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1、盾構過中間風井端頭加固降水施工方案一、 工程概況1.1 工程簡介金雞湖中間風井為蘇州軌道交通1號線工程I-T-S14標【星港街站會展中心站華池街站】區間盾構隧道（總長6156.92m）的一個附屬工程。金雞湖中間風井位于蘇州市工業園區金雞湖A島，金雞湖總面積10768畝，湖中平均水深1.83.7m。A島位于金雞湖北面，距離北岸最近距離480m，高出水面約2.5m，占地面積30614 m2，施工場地面積3300m2，其中中間風井占地面積342m2。中間風井圍護結構采用1200mm1350mm鉆孔灌注樁（C30混凝土）+850600mm三軸攪拌樁止水帷幕，東西兩端頭各采用三軸攪拌樁深攪加固，加固底標2、高為-25.977m，隧道端頭內底標高為-19.807m，中間風井端頭共施工12口降水井，管井直徑300mm，長23.5m。在兩端頭各設置一口觀測井，孔徑10CM，井管為直徑為5CM的PVC管。1.2地質概況（1）氣候特征蘇州市地處亞熱帶季風氣候區,四季分明,氣候溫和濕潤,是典型的海洋性氣候,多年平均氣溫15.7，極端最高氣溫38.8，極端最低氣溫-9.8。多年平均降水量1128.9mm，最大降水量1611.7mm，日最大降水量343.1mm，降水主要集中在69月，多年平均蒸發量1322.6mm。蘇州地區50年一遇的基本風壓值為0.45KN/m2。（2）工程地質區域構造資料顯示，新生代以來構造3、活動主要表現為垂直升降運動，據中國巖石圈新構造時期升降幅度圖，地形形變測量數據表明（19561977年），平原區20年間垂直形變速率不到-0.1mm/a，區域范圍無淺層新構造明顯活動痕跡，本區屬地殼活動相對穩定區。根據蘇州市軌道交通一號線東延段星港街站會展中心站區間巖土工程詳細勘察報告，A島風井地質及地下水狀況如表1.2-1所示。表1.2-1 中間風井地質及地下水文情況層號地層名稱顏色狀態特征描述水文情況厚度（m） 2素填土黃褐褐灰灰黃色松散以粘性土為主，含少量碎石、碎磚及腐植物根莖。屬近代人工堆積物，時代為第四系全新世（Q44），該層以路基填土為主，土質不均勻，壓縮性高潛水位埋深約1.3414、.93m左右,透水性不均勻2.571粘土黃褐色褐黃色可硬塑均質致密，含鐵錳質結核，夾青灰色條紋，刀切面具油脂光澤，干強度、韌性高，無搖振反應，壓縮性中等滲透系數KV=2.010-7cm/s、KH=2.510-7cm/s，屬不透水土層1.642粉質粘土青灰灰黃色可軟塑含鐵質氧化斑點，局部夾青灰色條帶，含云母碎片，下部夾薄層粉土，局部粉粒含量高，干強度、韌性中等，無搖振反應，壓縮性中等滲透系數KV=9.210-6cm/s、KH=1.210-5cm/s，屬微透水土層1.401粉土灰黃灰色松散稍密很濕，含云母碎片，夾粉質粘土薄層，水平層理發育，干強度、韌性低，搖振反應迅速，壓縮性中等微承壓含水層，埋深5、37m，KH =KV=1.9710-3cm/s，為中等透水土層3.102粉砂灰色青灰色稍中密局部密實，飽和，成分以長石、石英為主，云母次之。顆粒分選磨圓度一般，水平層理尚發育，夾粉土薄層，壓縮性中等6.00粉質粘土灰色軟塑流塑偶見腐植物及淺灰色泥質結核，局部含貝殼碎片，偶夾薄層粉土，刀切面稍有光澤，干強度、韌性中等，無搖振反應，壓縮性中等高等滲透系數KV=1.510-4cm/s、KH=1.810-4cm/s6.70（3）水文地質根據地下水埋藏條件，可將地下水分為潛水、微承壓水、承壓水。 潛水 潛水含水層主要由填土層組成。由于其物質組成不均勻，固結時間短，往往存在架空現象而形成孔隙，成為地下水的6、賦存空間，富水性差，透水性不均。其下部為粘性土層：上部1粘土層，均質致密，為超固結土，據先期室內試驗，其滲透系數KV=2.610-7cm/s、KH=2.510-7cm/s，屬不透水土層；下部2粉質粘土層，據先期室內試驗，其滲透系數KV=9.210-6cm/s、KH=1.210-5cm/s，屬微透水土層，因含水層滲透性差，單井涌水量較?。?0m3/d）。初見水位標高1.50米左右，穩定水位標高1.80米左右，其補給來源為大氣降水及地表水入滲補給，以大氣蒸發為主要排泄方式。蘇州地區降雨主要集中在69月份，在此期間，地下水位一般最高，旱季在12月份至翌年3月份，在此期間地下水位一般最低，年水位變幅為7、1.00m。 據區域水文資料，蘇州市歷年最高潛水位標高2.63m，最低潛水位標高 0.21m。 微承壓水微承壓水含水層由晚更新世沉積成因的土層組成，主要為1粉土、2粉砂層，為良好的賦水和透水地層。結構底板位于2粉砂層和粉質粘土層，故該含水層為對隧道施工影響較大的含水層。根據先期相鄰站點抽水試驗報告，1、2層滲透系數為1.9710-3cm/s，為中等透水土層，井徑130mm，降深11.18m（地面以下）時單井涌水量141.36m3/d，影響半徑約120m。該含水層的補給來源主要為地下徑流補給，排泄方式以地下逕流及人工抽吸為主。據調查，金雞湖南側曾取土，取土深度達到1粉土層，微承壓水含水層與金雞湖8、水已貫通?？辈炱陂g，測得微承壓水頭相應標高在1.14m左右。 據區域水文資料，蘇州市歷年最高微承壓水頭標高1.74m。最低微承壓水頭標高0.62m。 承壓水承壓水含水層由2粉土層組成，埋深較大（達30m以上），據室內試驗，滲透系數為KV=1.710-4cm/s、KH=2.710-4cm/s，屬弱透水土層?？辈炱陂g實測得承壓水頭標高-0.17m左右，據區域資料，蘇州市1990年以前最高承壓水頭標高在-2.70m左右，最低承壓水頭標高在-3.00m左右，綜合考慮，本場地承壓水頭標高取-2.00m，該含水層補給來源應為相鄰含水層的越流補給。二、降水工程設計2.1降水井平面布置降水井在端頭加固區外側分9、布，降水井之間距離為4m14.8m。降水井平面布置見圖2.1-1。中間風井端頭加固降水井井分布平面圖2.1-1。2.2管井的具體結構降水井深度23.5m，降水井成孔直徑800mm，井管為鋼管，直徑300mm過濾器為花管墊筋外包兩層鐵網?；ü芸籽?5mm，孔隙率35%，鐵網為80目，井管外填混合礫料1-2mm。降水井管井井口地面標高2.00m,管口高出地面50cm，在包括標高為-5.69-14.29m設10m過濾器。管井的具體結構見圖2.2.1。2.2-1 管井結構示意圖2.3觀測井管構造 觀測井深度和花管位置同降水井一致，觀測井孔徑為10CM，井管為直徑為5CM的PVC管。花管孔眼3MM，孔隙10、率35%，鐵網為80目，井管外填混合礫料1-2mm。三、盾構過中間風井降水工程施工組織安排3.1 人員及設備安排盾構過中間風井前降水施工人員安排見下表：表3.11 降水施工人員安排表序號人員人數工作內容備注1技術員1記錄水位觀測數據并及時反饋信息2安全員1保證施工期間安全無事故3電工1負責接電線電纜4普工2安裝水泵及水管表3.12 降水施工設備安排表序 號設備名稱規格型號數 量備 注1沖擊鉆機CZ1501臺2深井潛水電泵QJ200-3210臺2臺備用3泥漿泵BW502臺4電焊機BX-3001臺5切割機DE-321臺6排水管76.2mm600m7測繩、測錘7根8水位儀1個9卷揚機5T1臺10發電11、機500kw1臺用于應急備用3.2 工期安排表3.2-1降水井施工及降水施工工期安排表項目開始時間結束時間工 期（天）備注降水井施工降水運行根據施工可調整四、施工技術措施4.1管井施工成孔施工機械選用濕鉆CZ-150型沖擊鉆機及其配套設備。成井工藝為沖擊成孔、泥漿護壁、下井壁管、濾水管，圍填砂礫、粘性土、洗井等。其工藝流程如下圖4.1-1。清孔下井管井壁回填粗砂及封井口洗井試抽正式抽水水位施工監測鉆孔圖4.1-1 管井施工工藝流程圖（1）測放孔位：根據降水井井位平面布置圖測放井位，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。（2）安裝鉆機：鉆機應安裝穩固水平，埋設護筒，沖錘吊起12、對中。（3）鉆進成孔：開孔孔徑為800mm，一徑到底。鉆機施工達到設計深度時，宜多鉆0.30.5m。做好鉆探施工描述記錄。鉆進過程中要確保鉆機的水平，以保證成孔的垂直度偏差不得超過3mm。成孔施工采用孔內自然造漿，鉆進過程中泥漿比重控制在1.10以內。（4）清孔換漿：下井管前的清孔換漿工作是保證成井質量的關鍵工序，為了保證成孔在進入含水層部位不形成過厚的泥皮，當鉆孔鉆至含水層頂板位置時即開始加清水調漿。鉆進至設計標高后，在提鉆前將鉆桿提至離孔底0.50m，進行沖鉆，清除孔內雜物，同時將孔內的泥漿密度逐調至1.03，孔底沉淤小于30cm，返出的泥漿以不含泥砂為止。第一次清孔換漿是成井質量得以保證13、的關鍵，它將直接影響成井質量，因此施工時清孔換漿工作沒有達到規定的要求絕不允許進入下一道工序的施工。（5）下井管：井管進場，應檢查過濾器的濾孔是否符合設計要求。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，以保證濾水管能居中，井管焊接要牢固、垂直、不透水，下到設計深度后，井口固定居中。下井管過程應連續進行，不得中途停止，如因機械故障等原因造成孔內坍塌或沉淀過厚，應將進管重新拔出，掃孔、清孔后重新下入，嚴禁將井管強行插入坍塌孔底。（6）填礫料（中粗砂）：填礫料前在井管內下入鉆桿至離孔底0.30m0.50m，井管上口應加悶頭密封后，采14、用動水法向管側填入礫料，并隨填隨測填礫料的高度，濾料應大于濾網的孔徑，一般為12的中粗砂，濾料必須符合級配要求，回填至地面以下5米左右。（7）填粘性土：在采用粘性土封孔時，為防止回填時產生“架橋”現象，回填前需將粘土搗碎（粒徑小于3cm為宜）后填入。回填時應控制下入速度及數量，沿著井管周圍按少放慢放的原則回填。然后在井口管外做好封閉工作。（8）洗井：洗井應在下完井管、填好濾料后立即進行，采用活塞上下拉動排水洗井，以免時間過長，護壁泥皮逐漸老化，難以破壞，影響滲水效果。絕不允許擱置時間過長或完成鉆探后集中洗井。（9）安泵試抽：成井施工結束后，在井內及時下入深潛水泵、鋪設排水管道、電纜等。抽水與排15、水系統安裝完畢，即可開始試抽水。（10）排水: 洗井及降水運行時應用管道將水排至場地四周的明渠內。現場設專人對排水系統進行維護，保證排水系統暢通。4.2 鉆孔監測洞門鉆孔檢測流程圖4.2-1為了確保鉆孔人員的安全，首先用鐵鍬、鋼筋等剔除洞門表面不穩定的網噴混凝土塊，然后用風鉆鉆9個觀測孔。當每孔的流水不超過30L/h時（通過觀測流水不成線），方可鑿除洞門?？孜徊贾靡妶D3.1-1洞門檢測孔位圖。圖4.2-2 洞門檢測孔位圖五、 成井質量保證措施及降水井保護5.1 質量保證措施（1）成孔直徑嚴格控制在800mm，鉆進中泥漿比重不能過濃。（2）過濾器按要求制作，花管孔隙率、墊筋高度、包網目數與層數嚴16、格執行技術規范，下入井中之前需進行檢查，合格方可使用。（3）濾料級配必須合理，干凈，不含雜質，井管居中，均勻填料。（4）洗孔及時，洗出泥漿不能再返回孔井內，如有必要，須采用空壓機洗孔。5.2. 降水井管的保護降水井點打設在坑內后，帶來的不利之處就是井點管會影響到土方的開挖及支撐的架設。為了保證井點管在基坑開挖及主體結構施工期間的安全，將采取如下措施：（1）井點管打設時，避開支撐位置，使井點管不影響到支撐的架設，從而減小支撐架設時對井點管的破壞。（2）土方開挖時，井點管附近土方盡可能采用人工修挖，從而避免挖掘機對井點管的破壞。（3）井點管附近土方開挖時，派專人進行看護，確保其安全。（4）井點管口17、設置警示標志，引起作業人員注意，提高保護意識。六、降水運行及監測維護6.1 降水運行方法（1）降水井在基坑地面圍護結構做完基坑開挖之前開啟部分水泵預先降水，以降低下部水頭，便于基坑的開挖，同時進行水位觀測。（2）隨著基坑開挖深度的增加時，開啟其它降水井運行，根據觀測孔測得的地下水的水頭確定開泵數量和順序，保證坑底地下水水頭始終位于開挖面下不小于1m，直至基坑內結構的上部荷載大于地下水對地下底板的浮托力后方可停止降水。（3）在降抽水時，應根據驗算后需降低水位的深度，采用控制井內水位的方法進行抽水。（4）在降水運行過程中，做好各井的水位觀測工作，尤其要加強對觀測井的水位測定，及時掌握承壓含水層水頭18、的變化情況。（4）當降水井水頭降至設計要求時，可適當調控井的抽水量來控制水頭的下降幅度，以減少因降水而引起的地面沉降。（6）據調查，金雞湖南側曾取土，導致微承壓含水層與金雞湖水已貫通，降水運行時應對降水運行的記錄，應及時分析整理，繪制圖表，以合理指導降水工作，明確地下水補給來源，提高降水運行的效果。對停抽的井應及時測量水位，每天12次。6.2 運行技術措施（1）設專人負責降水及監測工作,保證基坑降水不間斷，降水運行階段應經常檢查泵的工作狀態，一旦發現不正常應及時調泵并修復。（2）降水的設備（主要是深井潛水電泵）在施工前及時做好調試工作，確保降水設備在降水運行階段運轉正常。（3）工地現場應備足抽19、水泵，數量多于井數的35臺。使用的潛水泵要做好日常保養工作，發現壞泵立即修復，無法修復的應及時更換。（4）降水運行階段應有備用電源，如遇電網停電，及時通知降水施工人員，啟用備用電源，進行正常降水，保證施工安全。（5）電纜與管道系統在設置時應注意避免在抽水過程中不被挖土機、吊車等碾壓、碰撞損壞，因此，現場要在這些設備上進行標識。（6）在施工基坑底板前，應作好止水鋼環的安裝，確保承壓水不會沿管壁上滲。（7）降水完成后，采取“以砂還砂、以土還土”的原則，封堵井管至端頭加固底部以下5m，做好降水井的保護工作，以便盾構機通過時重新啟用。盾構始發降水施工安全保證措施七、安全施工措施7.1建立有效的安全管理20、組織，形成以項目管理班成員共抓、安全員主管、各作業組認真落實，并定期檢查整改的良性運行體系。7.2嚴格遵守執行各項安全生產規章制度，各項安全操作規程掛牌，定期教育檢查，違章從重處罰。7.3在危險地段設立安全標志。7.4關鍵工種如電、機械操作等崗位持證專職定員落實；安全防護設施合理并配齊；進入現場人員必須遵守安全防護規定；7.5抽水設備要定機定人維修保養，保證機械運行正常。7.6 降水施工過程中合理擺放電源進線，總配電箱、分配電箱的位置及線路走向，嚴禁任何車輛碾壓電線線路。7.7施工過程中要做到一機、一閘、一保護。7.8 整個施工現場按三級配電內容形式布置（示意圖表示）；總配電箱分配電箱開關箱用21、電設備，配電箱、開關箱按現場順時針逐一編號，箱內所用開關明顯的標志注明，其回路和所控用電設備等所運行的開關箱均有專人負責，整個施工現場有持證電工按時檢查和不定期檢查，以防發生觸電事故。7.10 配電箱使用推薦產品，開關電器，裝置必須端正、牢固，配電箱、開關箱應配鎖，并專人負責。八、文明施工及環境保護措施8.1泥漿及置換土及時清理，歸并泥漿池，盡量縮短污染時間。8.2保持現場平面整潔，各種材料、機具、操作臺按平面圖位置堆擺整齊。8.3定時對現場進行撒水，以防起風揚塵。8.4建筑和生活垃圾集中堆放、集中運離出島。8.5廚房要經過防疫衛生部門審批，內外要整潔，灶具用具須干凈，無腐爛變質食品，做到無蠅、無鼠、無蜘蛛網。8.6施工現場的所有人員衣著整潔、言談舉止文明，對人熱情禮貌，尊重業主和監理單位領導與業務人員，誠懇接受批評和指導。8.7施工現場嚴禁大聲喧嘩、嚴禁打架斗毆。8.8作業人員掛牌上崗。