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1、含承壓水設(shè)隔水帷幕粘性土地層中深基坑管井加真空降水施工工法1.前言在我國長江三角洲地區(qū)，廣泛沉積了巨厚的第四級松散地層，其中普遍發(fā)育有多層厚度穩(wěn)定的承壓含水層和含水量較高的軟土層。同時(shí)長三角地區(qū)又是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快地區(qū)，目前地鐵車站中深、大基坑施工已涉及這些層，基坑底板已進(jìn)入到承壓含水層。承壓含水層對基坑開挖的威脅越來越大，施工降水的難度也日益加大，尤其在軟土發(fā)育的長三角地區(qū)，基坑開挖與降水引起的土體變形對環(huán)境的影響成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。無錫地鐵1號線大學(xué)城站，影響工程施工的地下水主要是淺層孔隙潛水和孔隙微承壓水及埋深較深的第承壓水。做好大學(xué)城站施工期間，尤其是開挖過程中降水工作，避免坑底突涌，2、防止坑壁土體坍塌，保證施工安全和減少基坑開挖對周圍環(huán)境的影響，具有十分重要的意義。中鐵一局集團(tuán)在施工中采用承壓水設(shè)隔水帷幕粘性土層中降水管井加真空的降水方式，對粘性土層中基坑開挖范圍內(nèi)潛水進(jìn)行降低水位，承壓水降低水頭的辦法，保證基坑施工安全，減小降水引起地面沉降方面效果明顯，技術(shù)先進(jìn)，故有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 2.工法特點(diǎn)2.1 在粘性土中采用降水管井加真空，降水效果顯著。2.2將水位監(jiān)測孔的數(shù)據(jù)處理和信息反饋技術(shù)應(yīng)用于施工，利用監(jiān)控量測指導(dǎo)施工，動(dòng)態(tài)修正施工方法，確保施工安全、快速。2.3 降降壓井布置在坑內(nèi)，施工作業(yè)占地面積小、方便、經(jīng)濟(jì)合理。 3.適用范圍粘性土地層，滲透系數(shù)6.13、010-8 cm/s,3.1810-5cm/s）車站基坑開挖施工降水需要。4.工藝原理采用“隔水帷幕”的方式，基坑采用地下連續(xù)墻鋼支撐的圍護(hù)結(jié)構(gòu)方式。地下連續(xù)墻使?jié)撍畬涌觾?nèi)外失去水力聯(lián)系，坑內(nèi)降水對坑外影響較小，甚至無影響。而圍護(hù)結(jié)構(gòu)對坑內(nèi)潛水層增加了一個(gè)封閉的不透水邊界。在這種工況下，疏干井布置在坑內(nèi)，成均勻分布，由于坑內(nèi)外地下水失去了水力聯(lián)系，坑內(nèi)水位降低后，側(cè)向補(bǔ)給為零（如果圍護(hù)結(jié)構(gòu)不漏水），坑底會(huì)有一部分水補(bǔ)給，坑底主要為粘土和粉質(zhì)粘土層，補(bǔ)給量很小。疏干井一般超過開挖面35m,而不超過隔水帷幕深度。在承壓含水層對基坑開挖造成影響地段，設(shè)置降壓井降低承壓水水頭。5.施工工藝流程及操4、作要點(diǎn)5.1施工工藝流程施工準(zhǔn)備降水井管井成孔清孔、下井管 圍填砂礫、填泥封孔洗井、下泵試抽水加真空、預(yù)抽水降水運(yùn)行封井5.2操作要點(diǎn)5.2.1 降水管井施工降水管井的數(shù)量、分部、深度根據(jù)基坑形狀、大小和降水深度要求等因素確定。管井鉆進(jìn)采用第四系松散地層回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過程中為防止井壁坍塌，掉塊、漏水以及鉆進(jìn)高壓含水、氣層時(shí)可能產(chǎn)生的噴涌等井壁失穩(wěn)事故，采用泥漿護(hù)壁，保持井內(nèi)液體壓力與地層側(cè)壓力（包括土體和水壓力）平衡。回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)法施工（成井施工工藝流程參見圖5.2.1-1，洗井示意參見圖5.2.1-2），施工中的具體要求有如下幾點(diǎn)：井管、過濾器制作鉆機(jī)就位，對中整平井管、過濾器驗(yàn)收鉆進(jìn)成孔、泥漿5、護(hù)壁終孔驗(yàn)收，下井管圍填砂礫、填泥封孔洗井、試抽水圖5.2.1-1 管井施工工藝流程圖圖5.2.1-2 空壓機(jī)洗井結(jié)構(gòu)示意圖1、井管應(yīng)無缺損、裂縫，彎曲等缺陷，管端面與管軸線垂直，保證井管連接后垂直。2、井管應(yīng)有足夠的抗壓、抗拉、抗彎強(qiáng)度，以保證井管能承受井壁地層和濾料的側(cè)向壓力。3、井管管井應(yīng)滿足抽水設(shè)備的要求；4、井壁應(yīng)光滑、圓整，以保證抽水設(shè)備順利安裝和洗井施工；5、過濾器應(yīng)有較大空隙率，以盡可能增加管井的出水量；6、井管材質(zhì)應(yīng)無毒，對地下水無污染；7、井管應(yīng)安裝在井正中，以保證濾料厚度均勻，井管安裝應(yīng)設(shè)置找中器；8、井管應(yīng)坐落在原狀土層上，不能懸空，避免井管下沉；9、井管連接應(yīng)圓直、牢6、固，井管偏斜度小于1，安裝位置偏差小于300mm；10、井管底部應(yīng)封底。5.2.2圍填砂礫將濾料投入到過濾管與井壁之間環(huán)狀間隙中的工序。填砂礫直接影響管井質(zhì)量，施工質(zhì)量不好直接導(dǎo)致管井報(bào)廢。濾料數(shù)量按下式計(jì)算：V0.785(D2-d2)L*式中V-濾料數(shù)量；D填礫段井徑；d過濾管外徑；L填礫段長度；超徑系數(shù)由于井管較淺采用靜水填礫法，填礫時(shí)從管口返出的泥漿應(yīng)導(dǎo)流回井內(nèi)，防止井內(nèi)泥漿面下降過大造成井壁坍塌。填料時(shí)沿井管四周均勻連續(xù)填入，隨填隨測。5.2.3洗井施工洗井是成井工藝中一項(xiàng)非常重要的工序。洗井的目的主要有以下幾個(gè)方面：1、清除井內(nèi)泥漿和附著于井壁上的泥皮；2、抽出滲入到含水層中的泥漿和7、細(xì)小顆粒，使過濾器周圍形成滲透性良好的圓環(huán)帶，增大管井出水量 3、降低井水含砂量。 采用活塞和空壓機(jī)聯(lián)合洗井，以活塞洗井為主，空壓機(jī)洗井為輔的洗井方法。為防止活塞被卡于井內(nèi)，活塞的外徑應(yīng)小于井管內(nèi)徑0.51.0cm。活塞洗井使井內(nèi)水位震蕩，反復(fù)進(jìn)行直至出水變清。洗井過程中活塞不得在孔內(nèi)停留，以免水中砂子沉淀，將活塞卡主。洗井應(yīng)反復(fù)進(jìn)行直至水清。5.2.4試驗(yàn)抽水為檢測管井的出水性能，必須對穩(wěn)定流狀態(tài)下的抽水能力進(jìn)行試驗(yàn)。測量靜止水位 檢查抽水設(shè)備，測量水量 含砂量測定5.2.5加真空預(yù)降水降水井經(jīng)驗(yàn)收完畢，在開挖前20天對疏干井進(jìn)行加載真空負(fù)壓開始運(yùn)行，以保證開挖范圍內(nèi)土方的干開挖。加載負(fù)壓真8、空抽水時(shí)，每4口井配備1臺(tái)真空泵，每口井單用一臺(tái)潛水泵，要求潛水泵的抽水能力應(yīng)滿足單井的最大出水量，預(yù)抽水期間真空管路的真空度大于-0.06MPa，潛水泵和真空泵同時(shí)開啟，抽水安裝示意圖見圖5.2.5-1。圖5.2.5-1真空負(fù)壓疏干井抽水示意圖5.2.6降水運(yùn)行由于基坑開挖是分段、分層由淺入深逐步進(jìn)行的，對降水來說也不需要將地下水位一次降至基坑設(shè)計(jì)開挖深度。對由于降低基坑下部承壓水含水層水位能較敏感的引起周圍地面變形，引起周圍重要建筑物沉降。為保護(hù)基坑開挖安全易為保護(hù)環(huán)境，施工時(shí)，應(yīng)盡可能少的抽取地下水。對不同抽水量的情況下，精確計(jì)算降水目的含水層的水位降，使基坑開挖施工得到安全保證的基礎(chǔ)上9、，盡可能把由于降水引起對環(huán)境的影響降到最低限度。5.2.6.1周邊環(huán)境監(jiān)測根據(jù)基坑周邊環(huán)境復(fù)雜程度，如地下管線、重要標(biāo)志性建筑等進(jìn)行監(jiān)測指導(dǎo)施工。降水過程中監(jiān)測項(xiàng)目主要包含如下幾種：周邊地表沉降臨近建、構(gòu)筑物沉降和傾斜觀測周邊地下管線的垂直和水平位移監(jiān)測坑外淺層地下水水位監(jiān)測基坑坑底土體回彈坑外孔隙水壓力及分層沉降監(jiān)測5.3勞動(dòng)力組織（見表5.3）。表5.3 勞 動(dòng) 力 組 織 情 況 表 序號單項(xiàng)工程所需人數(shù)工作職責(zé)1項(xiàng)目負(fù)責(zé)人1統(tǒng)一指揮，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)，降水資料收集及數(shù)據(jù)分析，負(fù)責(zé)地下水位實(shí)時(shí)監(jiān)控2技術(shù)人員2負(fù)責(zé)現(xiàn)場指導(dǎo)作業(yè)3管井施工12管井鉆孔、下井管，圍填砂礫，洗井4電工3負(fù)責(zé)施工現(xiàn)場降水電10、路布置，負(fù)責(zé)降水設(shè)備、電路系統(tǒng)檢查工作承壓降水期間24小時(shí)值班，確保供電系統(tǒng)正常電源切換時(shí)位于雙向閘刀位置，接到發(fā)電機(jī)工的指令，迅速切換電源5發(fā)電機(jī)工2承壓降水期間24小時(shí)值班，確保停電時(shí)能夠立即以最快速度啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組，及時(shí)供電平時(shí)做好發(fā)電機(jī)組的保養(yǎng)維修工作6降水人員4負(fù)責(zé)水位觀測，原始數(shù)據(jù)采集24小時(shí)值班，保護(hù)抽水設(shè)備挖土期間保護(hù)降水井，防止降水井破壞降水期間負(fù)責(zé)現(xiàn)場巡邏，密切注意用電情況，一旦停電立即通知發(fā)電機(jī)工和電工電源切換時(shí)位于各降壓啟動(dòng)箱和分電箱位置，根據(jù)啟動(dòng)箱指示燈狀態(tài)或電表狀態(tài)隨時(shí)對各降水井進(jìn)行開啟合 計(jì) 24人6.材料與設(shè)備本工法無需特別說明的材料，采用的機(jī)具設(shè)備見表6。 表611、 機(jī) 具 設(shè) 備 表 序號設(shè)備名稱設(shè)備型號單位數(shù)量用途1成井鉆機(jī)GPS-10型臺(tái)1鉆井施工2泥漿泵3PNL臺(tái)1提供循環(huán)泥漿3電焊機(jī)ZXF臺(tái)1井管連接4空壓機(jī)ZV臺(tái)1洗井5潛水泵QDX3-25-0.75臺(tái)9抽水6潛水泵QX3-35-1.1臺(tái)7抽水7真空泵2S-185臺(tái)4形成負(fù)壓8測繩30m根2測井深7.質(zhì)量控制7.1工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)7.1.1管井施工質(zhì)量執(zhí)行建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范。管井施工允許偏差按表7.1.1執(zhí)行。表7.1.1 降水施工質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 序號項(xiàng) 目允許偏差（mm）檢驗(yàn)方法單位數(shù)值1排水溝坡度12目測：坑內(nèi)不積水2井管垂直度1插管時(shí)目測3井管（點(diǎn)）間距（與設(shè)計(jì)比）150用鋼12、尺量4井管（點(diǎn)）插入深度（與設(shè)計(jì)相比）200水準(zhǔn)儀5過濾砂礫料填灌（與計(jì)算值比）5檢查回填料用量井點(diǎn)真空度：輕型井點(diǎn)kPa60真空度表7.2質(zhì)量保證措施7.2.1設(shè)備進(jìn)場前應(yīng)進(jìn)行檢修和維護(hù)保養(yǎng)，確保進(jìn)場設(shè)備的完好，保障設(shè)備能正常運(yùn)行。并經(jīng)項(xiàng)目部驗(yàn)收合格后方可使用。7.2.2配備必要的機(jī)修器具、零配件和消耗性材料，做好運(yùn)行階段的日常保養(yǎng)，確保主機(jī)設(shè)備在施工期間的正常運(yùn)行能力，保障施工順利進(jìn)行。并及時(shí)做好設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、保養(yǎng)、維修工作記錄表。7.2.3施工前，項(xiàng)目部各類管理人員須做好向作業(yè)層全體人員的技術(shù)、質(zhì)量、安全和文明施工交底工作，使參加施工的每一個(gè)人都知道應(yīng)該做什麼，怎樣去做好。盡量調(diào)動(dòng)每一個(gè)人的13、積極性，爭取實(shí)施施工中的全面、全員、全過程的質(zhì)量控制。7.2.4規(guī)范施工記錄：降水資料由技術(shù)人員和現(xiàn)場負(fù)責(zé)人統(tǒng)一收集、整理、存放，并按要求及時(shí)報(bào)總承包方和監(jiān)理驗(yàn)收。各項(xiàng)記錄應(yīng)規(guī)范和完整，為竣工資料匯總準(zhǔn)備好基礎(chǔ)資料。7.2.5認(rèn)真驗(yàn)收，確保材料質(zhì)量：自購的井管、濾料和焊條等材料均應(yīng)按規(guī)定實(shí)施進(jìn)場質(zhì)量驗(yàn)收，及時(shí)填寫進(jìn)場材料驗(yàn)收記錄。對驗(yàn)收不合格的產(chǎn)品應(yīng)予退貨，撤離現(xiàn)場或隔離放置，并做好不合格標(biāo)記。只有經(jīng)驗(yàn)收合格的材料才能投入使用，并掛牌加以標(biāo)識(shí)。 7.2.6應(yīng)在保障降水施工計(jì)劃用電量的基礎(chǔ)上注意供電正常與否，若發(fā)生計(jì)劃停電或線路臨時(shí)修理停電情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)預(yù)先通知，預(yù)防降水中途突然停止作業(yè)，影響基14、坑開挖的后果。7.2.7對生產(chǎn)作業(yè)中發(fā)現(xiàn)的工程質(zhì)量問題，質(zhì)量員應(yīng)及時(shí)組織有關(guān)當(dāng)事人進(jìn)行不合格評審，判定其性質(zhì)，分析其原因，制訂整改措施，及時(shí)加以落實(shí)，并對結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證記錄。同時(shí)針對不合格原因制訂糾正、預(yù)防措施，防止同類質(zhì)量問題再次發(fā)生。7.2.8定時(shí)巡視降排水運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理系統(tǒng)運(yùn)行的故障和隱患。7.2.9按要求觀測水位和頻次，及時(shí)了解開挖過程中的水量變化情況，并根據(jù)水位變化情況，調(diào)整水泵地段和開泵數(shù)量，盡量減少地下水的排放量。8.安全措施8.1認(rèn)真貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定、條例，結(jié)合施工單位實(shí)際情況和工程的具體特點(diǎn)，組成專職安全員和班組兼職安全員以及工地安全15、用電負(fù)責(zé)人參加的安全生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各級人員的職責(zé)，抓好工程的安全生產(chǎn)。8.2施工現(xiàn)場按符合防火、防風(fēng)、防雷、防洪、防觸電等安全規(guī)定及安全施工要求進(jìn)行布置，并完善布置各種安全標(biāo)識(shí)。8.3電力開關(guān)柜及動(dòng)力配電箱要上鎖，要做好防雨防砸等防護(hù)工作。其放置地點(diǎn)要安全、平穩(wěn)，周圍無雜物堆放。 8.4氧氣瓶與乙炔瓶隔離存放，嚴(yán)格保證氧氣瓶不沾染油脂、乙炔發(fā)生器有防止回火的安全裝置。8.5施工現(xiàn)場的臨時(shí)用電嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。8.6 基坑管涌、流砂現(xiàn)象處理措施：當(dāng)基坑內(nèi)出現(xiàn)較嚴(yán)重的管涌或流砂時(shí)，立即停止基坑開挖及降水，必要時(shí)采取灌水反壓或堆料反壓。當(dāng)16、管涌、流砂停止后，可通過注漿加固、堵漏處理。8.7施工現(xiàn)場使用的手持照明燈使用36V的安全電壓。8.8建立完善的施工安全保證體系，加強(qiáng)施工作業(yè)中的安全檢查，確保作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。9.環(huán)保措施9.1成立對應(yīng)的施工環(huán)境衛(wèi)生管理機(jī)構(gòu)，在工程施工過程中嚴(yán)格遵守國家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和規(guī)章，加強(qiáng)對施工燃油、工程材料、設(shè)備、廢水、生產(chǎn)生活垃圾、棄渣的控制和治理，遵守有防火及廢棄物處理的規(guī)章制度，做好交通環(huán)境疏導(dǎo)，充分滿足便民要求，認(rèn)真接受城市交通管理，隨時(shí)接受相關(guān)單位的監(jiān)督檢查。9.2將施工場地和作業(yè)限制在工程建設(shè)允許的范圍內(nèi)，合理布置、規(guī)范圍擋，做到標(biāo)牌清楚、齊全，各種標(biāo)識(shí)醒目，17、施工場地整潔文明。9.3對施工中可能影響到的各種公共設(shè)施制定可靠的防止損壞和移位的實(shí)施措施，加強(qiáng)實(shí)施中的監(jiān)測、應(yīng)對和驗(yàn)證。同時(shí)，將相關(guān)方案和要求向全體施工人員詳細(xì)交底。9.4設(shè)立專用排漿溝、集漿坑，對廢漿、污水進(jìn)行集中，認(rèn)真做好無害化處理，從根本上防止施工廢漿亂流。9.5定期清運(yùn)沉淀泥砂，做好泥砂、棄渣及其它工程材料運(yùn)輸過程中的防散落與沿途污染措施，廢水除按環(huán)境衛(wèi)生指標(biāo)進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)外，并按當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求的指定地點(diǎn)排放。棄渣及其它工程廢棄物按工程建設(shè)指定的地點(diǎn)和方案進(jìn)行合理堆放和處治。9.6優(yōu)先選用先進(jìn)的環(huán)保機(jī)械。采取設(shè)立隔音墻、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允許值以下，同時(shí)盡可能避免夜間施工。918、.7對施工場地道路進(jìn)行硬化，并在晴天經(jīng)常對施工通行道路進(jìn)行灑水，防止塵土飛揚(yáng)，污染周圍環(huán)境。10.效益分析10.1本工法充分應(yīng)用地下連續(xù)墻隔水帷幕作用，將降壓井設(shè)在基坑內(nèi)，所需施工井的數(shù)量減少，降低施工成本 。同時(shí)根據(jù)開挖的工況分段、分層抽水，降低了地表沉降，保護(hù)了基坑周邊管線和建筑物。11.應(yīng)用實(shí)例無錫城鐵1 號線土建工程17標(biāo)段大學(xué)城站明挖車站基坑降水11.1工程概況大學(xué)城站主體結(jié)構(gòu)外包尺寸為190.2m（長）20.3m（標(biāo)準(zhǔn)段寬），地下二層車站，地下一層為站廳層，地下二層為站臺(tái)層，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土箱型結(jié)構(gòu)。北端頭井基坑開挖深度約18.3m，南端頭井基坑開挖深度約17.9m，標(biāo)準(zhǔn)段基坑19、開挖深度約16.36m左右。車站頂板覆土厚約3.05m。車站采用地下連續(xù)墻為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，墻厚度為800mm，標(biāo)準(zhǔn)段圍護(hù)墻墻深29m。基坑開挖深度16.216.5m，基坑開挖底面位于第(6)1-1層粉質(zhì)粘土中，地下墻墻趾插入(6)2層粉質(zhì)粘土中；北端頭井圍護(hù)墻墻深為32m。基坑開挖深度為18.3m，基坑開挖底面位于第(6)1層粘土中，地下墻墻趾插入第(7)1層粉質(zhì)粘土中；南端頭井圍護(hù)墻墻深為32m。基坑開挖深度為17.9m，基坑開挖底面位于第(6)1層粘土中，地下墻墻趾插入第(7)1層粉質(zhì)粘土、第(7)2層粉砂（粉土）中。大學(xué)城站為地下二層10m寬島式站臺(tái)車站，車站有效站臺(tái)中心線里程為右CK28+20、027.404，設(shè)計(jì)起終點(diǎn)分界里程分別為右CK27+944.404、右K28+133.004。車站外包長度188.6m、標(biāo)準(zhǔn)段外包寬18.7m。本次降水工程主要為地鐵1號線大學(xué)城站主體結(jié)構(gòu)基坑具體性質(zhì)見表11.1：表11.1 基坑工程性質(zhì)表工程部位開挖深度(m)開挖面標(biāo)高(m)圍護(hù)方式圍護(hù)深度(m）主體結(jié)構(gòu)北端頭井18.418-12.968地下連續(xù)墻31標(biāo)準(zhǔn)段16.52816.147-11.078-10.6972930南端頭井18.037-12.58732注： 本工程地面標(biāo)高取平均地面標(biāo)高+5.45m。根據(jù)本工程基坑開挖及基礎(chǔ)底板結(jié)構(gòu)施工要求，降水的目的為：1、疏干開挖范圍內(nèi)土體中的地下水，方21、便挖掘機(jī)和工人在坑內(nèi)施工作業(yè)；2、降低坑內(nèi)土體含水量，提高坑內(nèi)土體強(qiáng)度；3、降低下部承壓含水層及承壓含水層的水位，減少坑底隆起和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形量，防止基坑底部突涌的發(fā)生，確保施工時(shí)基坑底板的穩(wěn)定性。為了方便基坑的開挖作業(yè)，并且保證基坑的安全開挖,對于主體結(jié)構(gòu)我們需要期疏干開挖范圍內(nèi)潛水含水層和(3)3層中的含水量。同時(shí)，因(6)2-1層夾有粉砂層，屬弱透水層，該層具有一定的承壓性，故降水設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮該層對基坑的影響，需布置若干該層的減壓降水井。1、(3)2層、(3)3-1層和(3)3層基坑上部的含水層主要為(3)2層粉質(zhì)粘土夾粉土層、(3)3-1層粉質(zhì)粘土層和(3)3層粉土夾粉質(zhì)粘土層，根據(jù)土22、層特性，采用管井進(jìn)行淺部土層的疏干降水，基坑內(nèi)水位應(yīng)控制在開挖面以下1m。2、(6)2-1層工程中主體結(jié)構(gòu)基坑圍護(hù)底部位于(6)2層或(7)1層中，基本將(6)2-1層隔斷,且(6)2-1層水量較小，基坑內(nèi)抽取承壓水理論上不會(huì)對基坑外產(chǎn)生影響。故本次減壓降水工程采用將基坑內(nèi)部分疏干井加深至(6)2-1層來降低承壓含水層的水位的降水方式，以滿足基坑的安全開挖要求。(6)2-1層在本車站均有分布，根據(jù)靜探曲線可以看出，南側(cè)基坑(6)2-1層砂性較大，而北側(cè)基坑(6)2-1層砂性相對較小，降水設(shè)計(jì)中可根據(jù)地層的分布特性合理布置降水井間距。降水井分布圖見圖11.1大學(xué)城站主體結(jié)構(gòu)降水井分布圖11.1大23、學(xué)城站主體結(jié)構(gòu)降水井分布圖11.2施工情況根據(jù)大學(xué)城站水文、地質(zhì)條件主體結(jié)構(gòu)共布置9口疏干井，7口降壓井。疏干井號為J1J9，深度為22m，濾管埋深為6.0010.00m、12.0015.00m、17.0021.00m，4.0022.00m深度內(nèi)回填濾料，04.00m深度內(nèi)填粘土；布置降壓井7口，井號為Y1Y7，深度為28m，其中Y1、Y2、Y6、Y7濾管埋深為6.0010.00m、1217m、2027m，4.0028.00m深度內(nèi)回填濾料，04.00m深度內(nèi)填粘土； H2-3H2-7濾管埋深為6.0010.00m、1215m、1720m、2327m，4.0028.00m深度內(nèi)回填濾料，04.24、00m深度內(nèi)填粘土降水井施工自2010年2月27日施工至2010年3月12日完工，后進(jìn)行抽水試驗(yàn)，2010年3月20日至21日完成現(xiàn)場降水試驗(yàn)。1、第一組：單井抽水試驗(yàn)2010年3月20日9：00對大學(xué)城站進(jìn)行單井抽水試驗(yàn)，抽水時(shí)間為9h。實(shí)測Y5初始水位埋深為4.51m，Y7初始水位埋深為4.17m。抽水井Y6單井出水量約為：13.8m3/d。單井抽水試驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)曲線見圖11.2.1、圖11.2.2.圖11.2.1 單井抽水試驗(yàn)觀測井埋深時(shí)間曲線圖11.2.2 單井抽水試驗(yàn)觀測井水位降深時(shí)間曲線從以上圖表及數(shù)據(jù)可以看出，抽水試驗(yàn)初期，觀測孔的水位下降速率較大，隨著時(shí)間的延續(xù)，增長速率逐漸減小25、。因現(xiàn)場施工條件的限制，單井抽水試驗(yàn)抽水9h后被迫停止。抽水9h后，Y5的水位降至6.72m（降深：2.21m），Y7水位降至7.01m（降深：2.83m）。2、第二組：群井抽水試驗(yàn)2010年3月21日10：00進(jìn)行群井抽水試驗(yàn)，抽水時(shí)間為20h。實(shí)測Y7單井抽水量為16.1 m3/d，Y5單井抽水量為12.0 m3/d。試驗(yàn)相關(guān)關(guān)系曲線見圖11.2.3、圖11.2.4。圖11.2.3 群井抽水試驗(yàn)觀測井水位埋深時(shí)間曲線圖11.2.4 群井抽水試驗(yàn)觀測井累計(jì)降深時(shí)間曲線從抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，在單井試驗(yàn)的基礎(chǔ)上開啟降水井Y7進(jìn)行群井抽水試驗(yàn)，抽水1d后，觀測井Y5水位降至9.37m（累計(jì)降深426、.86m）。從上圖可以看出，群井抽水試驗(yàn)初期水位下降速率大，之后速率逐漸減小，隨著時(shí)間的延續(xù)，水位仍繼續(xù)下降。本工程抽水試驗(yàn)采用降水井為混合型降水井，即同時(shí)涉及到（3）3層和（6）2-1層降水，因單井抽水試驗(yàn)停止后，由于工程降水的需求，開啟了基坑內(nèi)疏干井進(jìn)行抽水，致使單井停抽后觀測井的水位仍持續(xù)下降。基坑底板抗突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算本工程實(shí)測降壓井初始水位埋深約為4.174.51m，即絕對標(biāo)高為+1.28+0.94m，含水層的水位隨季節(jié)呈周期性變化，本次實(shí)測水位與勘察報(bào)告所提供（3）3層水位-1.08m相比水位偏高。根據(jù)實(shí)測水位，選取不利標(biāo)高+1.28m對基坑底板進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算及基坑穩(wěn)定性分析，分別見27、表3-2及表3-3。基坑底板穩(wěn)定性驗(yàn)算基坑底板的穩(wěn)定條件：基坑底板至承壓含水層頂板間的土壓力應(yīng)大于安全系數(shù)下承壓水的頂托力。即：hs FswH，其中：h 基坑底至承壓含水層頂板間距離(m)；s 基坑底至承壓含水層頂板間的土的重度(kN/m3)；H 承壓水頭高度至承壓含水層頂板的距離；w 水的重度(kN/m3)，取10kN/m3；Fs 安全系數(shù)，一般為1.01.2，本工程取1.10；圖11.2.5 基坑底板抗突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算示意圖1、(3)3層抗突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算(3)3層為無錫地區(qū)松散巖類孔隙弱承壓含水層，對于車站主體結(jié)構(gòu)，基坑開挖面位于(6)1-1層，將(3)3層挖穿，降水過程中則考慮對本層的疏干28、作用。2、(6)2-1層/(6)3層抗突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算本工程中視(6)2-1層和(6)3層為同一承壓含水層，初始水位標(biāo)高取+1.28m，選取鉆孔JC09-DX1作為計(jì)算參考孔，含水層層頂標(biāo)高為-16.64m，本工程(6)2-1層/(6)3層降壓情況見下表：表11.2.1 基坑底板抗突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算表（(6)2-1層/(6)3層）工程部位開挖面標(biāo)高(m)承壓水頂托力(Kpa)上覆土壓力(Kpa)水位降深（m）控制水位標(biāo)高（m）控制水位埋深（m）北端頭井-12.968197.173.411.25-9.9715.42標(biāo)準(zhǔn)段-11.078-10.697111.6119.37.777.07-6.49-5.729、911.9411.24南端頭井-12.58781.110.55-9.2714.72基坑穩(wěn)定性分析針對上述計(jì)算結(jié)果，為了保證基坑穩(wěn)定，根據(jù)公式hs FswH，計(jì)算基坑開挖時(shí)基坑穩(wěn)定臨界開挖深度。計(jì)算結(jié)果如表3-3：表11.2.2 基坑臨界開挖深度工程名稱地面標(biāo)高(m)承壓水頂托力(KPa)臨界開挖標(biāo)高(m)臨界開挖深度(m)大學(xué)城站+5.45197.1-6.7212.17當(dāng)基坑開挖至臨界開挖面以上時(shí)，需要對承壓含水層降壓，以保證基坑開挖安全。3.3.2基坑安全性分析1、微承壓含水層(3)3層位于基坑開挖范圍內(nèi)，其水位要求降至開挖面以下。因基坑圍護(hù)完全將該層隔斷，隨著抽水時(shí)間的延續(xù)，該層將被疏干，30、可以滿足基坑開挖要求。2、對于承壓含水層(6)2-1層/(6)3層，從群井抽水試驗(yàn)結(jié)果可以看出，Y6抽水2天、Y7抽水1d，觀測井Y5的水位降深為4.86m。從群井抽水水位數(shù)據(jù)曲線可以看出，觀測井的水位未降至穩(wěn)定狀態(tài)，即隨著抽水時(shí)間的延續(xù)，仍有繼續(xù)下降的可能性，且圍護(hù)基本將該層承壓含水層隔斷，隨著群井抽水時(shí)間的延續(xù)，現(xiàn)有降壓井抽水能夠滿足基坑開挖要求。11.3工程監(jiān)測與結(jié)果評價(jià)采用“有隔水帷幕管井加真空降水”工法施工后，為保證施工大學(xué)城站基坑開挖過程施工安全，運(yùn)用信息技術(shù)來指導(dǎo)施工，為施工提供可靠連續(xù)的監(jiān)測資料。施工過程中，由南京南大巖土工程技術(shù)有限公司對車站施工進(jìn)行全過程監(jiān)測，通過監(jiān)測分析如下：地表沉降監(jiān)測結(jié)果顯示，周邊地表最大沉降量為DB12-112.03mm，發(fā)生在基坑南端頭。地下水位最大累積量發(fā)生在SW7最大累計(jì)量-490mm，發(fā)生在南端頭擴(kuò)大端與標(biāo)準(zhǔn)段轉(zhuǎn)角部位。墻頂水平位移最大累計(jì)變化量發(fā)生在QD15，最大累積量為12.25mm，發(fā)生在1314軸1/2跨處。墻體深層側(cè)向位移CX10在12.0m深處最大累計(jì)量24.28mm。施工全過程處于安全、穩(wěn)定、快速、優(yōu)質(zhì)的可控狀態(tài)，整個(gè)開挖過程中未發(fā)生管涌，突涌等事故，開挖面土體穩(wěn)定，地下水位在開挖面下1.02.0m范圍。滿足基坑土方開挖和主體結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度需要，無安全生產(chǎn)事故發(fā)生，得到了各方的好評。