井和排水设施维护保养工作。 a.保证电源正常可靠： b.应按照有关操作规程及使用说明书安装设备和维护。 c.做到定期维护，配电箱绝缘状态，设备不漏电，不漏水，不漏电，不超负荷运转。 e.降水井设备无异常，机身温度不超过60度。 f.冬季施工应采取措施注意防冻。 6降水施工计划工期 降水的时间顺序，先进行建井工作，建井时间20天。降水井完成后陆续
29、开始抽水。同时开始铺设排水管线。在降水井施工结束前， 完成排水管线。洗井及试抽水陆续同步进行。 7降水施工质量保证及管理措施 7.1降水施工质量保证体系 总工程师 项目经理 建井负责人 专职质检员 运行负责人 专职安全员 项目经理：负责本项目工程全面工作。 总工程师：在项目经理领导下，负责本项工程技术工程。 建井负责人：在项目经理和总工程师领导下，负责本项工程建井工作。 专职质检员：在总工程师领导下，对各项环节质量进行检查。 运行负责人：在项目经理和总工程师领导下，负责本项工程降水系统的正常运行。 专职安全员：在项目经理领导下，对各项目环节安全进行检查。 7.2
30、质量管理措施 降水工程为单项工程基坑开挖施工的前期工程，特点为工期紧迫，影响大，为确保降水工程的圆满完成，制定以下措施； 开工前要重新测定场地平整后的地面标高，以便确定井的深度和平面位置。 施工电源为厂区用电，环基坑周围布设电缆掩埋地下，注意安全用电，配电及其安装要绝对安全可靠，每个作业班设一名电工值班，负责现场施工的检查和维修，严格遵守操作规程。 由于排水距离较远，在管井井排轴线周围建设排水系统，集中将水排至拟定的下水管网中。 管井施工措施 管井质量标准： a)高压水反冲法洗井至水清砂净； b)井内沉淀物厚度不超过5㎝； c)井管圆直，不影响水泵安放。 成井 a.井
31、点位置以各建、构筑单体平面布置图进行实地放线，误差<10㎝。 b.井孔要求垂直，不得倾斜，偏差<1％。 c.井口应有保护措施，防止杂物掉入孔内。 下管 a.为保证孔壁的垂直、圆滑及所需的孔深，下管前应测量孔深。 b.下管前进行冲孔换浆，泥浆比重控制在1.10～1.15之间。 c.采用钢丝绳托盘下管法下入井管，应检查竹皮是否捆绑固，要杜绝绳伤人事件的发生。 d.井管在组装前应逐个进行检查，破损的不用。 填砾 a.填料规格采用2～4mm砂砾石料，经过筛冲洗，剔除杂质和土 后方可进行填砾。 b.采用静水投砾，先冲后填法填料。并随时观察是否堵塞现象。 c.施工过程中要认真做好记
32、录。 洗井 a.采用自上而下，逐段洗井，直至水中含砂量不多时停止。 b.经常注意对比沉砂、水位、出水量的变化。 c.采用高压水反冲法洗井，洗至水清砂净。 降水运行措施 a.在降水过程中应加强井点降水系统的检查和维护，保证连续抽水。 b.应注意抽出的地下水质是否混浊，分析其原因并做及时处理。 c.降水完毕后应根据土方回填情况，陆续关闭和拔除井管，并用天然级配砂石料封闭井点。 d.建立相应的联系制度，保证降水和基坑开挖工程的顺利进行，降水深度达到设计标高后，即刻通知有关监理，施工单位。如水位发现异常，应及时妥善处理。 8安全保证体系及管理措施 8.1安全保证体系 基础施工安
33、全工作，服从施工现场的统一安全管理。降水工程安全保证体系如下: 图6安全保证体系 建井安全员 运行安全员 项目经理 专职安全员 设备安全员 8.2安全管理措施 现场施工要严格按照“安全技术规程”操作，不得违章作业，在作业区，听从施工单位的统一管理，搞好安全文明施工工作。 进入施工现场要带安全帽，机具材料码放整齐，保持工作场地整洁。 临时沟、坑要有“安全标志”及时回填平复，防止意外事故发生。 电源线路、配电箱、机具设备及时检查维修，非电工不得随意接线或安装设备。 大型机具搬运注意稳妥。 夜间值班，要保持清醒，注意物品保管防止丢失照明设备专
34、人负责，保持完善。 加强防火意识，油料、材料、工棚、电源、驻地都要检查是否符合防火要求，对不合格者坚决纠正。 雨季施工，注意排水防洪，防止漏电、联电、注意人身安全。 野外作业，注意饮食卫生，防止疾病发生，保持身体健康，提高劳动生产率。 9竣工 当基础完成后，按要求将基坑回填到零米时，经业主、监理方的确认后停止降水，拆除降水设施。停止降水一段时间以后，水位逐渐恢复到天然水位状态。 降水工作结束后，管井岸规范要求，用粒径天然级配砂石料或粘土回填并夯实。 在完成降水工作以后编制降水工程竣工报告书。
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