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1、盾構(gòu)過中間風(fēng)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(fēng)井為蘇州軌道交通1號線工程I-T-S14標(biāo)【星港街站會展中心站華池街站】區(qū)間盾構(gòu)隧道（總長6156.92m）的一個附屬工程。金雞湖中間風(fēng)井位于蘇州市工業(yè)園區(qū)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(fēng)井占地面積342m2。中間風(fēng)井圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(biāo)2、高為-25.977m，隧道端頭內(nèi)底標(biāo)高為-19.807m，中間風(fēng)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(shè)置一口觀測井，孔徑10CM，井管為直徑為5CM的PVC管。1.2地質(zhì)概況（1）氣候特征蘇州市地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),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(fā)量1322.6mm。蘇州地區(qū)50年一遇的基本風(fēng)壓值為0.45KN/m2。（2）工程地質(zhì)區(qū)域構(gòu)造資料顯示，新生代以來構(gòu)造3、活動主要表現(xiàn)為垂直升降運動，據(jù)中國巖石圈新構(gòu)造時期升降幅度圖，地形形變測量數(shù)據(jù)表明（19561977年），平原區(qū)20年間垂直形變速率不到-0.1mm/a，區(qū)域范圍無淺層新構(gòu)造明顯活動痕跡，本區(qū)屬地殼活動相對穩(wěn)定區(qū)。根據(jù)蘇州市軌道交通一號線東延段星港街站會展中心站區(qū)間巖土工程詳細(xì)勘察報告，A島風(fēng)井地質(zhì)及地下水狀況如表1.2-1所示。表1.2-1 中間風(fēng)井地質(zhì)及地下水文情況層號地層名稱顏色狀態(tài)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(zhì)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(zhì)致密，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，夾青灰色條紋，刀切面具油脂光澤，干強(qiáng)度、韌性高，無搖振反應(yīng)，壓縮性中等滲透系數(shù)KV=2.010-7cm/s、KH=2.510-7cm/s，屬不透水土層1.642粉質(zhì)粘土青灰灰黃色可軟塑含鐵質(zhì)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(qiáng)度、韌性中等，無搖振反應(yīng)，壓縮性中等滲透系數(shù)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(zhì)粘土薄層，水平層理發(fā)育，干強(qiáng)度、韌性低，搖振反應(yīng)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(fā)育，夾粉土薄層，壓縮性中等6.00粉質(zhì)粘土灰色軟塑流塑偶見腐植物及淺灰色泥質(zhì)結(jié)核，局部含貝殼碎片，偶夾薄層粉土，刀切面稍有光澤，干強(qiáng)度、韌性中等，無搖振反應(yīng)，壓縮性中等高等滲透系數(shù)KV=1.510-4cm/s、KH=1.810-4cm/s6.70（3）水文地質(zhì)根據(jù)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(zhì)組成不均勻，固結(jié)時間短，往往存在架空現(xiàn)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(zhì)致密，為超固結(jié)土，據(jù)先期室內(nèi)試驗，其滲透系數(shù)KV=2.610-7cm/s、KH=2.510-7cm/s，屬不透水土層；下部2粉質(zhì)粘土層，據(jù)先期室內(nèi)試驗，其滲透系數(shù)KV=9.210-6cm/s、KH=1.210-5cm/s，屬微透水土層，因含水層滲透性差，單井涌水量較小（10m3/d）。初見水位標(biāo)高1.50米左右，穩(wěn)定水位標(biāo)高1.80米左右，其補(bǔ)給來源為大氣降水及地表水入滲補(bǔ)給，以大氣蒸發(fā)為主要排泄方式。蘇州地區(qū)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(jù)區(qū)域水文資料，蘇州市歷年最高潛水位標(biāo)高2.63m，最低潛水位標(biāo)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(jié)構(gòu)底板位于2粉砂層和粉質(zhì)粘土層，故該含水層為對隧道施工影響較大的含水層。根據(jù)先期相鄰站點抽水試驗報告，1、2層滲透系數(shù)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(bǔ)給來源主要為地下徑流補(bǔ)給，排泄方式以地下逕流及人工抽吸為主。據(jù)調(diào)查，金雞湖南側(cè)曾取土，取土深度達(dá)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(yīng)標(biāo)高在1.14m左右。 據(jù)區(qū)域水文資料，蘇州市歷年最高微承壓水頭標(biāo)高1.74m。最低微承壓水頭標(biāo)高0.62m。 承壓水承壓水含水層由2粉土層組成，埋深較大（達(dá)30m以上），據(jù)室內(nèi)試驗，滲透系數(shù)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(biāo)高-0.17m左右，據(jù)區(qū)域資料，蘇州市1990年以前最高承壓水頭標(biāo)高在-2.70m左右，最低承壓水頭標(biāo)高在-3.00m左右，綜合考慮，本場地承壓水頭標(biāo)高取-2.00m，該含水層補(bǔ)給來源應(yīng)為相鄰含水層的越流補(bǔ)給。二、降水工程設(shè)計2.1降水井平面布置降水井在端頭加固區(qū)外側(cè)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(fēng)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(jié)構(gòu)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(wǎng)?；ü芸籽?5mm，孔隙率35%，鐵網(wǎng)為80目，井管外填混合礫料1-2mm。降水井管井井口地面標(biāo)高2.00m,管口高出地面50cm，在包括標(biāo)高為-5.69-14.29m設(shè)10m過濾器。管井的具體結(jié)構(gòu)見圖2.2.1。2.2-1 管井結(jié)構(gòu)示意圖2.3觀測井管構(gòu)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(wǎng)為80目，井管外填混合礫料1-2mm。三、盾構(gòu)過中間風(fēng)井降水工程施工組織安排3.1 人員及設(shè)備安排盾構(gòu)過中間風(fēng)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(shù)工作內(nèi)容備注1技術(shù)員1記錄水位觀測數(shù)據(jù)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(fù)責(zé)接電線電纜4普工2安裝水泵及水管表3.12 降水施工設(shè)備安排表序 號設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù) 量備 注1沖擊鉆機(jī)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(jī)BX-3001臺5切割機(jī)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(jī)5T1臺10發(fā)電11、機(jī)500kw1臺用于應(yīng)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(jié)束時間工 期（天）備注降水井施工降水運行根據(jù)施工可調(diào)整四、施工技術(shù)措施4.1管井施工成孔施工機(jī)械選用濕鉆CZ-150型沖擊鉆機(jī)及其配套設(shè)備。成井工藝為沖擊成孔、泥漿護(hù)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(jiān)測鉆孔圖4.1-1 管井施工工藝流程圖（1）測放孔位：根據(jù)降水井井位平面布置圖測放井位，當(dāng)布設(shè)的井點受地面障礙物或施工條件影響時，現(xiàn)場可作適當(dāng)調(diào)整。（2）安裝鉆機(jī)：鉆機(jī)應(yīng)安裝穩(wěn)固水平，埋設(shè)護(hù)筒，沖錘吊起12、對中。（3）鉆進(jìn)成孔：開孔孔徑為800mm，一徑到底。鉆機(jī)施工達(dá)到設(shè)計深度時，宜多鉆0.30.5m。做好鉆探施工描述記錄。鉆進(jìn)過程中要確保鉆機(jī)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(nèi)自然造漿，鉆進(jìn)過程中泥漿比重控制在1.10以內(nèi)。（4）清孔換漿：下井管前的清孔換漿工作是保證成井質(zhì)量的關(guān)鍵工序，為了保證成孔在進(jìn)入含水層部位不形成過厚的泥皮，當(dāng)鉆孔鉆至含水層頂板位置時即開始加清水調(diào)漿。鉆進(jìn)至設(shè)計標(biāo)高后，在提鉆前將鉆桿提至離孔底0.50m，進(jìn)行沖鉆，清除孔內(nèi)雜物，同時將孔內(nèi)的泥漿密度逐調(diào)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(zhì)量得以保證13、的關(guān)鍵，它將直接影響成井質(zhì)量，因此施工時清孔換漿工作沒有達(dá)到規(guī)定的要求絕不允許進(jìn)入下一道工序的施工。（5）下井管：井管進(jìn)場，應(yīng)檢查過濾器的濾孔是否符合設(shè)計要求。下管前必須測量孔深，孔深符合設(shè)計要求后，開始下井管，下管時在濾水管上下兩端各設(shè)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(shè)計深度后，井口固定居中。下井管過程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不得中途停止，如因機(jī)械故障等原因造成孔內(nèi)坍塌或沉淀過厚，應(yīng)將進(jìn)管重新拔出，掃孔、清孔后重新下入，嚴(yán)禁將井管強(qiáng)行插入坍塌孔底。（6）填礫料（中粗砂）：填礫料前在井管內(nèi)下入鉆桿至離孔底0.30m0.50m，井管上口應(yīng)加悶頭密封后，采14、用動水法向管側(cè)填入礫料，并隨填隨測填礫料的高度，濾料應(yīng)大于濾網(wǎng)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(chǎn)生“架橋”現(xiàn)象，回填前需將粘土搗碎（粒徑小于3cm為宜）后填入。回填時應(yīng)控制下入速度及數(shù)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(yīng)在下完井管、填好濾料后立即進(jìn)行，采用活塞上下拉動排水洗井，以免時間過長，護(hù)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(jié)束后，在井內(nèi)及時下入深潛水泵、鋪設(shè)排水管道、電纜等。抽水與排15、水系統(tǒng)安裝完畢，即可開始試抽水。（10）排水: 洗井及降水運行時應(yīng)用管道將水排至場地四周的明渠內(nèi)。現(xiàn)場設(shè)專人對排水系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，保證排水系統(tǒng)暢通。4.2 鉆孔監(jiān)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(wěn)定的網(wǎng)噴混凝土塊，然后用風(fēng)鉆鉆9個觀測孔。當(dāng)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。孔位布置見圖3.1-1洞門檢測孔位圖。圖4.2-2 洞門檢測孔位圖五、 成井質(zhì)量保證措施及降水井保護(hù)5.1 質(zhì)量保證措施（1）成孔直徑嚴(yán)格控制在800mm，鉆進(jìn)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(wǎng)目數(shù)與層數(shù)嚴(yán)16、格執(zhí)行技術(shù)規(guī)范，下入井中之前需進(jìn)行檢查，合格方可使用。（3）濾料級配必須合理，干凈，不含雜質(zhì)，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(nèi)，如有必要，須采用空壓機(jī)洗孔。5.2. 降水井管的保護(hù)降水井點打設(shè)在坑內(nèi)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(shè)。為了保證井點管在基坑開挖及主體結(jié)構(gòu)施工期間的安全，將采取如下措施：（1）井點管打設(shè)時，避開支撐位置，使井點管不影響到支撐的架設(shè)，從而減小支撐架設(shè)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(jī)對井點管的破壞。（3）井點管附近土方開挖時，派專人進(jìn)行看護(hù)，確保其安全。（4）井點管口17、設(shè)置警示標(biāo)志，引起作業(yè)人員注意，提高保護(hù)意識。六、降水運行及監(jiān)測維護(hù)6.1 降水運行方法（1）降水井在基坑地面圍護(hù)結(jié)構(gòu)做完基坑開挖之前開啟部分水泵預(yù)先降水，以降低下部水頭，便于基坑的開挖，同時進(jìn)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(jù)觀測孔測得的地下水的水頭確定開泵數(shù)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(nèi)結(jié)構(gòu)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(yīng)根據(jù)驗算后需降低水位的深度，采用控制井內(nèi)水位的方法進(jìn)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(qiáng)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(dāng)降水井水頭降至設(shè)計要求時，可適當(dāng)調(diào)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(jù)調(diào)查，金雞湖南側(cè)曾取土，導(dǎo)致微承壓含水層與金雞湖水已貫通，降水運行時應(yīng)對降水運行的記錄，應(yīng)及時分析整理，繪制圖表，以合理指導(dǎo)降水工作，明確地下水補(bǔ)給來源，提高降水運行的效果。對停抽的井應(yīng)及時測量水位，每天12次。6.2 運行技術(shù)措施（1）設(shè)專人負(fù)責(zé)降水及監(jiān)測工作,保證基坑降水不間斷，降水運行階段應(yīng)經(jīng)常檢查泵的工作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)不正常應(yīng)及時調(diào)泵并修復(fù)。（2）降水的設(shè)備（主要是深井潛水電泵）在施工前及時做好調(diào)試工作，確保降水設(shè)備在降水運行階段運轉(zhuǎn)正常。（3）工地現(xiàn)場應(yīng)備足抽19、水泵，數(shù)量多于井?dāng)?shù)的35臺。使用的潛水泵要做好日常保養(yǎng)工作，發(fā)現(xiàn)壞泵立即修復(fù)，無法修復(fù)的應(yīng)及時更換。（4）降水運行階段應(yīng)有備用電源，如遇電網(wǎng)停電，及時通知降水施工人員，啟用備用電源，進(jìn)行正常降水，保證施工安全。（5）電纜與管道系統(tǒng)在設(shè)置時應(yīng)注意避免在抽水過程中不被挖土機(jī)、吊車等碾壓、碰撞損壞，因此，現(xiàn)場要在這些設(shè)備上進(jìn)行標(biāo)識。（6）在施工基坑底板前，應(yīng)作好止水鋼環(huán)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(hù)工作，以便盾構(gòu)機(jī)通過時重新啟用。盾構(gòu)始發(fā)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(yè)組認(rèn)真落實，并定期檢查整改的良性運行體系。7.2嚴(yán)格遵守執(zhí)行各項安全生產(chǎn)規(guī)章制度，各項安全操作規(guī)程掛牌，定期教育檢查，違章從重處罰。7.3在危險地段設(shè)立安全標(biāo)志。7.4關(guān)鍵工種如電、機(jī)械操作等崗位持證專職定員落實；安全防護(hù)設(shè)施合理并配齊；進(jìn)入現(xiàn)場人員必須遵守安全防護(hù)規(guī)定；7.5抽水設(shè)備要定機(jī)定人維修保養(yǎng)，保證機(jī)械運行正常。7.6 降水施工過程中合理擺放電源進(jìn)線，總配電箱、分配電箱的位置及線路走向，嚴(yán)禁任何車輛碾壓電線線路。7.7施工過程中要做到一機(jī)、一閘、一保護(hù)。7.8 整個施工現(xiàn)場按三級配電內(nèi)容形式布置（示意圖表示）；總配電箱分配電箱開關(guān)箱用21、電設(shè)備，配電箱、開關(guān)箱按現(xiàn)場順時針逐一編號，箱內(nèi)所用開關(guān)明顯的標(biāo)志注明，其回路和所控用電設(shè)備等所運行的開關(guān)箱均有專人負(fù)責(zé)，整個施工現(xiàn)場有持證電工按時檢查和不定期檢查，以防發(fā)生觸電事故。7.10 配電箱使用推薦產(chǎn)品，開關(guān)電器，裝置必須端正、牢固，配電箱、開關(guān)箱應(yīng)配鎖，并專人負(fù)責(zé)。八、文明施工及環(huán)境保護(hù)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(xiàn)場平面整潔，各種材料、機(jī)具、操作臺按平面圖位置堆擺整齊。8.3定時對現(xiàn)場進(jìn)行撒水，以防起風(fēng)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(jīng)過防疫衛(wèi)生部門審批，內(nèi)外要整潔，灶具用具須干凈，無腐爛變質(zhì)食品，做到無蠅、無鼠、無蜘蛛網(wǎng)。8.6施工現(xiàn)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(yè)主和監(jiān)理單位領(lǐng)導(dǎo)與業(yè)務(wù)人員，誠懇接受批評和指導(dǎo)。8.7施工現(xiàn)場嚴(yán)禁大聲喧嘩、嚴(yán)禁打架斗毆。8.8作業(yè)人員掛牌上崗。