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1、基坑降水施工方案1工程概況1.1 工程位置及內容xx市軌道交通四號線一期工程xx火車站站位于xx火車站西廣場北側，車站中心里程為CK14356，為地下二層結構。車站基坑寬度為20.827米，總長度233.7米，占地面積為11440平方米。設計劃分為A、B、C三個施工區段:A區段位于中山路西側;B區段位于中山路高架車道下方，穿越中山路;C區段位于現郵電賓館下方。基坑開挖深度為15.517米，車站主體標準段圍護結構采用鉆孔灌注樁，樁徑1000，樁心間距1200，基坑內設三道鋼管（錨索）支撐，鉆孔樁間設單排高壓旋噴止水帷幕，樁徑600，樁底進入基坑下不小于2米；車站出入口及通道距主體結構較近，底板最2、大埋深約9米，圍護結構采用土釘墻。本工程基坑的安全等級為一級。車站主體結構的基坑變形保護等級為一級。1.2地質條件1.2.1工程地質地鐵xx站站所在地區屬于長江三級階地區，地面標高24.527.2米。車站開挖范圍內各各土層由上而下依次為：1-1雜填土：上部多為瀝青水泥路面，下部由碎石、灰渣和一般粘性土等混合構成，厚度0.52.3米。1-2素填土：灰褐黃褐色為主，稍濕-飽和、較松散，主要由粉質粘土組成，分布于場區部分地段，厚度1.04.9米。2粉質粘土：黃褐灰褐色，含氧化鐵，夾灰色條紋，呈飽和、可塑狀態，厚度3.35.2米，層頂埋深1.05.7米。3粘土：棕黃黃褐色，局部為棕紅色，飽和、硬塑堅硬3、，含鐵錳氧化物、高嶺土，分布較均勻，厚度4.512.6米。4粉質粘土：褐黃黃色，可塑狀態為主，飽和，含氧化鐵及高嶺土，砂性較重，分布于場地大部分地段。厚度1.021.4米。5-1粘質粉砂：黃色、飽和、稍密中密，含氧化鐵及少量高嶺土、云母片，厚度0.710.2米。5-2粘質中砂：黃色、飽和、中密，含氧化鐵及及云母片，厚度3.516.0米。6-1角礫夾中粗砂：黃色、飽和、中密密實，角礫或礫石粒徑一般為0.33，局部夾少量卵石，厚度1.07.0米。7粘土：黃褐灰褐色為主，呈飽和、可硬塑狀態，局部夾碎石及未完全風化之巖塊，該層主要分布于K1213及B5K7地段，厚度4.715.0米，層頂埋深3.5364、.0米。8灰巖：灰色，為較完整灰巖，主要分布于場區K13號孔地段。隱晶質結構，塊狀構造，層頂埋深14.5米。1.2.2 水文地質工程范圍內的地下水主要表現為上層滯水、孔隙承壓水和基巖裂隙水。上層滯水主要存于人工填土中，水位不連續，無統一的自由水面，主要接受地表水與大氣降水補給，水量一般較小。弱承壓水存于粘質粉砂、粘質中砂、含角礫中砂屋等砂層等砂類土及碎石類土層中，與長江有水力聯系，水量可觀。基巖裂隙水主要存于強風化泥巖，石英砂巖中，除石英砂巖中基巖裂隙水具一定水量外，水量一般很少。2 降水目的根據本站基坑開挖及基礎底板結構施工的設計要求，降水的目的為：(1)通過降水及時疏干開挖范圍內土層的地下5、水，使其得以壓縮固結，以提高土層的水平抗力，防止開挖面的土體隆起，改善土體開挖運輸性能。(2)在基坑開挖施工時做到及時降低基坑中的地下水位，保證基坑的開挖施工的順利進行。(3)及時降低下部承壓含水層的承壓水水頭，防止基坑底部發生涌水翻砂，以確保施工時基坑底板的穩定性。3 降水設計3.1各土層的物理力學性質指標 。層物 表-1各土層物理力學指標(取自巖土工程勘察報告)標(推薦值)土層名稱kN/m3W%GSeIPILa1-2MPa-1ESMPa()ckPaKm/dfkkPa素填土(粘土)18.519.22.670.7418.10.600.404.52430粉質粘土19.725.32.720.7126、11.60.500.238.720.739粘土20.122.22.740.65417.30.090.1016.821.867.811.5粉砂19.127.72.690.7647.01.260.266.914.5中砂19.922.72.690.6276.80.910.189.218.8 2降水深度要求根據設計圖及地質資料情況，地下水埋深11.2m，施工時水位降低值達到7.636m，降水深度達到18.836m；孔隙承壓水主要賦存于Q3al+pl層砂類土中，滲透系數達到11.5m/d18.8m/d。根據這兩個特征，決定在基坑四周采用深井井點均勻降水的方法將施工中的水位降低至基底下2m。 3.4降水設7、計基坑的隔水帷幕采用旋噴樁，用該工法施工樁垂直度好，樁與樁之間搭接好，樁的深度達23米，已進入底板以下4米左右。降水采用降水管井，根據地區的經驗，采用均勻布井。水的涌水量與場地水文地質條件、基坑的形狀大小及補給水邊界條件等有關。根據地勘資料本降水井可按承壓非完全井計算，同時本車站A區、B區、C區三段分開施工，所以對三段進行分開計算。1、基坑排水量可依據下式進行計算：1)滲透系數的確定K=Kihi/hiKi、hi-各土層的滲透系數（m/d）與厚度（m）根據設計可求得K=16m/d。2)承壓水層厚度 M值確定 M取值： M=18.9m，由地勘資料得。3）井點系統的影響半徑R0 R0=R+r0 R-8、由經驗公式確定的影響半徑, r0-環形降水范圍的假想半徑(1)影響半徑R無觀測孔，由經驗公式R=10sk1/2=305m；s=7.64m確定環形降水范圍的假想半徑r0(2)因為基坑為長方形，且l/b2.5;r0=(l+b)/4式中-系數(m2),查表得A、B區:=1.15；C區:=1.12l-基坑長度(m)b-基坑寬度(m)得： A、B區: r0=22.7m ；C區: r0=43.1m ；(4)基坑涌水量得： A、B區: QA = QB =4478m3/d;C區: QC=6399m3/d;2、降水井數計算 q為單井管涌水量，計算每根井點最大出水量q=120rLk1/3=302m3/d，本工程取9、300 m3/d 得： A、B區: nA = nB =16個；C區: nC=24個；考慮到開挖順序，在施工B區時可與A、C區共用8個井，故本工程共需降水井48個。3、井點管長度 L=D-h+s+r0/10=24.4m,其中濾管長4m。5、校核水位的實際降低數值井點數量確定后，根據根據下式確定所采用的布置方式是否能將地下水位降低到規定的標高，=29.2m實際可降水位s=H-h=39.1-29.2=9.9m,超出需要降低水位數值7.64m，滿足降深要求，故布置可行。5主要機具設備a井管井管由濾水管、吸水管、沉砂管三部分組成，共長24.5m，為直徑500mm無縫鋼管。濾水管：長4m，在鋼管上分三段開10、孔，在開孔的管壁上焊6mm墊筋，要求順直，與管壁點焊牢固，外包41孔/cm2鍍薪鋼絲網各兩層或尼龍網，上下管之間用對焊連接。吸水管：采用與濾水管同直徑鋼管制成。沉砂管：采用與濾水管同直徑鋼管，下端用鋼板封底b、水泵根據單井涌水量、管井長度選定抽水機具為潛水泵，型號：QY-25，流量：15m3/h，揚程25m，電機功率2.2kW。c、排水管用500mm混凝土管，并設0.3%的坡度，與附近下水道接通。d、成孔設備600井點管孔采用ZO300型反循環鉆機成孔，泥漿護壁。5、施工工藝及技術措施5.1工藝流程準備工作鉆機進場定位開孔下護口管鉆進終孔沖孔換漿下井管沖孔換漿（泥漿比重換到1.05）填礫止水封11、孔洗井活塞洗井，空壓機洗井下泵試抽合理安排排水管路及電纜電路抽水試驗正式抽水記錄。5.2技術措施準備工作，項目經理部組建后，即開始施工部署，落實材料和人員，合理安排人財物，與業主及工地上各單位保持密切協作。專人負責進料，工程師核定，確保井壁管、過濾管（外包尼龍網）、圍填砂、粘土等材料的質量。進出場、定位、埋設護孔管，由甲方提供“三通一平”，鉆機進場。鉆井井位雙方按設計方案校核井位，保證鉆機移到位，基礎牢固平穩，磨盤水平“三點一線”，（孔位、磨盤、大鉤成一垂線），各項準備工作就緒，井管、砂料到位，埋設護孔管要求垂直，護孔管盡可能進入原狀土層內2050cm，外圍用粘土填實，保證泥漿返出孔外，孔斜誤12、差不超過1%。鉆進清孔，鉆進前測量好鉆具總長，精確計算機上余尺，控制鉆進深度，鉆進中保持泥漿比重在1.151.25，鉆進中對地層要分層描述，確定降水含水層的確切層位和巖性。終孔深度達到后，即可清孔，調漿宜慢，清孔后泥漿比重1.10左右，孔底巖粉10cm。下井管，按設計井深事先將井管排列、組合，下管時所有深井的底部按標高嚴格控制，并且保持井口標高一致。井管應平穩入孔、焊接垂直，完整無隙，確保焊接強度，以免脫落，為了保證井管不靠在井壁上和井管外有一定的填礫厚度，在濾水管上下各加兩組扶正器，保證環狀填礫間隙厚度大于150mm，過濾器應刷洗干凈，縫隙清楚，橋式過濾器縫隙均勻。下管要準確到位。自然落下，13、稍轉動落到位，不可強力壓下，以免損壞過濾結構，下好井管后，把井管居中固定。填礫沖孔，下入鉆桿至離沉淀管底50cm，井口加上補心進行換漿，逐步調稀泥漿到比重1.08左右時邊填邊測，一邊填一邊開小泵量泥漿循環。填礫達到要求深度后停止。止水封孔，為了防止上部泥漿及降水直接滲入礫料內影響成井質量，等填礫結束20分鐘后，上部填粘土。洗井洗井要求采用活塞和空壓機聯合洗井方法，缺一不可。要求洗井臺班至少2個臺班，確保洗井質量，直至井內出清水，基本不含砂，出水量大，井底沉砂不大于20cm。下泵試抽洗井結束后，待水位恢復可按設計下泵，下入深度宜在濾水管下半部分即16-18m深的位置，以保證足夠的降深。排水管道及14、電源線路一定要先連接好，試抽3個小時，測定井內水位及觀測孔水位變化，安裝水表測流量，預估降水試驗運行途徑，等水位恢復后，積極配合抽水試驗。合理安排排水及電纜電路原則上各井排水管和電纜一齊鋪設，排水要暢通無阻，就近往南邊隨塘河排放，連接合理，電纜應絕緣有一定抗拉、抗壓強度。抽水試驗為了確定該場地水文地質參數，根據設計要求，抽水試驗必須在井群正式施工前進行，試驗選用井位圖上降水井作為抽水井，另一降水井暫作為觀測井，采用深井潛水泵，井打好后，先各抽12天或更長時間，以確保抽水時流量穩定，待水位恢復，抽水開始前應測定孔內和潮水水位變化情況，則抽水試驗應選擇井內水位波動相對平穩的時段。開始進行抽水試驗，15、觀測前，測量2口井的初始水位，觀測水位時間間隔，抽水開始010分鐘，每分鐘觀測1次共10次；1030分鐘，每2分鐘觀測1次；，30100分鐘每5分鐘觀測1次；100分鐘以后每50分鐘觀測一次。如48小時仍無法大致完整繪出Slgt和lgs-lgt曲線，時間還可能繼續延長，根據抽水試驗得到參數分析，第2、層土與第1-1、1-2、層土可能存在的水力聯系情況，選用合適公式確定相關水文地質參數，根據測得的水文地質參數，再重新進行井群計算，優化降水方案，選配適當流量的抽水泵，制定相應的降水運行方案。抽水需要每天24小時派人現場值班，并做好抽水記錄，每天報水位、流量。記錄內容包括降水井涌水量Q和水位降深S，16、并在現場繪制S-T，Q-T，SQ曲線與基坑開挖深度附近監測資料繪于同一圖上，了解其相關關系，以掌握抽水動態，指導降水運行達到最優。選擇有代表性的井及時抽干井內的水觀測恢復水位，以準備掌握水位降深，又不過大影響降水正常運行。抽水運行期間還必須注意觀測沉井進展情況，記錄沉井標高，注意收集沉井監測資料變化情況。5.2.14、在基坑開挖前20天開始進行預降水，降水深度為底板下2m。主體結構施工完成后停止抽水。4.2.2.3降水工作量4.2.2.4 降水井施工成孔采用ZO300型循環鉆機，反循環回旋鉆進泥漿護壁，隨后進行下井壁管、濾水管，圍填礫料、粘性土、封孔等成井工藝。造井作業程序如下：測放井位：根據17、設計降水井井位布置，當布設的井點受地面障礙物或施工條件影響時，現場可作適當調整。設計井點間距為11m左右，共設井點48孔。埋設護口管：護口管底部要插入原狀土中，管外用粘性土封嚴，防止施工時管外返漿，護口管上部高出地面0.10m0.30m。安裝鉆機：機臺安裝穩固水平，大鉤對準孔中心，大鉤、轉盤與孔的中心三點成一線。鉆進成孔：降水井孔徑為600mm。鉆進開孔時吊緊大鉤鋼絲繩，輕壓慢轉，以保證開孔鉆進的垂直度；成孔施工采用孔內自然造漿，鉆進過程中泥漿密度控制在1.101.15，當提升鉆具或停工時，孔內必須壓滿泥漿，以防止孔壁坍塌。清孔換漿：鉆孔鉆進至設計標高后，在提鉆前將鉆桿提至離孔底0.50m，進18、行沖孔清除孔內雜物，同時將孔內的泥漿密度逐步調至1.10，孔底沉淤小于30cm，返出的泥漿內不含泥塊為止。下井管：管子進場后，檢查過濾器的縫隙是否符合設計要求。下管前必須測量孔深，孔深符合設計要求后，開始下井管。下管時在濾水管上下兩端各設一套直徑小于孔徑5cm的扶正器（找正器），以保證濾水管能居中，井管焊接要牢固、垂直，下到設計深度后，井口固定居中。填礫料（綠豆砂或瓜子片）：填礫料前在井管內下入鉆桿至孔底0.30m0.50m，井管上口要加悶頭密封后，從鉆桿內泵送泥漿進行邊沖孔邊逐步調漿使孔內的泥漿從濾水管向外由井管與孔壁的環狀間隙內返漿，使孔內的泥漿密度逐步調到1.05，然后開小泵量按前述井的19、構造設計要求填入礫料，并隨填隨測填礫料的高度，直至礫料下入預定位置為止。填粘性土：在降水井內圍填粘性土時，要將塊狀的粘性土碾碎后填入，填充速度不宜太快。井口封閉：為防止泥漿及地表污水從管外流入井內，在地表以下圍填4.00m厚優質粘性土或采用水泥漿封孔。洗井：在提出鉆桿前利用井管內的鉆桿接上高壓風管先進行高壓風洗井，待井能出水后提出鉆桿再利用活塞洗井，活塞必須從濾水管下部向上拉，將水拉出孔口；對出水量很少的井可將活塞在過濾器部位上下竄動，沖擊孔壁泥皮，此時要向井內邊注水邊拉活塞。當活塞拉出的水基本不含泥砂后，可換用高壓風洗井，吹出管底沉淤，直至水清不含砂為止。安泵試抽：成井施工結束后，在降水井內20、及時下入潛水泵、接真空管、排設排水管道及電纜、地面真空泵安裝等，電纜與管道系統在設置時要注意避免在抽水過程中不被挖掘機、吊車等碾壓、碰撞損壞。因此，現場要在這些設備上進行標識。抽水與排水系統安裝完畢后試抽水，先采用真空泵與潛水泵交替抽水，真空抽水時管路系統內的真空度不宜小于0.06MPa，以確保真空抽水的效果。排水：洗井及降水運行時要用管道將水排至場地四周的明渠內，通過排水渠將水排入場外市政管道中。如水質良好，考慮用于清洗機械或環境灑水，以節約成本和資源。4.2.2.4降水的運行 (1) 試運行:首先準確測定各井口和地面標高、靜止水位，然后開始試運行，以檢查抽水設備、抽水與排水系統能否滿足降水21、要求。在降水井的成井施工階段要邊施工邊抽水，即完成一口投入運行一口，力爭在基坑開挖前，將基坑內地下水降到基坑底開挖面以下1.00m深。水位降到設計深度后，即暫停抽水，觀測井內的水位恢復情況。(2) 降水運行降水井在基坑開挖前二十天進行，以便提前疏干地層滯水，降低地下水位，提高土層自穩能力，順利進行無水作業。降水井抽水時，潛水泵的抽水間隔時間自短至長，降水井內的每次抽水后，應立即停泵，對于出水量較大的井每天開泵抽水的次數應適當增多。降水運行過程中，做好各井的水位觀測工作，及時掌握承壓含水層水頭的變化情況。降水運行期間，現場實行24小時值班制，值班人員要認真做好各項質量記錄，做到準確齊全。降水運行22、過程中對降水運行的記錄，及時分析整理，繪制各種必要圖表，以合理指導降水工作，提高降水運行的效果。降水運行記錄每天提交一份，對停抽的井及時測量水位，每天12次。(3) 降水運行的注意事項做好基坑內的排水準備工作，保證基坑內雨水及其它滲漏積水能及時抽干。降水運行階段要經常檢查泵的工作狀態，一旦發現不正常及時調換或修復。降水運行階段保證電源供給，如遇電網停電，及時起動備用發電機，保證降水效果。4.2.2.5封井方案工程結束后停止抽水，2、 基坑降水(1) 基坑抽水量的確定原則基坑的出水量主要包括地下水的儲存量、地下水的垂直補給量與降雨量，本站底板已進入承壓水層，施工期間進行井點降水 ，對基坑的抽水量23、確定、井數設計與抽水泵的選擇只考慮地下水的儲存量與垂直補給量，對于降雨量的排出，采用明排水的施工措施來解決。 (2) 主要的降水措施根據設計圖及地質資料情況，地下水埋深11.2m，施工時水位降低值達到7.636m，降水深度達到18.836m；孔隙承壓水主要賦存于Q3al+pl層砂類土中，滲透系數達到11.5m/d。根據這兩個特征，決定采用深井井點降水的方法將施工中的水位降低至基底下2m。(3)基坑內降水井數量與布置通過計算，在施工A、B、C三區時，需要降低的總涌水量分別達到1800、1838、2400立方米/天，涌水量較大。A、B區采用相同數量規格的井管，即井管長23m，濾管長3m，共布置8根24、；C區每根井管長24m，濾管長3m，共布置15根。具體布置見圖：(4)主要機具設備a、井管由濾水管、吸水管和沉砂管三部分組成，采用焊接鋼管制成，管徑250mm。濾水管：長3m，采用在鋼管上分三段軸條（或開孔），在軸條（或開孔）后的管壁上焊6mm墊筋，要求順直，與管壁點焊固定，外包10孔/cm2和40孔/cm2鍍鋅鐵絲網各兩層或尼龍網。上下管之間用對焊連接。吸水管：采用與濾水管同直徑鋼管制成。沉砂管：采用與濾水管同直徑鋼管，下端用鋼板封底。b、水泵用8JQ50-17IFW潛水泵。每井一臺，帶吸水鑄鐵管，并配上一個控制井內水位的自動開關，在井口安裝閥門，以便調節流量的大小，閥門用夾板固定，每個基坑25、井點群備有2臺備用泵。c、排水管用500mm混凝土管，并設3%的坡度，與附近下水道接通。d、成孔設備600井點管孔采用ZO300型反循環鉆機成孔，泥漿護壁。（5）施工工藝a、A、C區深井井點沿工程基坑周邊上緣外側1.0m呈環形布置，B區深井井點沿基坑兩側上緣1.0m錯開布置。 b、施工工藝程序：井點測量定位挖井口、安護筒鉆機就位鉆孔回填井底砂墊層吊放井管回填井管與孔壁間的砂礫過濾層洗井井管內下設水泵、安裝抽水控制電路試抽水降水井正常工作降水完畢拔井管封井c、深井井管沉放前要清孔，清除孔內泥渣。d、井管下設時，將預先制作好的井管用吊車或三木搭借卷揚機分段下設，分段焊接牢固，直下到井度。井管安放應26、力求垂直，并位于井孔中間；管頂部比自然地面高500mm左右。井管下入后，及時在井管與土壁間用鐵鍬分層填充砂礫濾料。粒徑選用38mm細礫石。填濾料要一次連續完成，從底填到井口下1m左右，上部采用不含砂石的粘土封口。管周圍填砂濾料后，安設水泵前應按規范先清洗濾井，沖除沉渣。采用壓縮空氣洗井，洗井應在下完井管、填好濾料、封口后8h內進行，一氣呵成，以免時間過長，護壁泥皮逐漸老化，難以破壞，影響滲水效果。e、潛水泵在安裝前，對水泵本身和控制系統作一次全面細致的檢查。如無問題，始可放入井中使用。深井內安設潛水電泵，可用繩索吊入濾水層部位，上部應與井管口固定。設置深井泵的電動機座應安設平穩，轉向嚴禁逆轉（宜有止回閥）。潛水電動機、電纜及接頭應有可靠絕緣，每臺泵應配置一個控制開關。主電源線路沿深井排水管路設置。安裝完畢應進行試抽水，滿足要求后始轉入正常工作。f、井管使用完畢，用吊車或三木搭借助鋼絲繩、倒鏈，將井管口套緊徐徐拔出，濾水管拔出洗凈后再用，拔出后所留的孔洞用砂礫填充、搗實。g、在基坑開挖前20天開始進行預降水，降水深度為底板下2m。主體結構施工完成后停止抽水。降水井的結構及過濾器的安裝部位見圖-1。