首鋼京唐公司一期二部煉鋼連鑄主廠房旋流井降水施工組織設計方案(14頁).doc
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2022-10-10
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1、1 工程概況1.1 概述首鋼京唐公司一期二部煉鋼連鑄主廠房26m漩流井的圍護結構采用1000mm厚地下連續墻,地下連續墻直徑28.2m,深45.0m。 1.2設計1、墻厚:1000mm;墻深:45.0 m;2、地連墻平面尺寸為圓形,中心線周長:約88.55 m,分18幅施工;3、砼強度等級:導墻:C25;地連墻:C35 (S10);4、垂直度:小于1/300;5、接頭形式:鎖口管; 6、其它見設計圖。1.3編制依據本次基坑降水設計主要依據以下技術法規和參考資料: 首鋼京唐公司26m漩流井地下連續墻結構設計,中冶京誠工程技術有限公司; 建筑地基基礎設計規范(GBJ 50007-2002); 巖土2、工程勘察規范(GB50021-2001); 建筑基坑工程技術規范(YB9258-97); 建筑與市政降水工程技術規范(JGJ/T111-98); 建筑基坑支護技術規程(JGJ 120-99); 抽水試驗規程(YSJ215-98,YBJ15-89); 劉建航等主編基坑工程手冊,中國建筑工業出版社,1997年4月; 黃運飛編著深基坑工程實用技術,兵器工業出版社,1996年11月; 龔曉南主編深基坑工程設計施工手冊,中國建筑工業出版社,1998年7月; 趙志縉,應惠清主編簡明深基坑工程設計施工手冊,中國建筑工業出版社;工程測量規范(GB50026-93);現場臨時用電安全技術規程(GBJ46-88)3、;建筑機械使用安全技術規程(GBJ33-2001);現場臨時用電安全技術規程(GBJ46-88);建筑機械使用安全技術規程(GBJ33-2001);中華人民共和國工程建設標準強制性條文有關內容。2 場地工程地質條件2.1 工程地質條件本次設計主要參考首鋼京唐鋼鐵聯合有限公司一期二部煉鋼連鑄主廠房26m漩流井工程的巖土工程勘察報告和設計圖紙,涉及本工程主要地層為層吹填砂、層細砂、層細砂、2層粉質粘土、3層粉土、層粉質粘土和層粘土,各層土的巖性特征如下:層吹填砂:灰褐色;均粒,次棱角狀,含碎貝殼,飽和;層厚3.1m,抽砂填海形成;層細砂:灰色,松散-稍密,飽和,長石-石英質,含少量貝殼碎片,顆粒呈4、圓形,均粒,層間夾粉質粘土、粉土;層細砂:灰色,中密-密實,飽和,長石石英質,含少量貝殼碎片,顆粒呈圓形,均粒,層間夾粉質粘土、粉土,含有機質,局部夾貝殼碎片層,碎片含量大于50%。2層粉質粘土:灰-灰黑色,軟塑,含有機質、貝殼碎片,有腥臭味,有粘土、粉砂夾層,局部可見灰綠色的條紋。無搖震反應,稍有光滑,干強度和韌性中等。3層粉土:灰-灰黑色,中密密實,飽和,含有機質、貝殼碎片,有腥臭味,夾粉砂、粉質粘土薄層,呈互層狀。搖震反應迅速,無光澤反應,干強度和韌性低。層粉質粘土:灰-灰黑色,軟塑可塑,含有機質、貝殼碎片,有腥臭味,有粘土、粉砂夾層,局部可見灰綠色條紋,無搖震反應,稍有光滑,干強度和韌5、性中等。層粘土:灰黃-黃褐色,可塑,含少量有機質、貝殼碎片,有腥臭味,與第3層粉土呈互層狀,局部可見灰綠色條紋。無搖震反應,光滑,干強度和韌性高。層細砂:灰黃灰褐色,密實,飽和,長石-石英質,含云母,磨圓度較好,均粒,層間夾粉土。本次勘探揭露層厚為0.4027.90m,普遍分布,該層大部分未穿透。2.2 區域氣象概況唐山市位于我國華北地區東北部,地處燕山山脈南部屬暖溫帶大陸季風氣候。冬季嚴寒,最低氣溫出現在1月份,極值達-21,平均氣溫為-5.7;夏季炎熱,最高氣溫出現在7月份,極值達38.9,平均氣溫為25.7;多年平均氣溫為10.7。全年無霜期為180天;近20年的最大凍結深度為720mm6、。本區多年平均降水量為593mm;降水量集中于7、8月份;最大積雪厚度為200mm。多年平均蒸發量1648.3mm。多年平均相對濕度為49%80%。本區的主導風向受季風控制,冬季多東北風,夏季多西南風;最大風速為東北風,風速達20 m/s。3 降水設計3.1 水文地質條件該場地主要地下水類型為潛水-承壓水,潛水含水層主要為層、層,層細砂為承壓水。地下水補給來源主要為大氣降水和側向徑流,并受潮汐影響。本次設計取上部含水層層、層滲透系數為K=1.0m/d進行計算。地下水水位埋深為5m,水位年變化幅度1.00m左右。3.2基底抗突涌穩定性驗算根據基底設計標高和場地土層的空間分布,擬建建筑基礎將坐落在7、層粉質粘土層的頂部,基坑開挖后的層及以下隔水層剩余厚度約11.6m,根據建筑地基基礎設計規范(GB 50007-2002)附錄W“基坑底抗滲流穩定性驗算”的公式:m(t+t)Pw1.1式中 m-透水層以上土的飽和重度(kN/m3)。 t+t-透水層頂面距基坑底面的深度(m)。按平均11.6m取值; Pw-含水層水壓力(kPa)。按年平均最高水位取值;(203.8+20.27.8)(39.510)=0.591.1不滿足規范要求,故必須通過降低下層地下水的水頭壓力至地面19.17m以下,以保證基坑底抗滲流穩定性的要求,以防止基坑突涌。3.3降水方案根據場地水文地質條件和類似工程的降水經驗,采用無砂8、水泥管井方案是合理的。 3.4降水井深度降水井深度采用建筑與市政降水工程技術規范(JGJ/T111-98)中的6.2.3式計算公式:Hw=HW1+HW2+HW3+HW4+HW5+HW6式中 HW-降水井深度(m); HW1-基坑深度(m),HW1=28.3m; HW2-降水水位至基坑底的深度(m),HW2=2.5m; i-水力坡度,取i=1/10; r0-基坑等效半徑或井間距;r0=0.564F=16.99m; HW3-ir0=1.7m; HW4-降水期間水位變幅(m),HW4=1.0m; HW5-降水井過水長度(m),HW5=1.0m; HW6-沉砂管長度(m),HW6=6.0m;HW=289、.3+2.5+1.7+1.0+1+6=40.5(m)考慮到承壓水頂面為40.0m左右,本次降水井深度采用HW=50m和35m,間隔分布。3.5涌水量 單井涌水量單井涌水量按建筑與市政降水工程技術規范(JGJ/T111-98)中6.4.5-1式計算:q=24ld/式中 q-單井出水量(m3/d); d-過濾器外徑(mm),d=400mm; l-過濾器淹沒段長度(m),取l=1.0m; -與含水層滲透系數有關的經驗系數,=130; q=241.0400130=73.8(m3/d) 總涌水量按上部潛水與下部承壓水的涌水量之和計算。 總涌水量按抽水穩定后的涌水量。潛水完整井出水量公式為Q=1.366K10、(2H-S)S/(lgR0-lgr0)承壓水完整井出水量公式為Q=2.73KMS/(lgR0-lgr0)式中 Q -總涌水量(m3); M -承壓含水層厚度(m); K-滲透系數(m/d),上層潛水K=1.0m/d,下層承壓水K=1.1m/d; H-潛水含水層厚度(m);上層潛水H=18.3m,下層承壓水H=10 m;S-靜止水位與設計降低水位之差即水位降深(m);上層潛水S=18.27m,下層承壓水S=18.27m;R-影響半徑(m);R=2SKH,上層潛水R=156.4m,下層承壓水轉潛水R=121.19m;R0-基坑范圍內的應用半徑(m);上層潛水R0=R+r0=173.39m; 下層承11、壓水R0=138.18m; 上層潛水Q1:Q1=1.3661.0(218.3-18.27)18.27(lg173.39-lg16.99)= 453.4542m3/ d 下層承壓水Q2:Q2=2.731.11018.27(lg138.18-lg16.99)=602.7432(m3/d)基坑總涌水量:Q=Q1+Q2=453.4542+765.478=1056.197m3/d3.6 降水井布置基坑周邊所須井數為:N=kQ/q式中 N-所需井數; Q-總涌水量 (m3/d);q-單井出水量(m3/d);k-保險系數,取k=1.1; N=1.11056.19773.8=15.74考慮到降水初期,涌水量較12、大,為了加快降水進程,本次設計取N=20口。為加快降水速度,中間設觀察井3口,井深35m,前期用于抽水,后期用于觀測水位。詳見附圖1。由于沒有水文地質參數且地層條件不詳,上述水量計算僅作參考。根據周邊降水經驗,總用水量在1500 m3/d以內,單井出水量應在70100 m3/d。3.7降水效果及影響范圍 水位降深本次設計計算公式采用穩定流潛水完整井公式,計算如下: QSr= H- H2- lgR-lg(r1.r2.r3.rn)/n 1.366K為說明兩層地下水的降水效果,本次設計對上層潛水和下層承壓水分別進行了計算。計算結果顯示:由于層隔水層的存在,會涉及到上層潛水疏不干的問題,但此時水位已降13、至隔水層以下,水頭已無壓力。水位降深計算結果詳見附圖2。由附圖2可知水位降深完全滿足規范及施工要求。 抽水引起的地面沉降沉降計算公式采用巖土工程勘察規范(GB50021-94)附錄七中(附7-2)式進行計算,基坑外地面沉降的計算中,對上層潛水和下層承壓水分別進行了計算,地面的沉降為兩層沉降之和,中間隔水層不參與沉降計算。實踐經驗證明,深層含水層(組)中進行井點降水對周邊環境的影響是很小的。由于降水引起的承壓水頭降落漏斗的坡度平緩,以及第層粘土的硬塑狀態等性質,深層井降水所引起的不均勻沉降可以忽略不計,不會影響建(構)筑物的安全性。沉降計算公式采用:Sw=MSi (hi/ESi)式中 Sw -由14、于降水引起的地面沉降值(mm); MS-沉降計算經驗系數(取1.0);i -水位下降引起的各地層有效應力增量(Kpa);hi -受降水影響的各地層厚度(m);ESi -各地層的壓縮模量(Mpa);n-計算的地層層數。 計算參數見地質勘察報告,計算結果詳見附圖3。由附圖3可以看出:含水層抽水引起的地面沉降坡度遠小于2,不會對一般建筑物造成危害。3.8 排水系統排水系統由集水池、沉淀池和300水泥排水導管組成,最終排到附近雨水管網中。4 技術措施降水技術措施分布在成井和洗井的全過程中。成井過程中,采用兩次成井的方法,第一次采用小鉆頭成孔后,淘出孔內的濃泥漿,加大鉆頭后進行擴孔,并及時淘出孔內泥漿。15、盡量減少成井過程中泥漿堵塞上層地下水的過水通道;成井質量好壞的另一因素是填礫,填礫質量的好壞直接影響成井質量。首先采用合格合理粒徑的填料,其次在填料前首先將水管放入井底,邊放水將井內的混水返出,邊填濾料將填礫中的細小顆粒及泥土返出;成井質量的另一方面是成井外形,為使過濾管位于成孔的正中間,在底節和中間井管的四周固定三塊10cm厚的木塊,保證井管居中,井管間用竹片固定,防止井管錯位而影響使用;5 質量保證措施降水工程的質量主要取決以下幾個方面:第一,完整、完善的降水設計;第二,完善的施工技術;第三,嚴密的管理系統;第四,嚴肅認真的工作態度;第五,科學嚴密的驗收體系。針對上述特點,我公司制定了嚴密16、的質量保證措施,摘抄如下:降水設計的依據盡量使用現行規程規范中的計算公式和理論,對無依據無實踐和地層不清楚的經驗公式等絕對不允許在設計中使用,若有可能盡量列舉相同地層或相近地層的成功和失敗的經驗;降水設計必須經過公司三級審核,集思廣益,充分顯示集體的綜合實力;設計盡量采用完善的施工方法和工藝,對有爭議的工藝和流程一律不準采用;成井過程中有專人負責,把好各成井環節,并有詳細記錄,記錄下各環節的進尺、返漿、下管、井管固定及填礫的詳細情況;抽水過程的管理設專人負責,每天在固定時間進行水位和水量的觀測,該項目的負責人必須每天會同工程有關負責人及沉降觀測負責人對水位水量問題進行研究,杜絕因抽水引起水位巨17、變而影響周邊的環境和降水工程的質量;項目負責人每天對降水記錄進行查看和檢查,發現問題及時通知降水負責人;項目開始前和項目進行中對降水負責人和有關人員進行崗位和質量教育,加強參加人員的崗位和質量意識,保證降水工程順利進行;設有備用電源,防止臨時停電時間過長造成地下水上升,威脅基坑安全。6 應急預案為保證施工現場,各施工工序的順利進行及施工現場可能出現的問題,做以下應急方案:電是降水工程的命脈,如斷電將會給整個工程帶來損失,為確保正常供點,我單位將75KW發電機1臺和柴油泵2臺備用在工地。同時,我們在施工過程中,甲方有義務提前12小時以上準確的通知我們關于停電的消息。我們也好做充分的準備工作。在成18、井時,遇地下電纜、管道及通訊設施,應挖探坑,準確找到地下障礙物的位置,從而適當移動井的位置;由于雨季施工,降水頻繁,會造成基坑集水,邊坡不穩定,給施工帶來危險;針對上述問題:施工現場應存放幾臺備用抽水泵,解決基坑集水;預先買好草袋和毛硝,防止塌坡。在降水過程中,經常會有別的施工隊伍不小心將我們的電纜或排水系統破壞,為施工安全順利進行,甲方應協調雙方迅速解決。7 安全生產文明施工7.1 安全生產安全生產制度摘抄如下: 全體人員要樹立安全第一的思想,遵守施工程序和操作規程,嚴禁蠻干; 進入施工現場要佩帶安全防護用品; 定期對全員進行安全教育,工長、班組長及技術人員同時擔當安全員,負責安全監督、檢查19、,發現問題及時解決; 所有用電設備的安裝、拆卸和維修符合現行規程規范的要求,且必須由電工完成,其他人員不得隨意動手,嚴防觸電; 開挖現場機械、車輛較多,當班人員嚴守崗位,不得隨意脫崗;歇班人員不得隨意進出施工現場,以防發生安全事故或影響生產; 夜班光線較差,各崗位人員更要注意安全;工人應相互提醒和監督,技術人員和工長務必擔當起安全員的職責; 嚴禁廠內使用明火,不準在床上吸煙,個人和集體均應注意防火; 大家共同遵守安全條例,相互提醒,相互監督,共同遵守。7.2 文明施工文明施工制度摘抄如下: 教育全體施工人員樹立文明施工新風和嚴肅認真的工作態度,嚴禁蠻干; 施工人員進入施工現場前和進入后及時進行20、文明生產教育,所有人員不得亂扔雜物,亂倒飯菜,不得隨地大小便,未經有關人員同意,不得亂動工地內的任何物品; 施工人員工作期間不得酗酒和賭博,不得打架斗毆,同事間、工友間及領導與下屬間互敬互愛,形成和平相處的友好環境; 全體施工人員要注意愛護花草樹木,保護公共設施。8 進度計劃保證措施為使進度計劃能順利付諸實施,特制定如下保證措施: 為使工期達到最短,首先降水井成井和排水管道的修砌同時進行; 互不干擾的工序同時展開,平行進行; 增加設備及人力,提高勞動生產效率; 搞好勞動組織,分工負責,以防窩工; 搞好計劃安排,及時采購備品備件9 企業業績 1999年9月至10月,承擔了金屋花苑2號高層住宅的基21、坑降水開挖工程,該工程和1號高層住宅相比,取消了堵水帷幕節省了100多萬元投資; 1999年12月至2000年4月,承擔了金屋花苑地下車庫的降水開挖工程; 1999年12月至2000年5月,承擔了秦皇島市房地產交易中心的基坑降水和開挖工程,該工程取消了原來的鉆孔灌注樁的護坡方案,節省資金近百萬元; 2000年9月至2001年7月,秦皇島市金輝綜合樓基坑降水開挖工程; 2002年8月10月,秦皇島市億豐房地產公司開發的太陽城1號樓基坑降水與護坡; 2001年11月2002年8月,秦皇島市交通房地產公司開發的歐雅花園13號樓和地下車庫基坑的降水護坡; 2002年4月8月,秦皇島市世嘉房地產公司茗庭22、小區地下車庫的降水與垂直支護工作; 2003年4月7月,建材學院圖書館基坑工程降水與護坡; 2003年5月7月,秦皇島市萬基鋼管廠銑管機基坑降水、護坡與開挖; 2003年9月12月初,旭硝子公司秦皇島市工廠地槽、碎玻璃槽、軟水池和沉淀池的降水和護坡; 2003年10月2004年6月,秦皇島市美雅花園6#、7#樓及地下車庫基坑降水與護坡; 2003年12月2004年3月,秦皇島市中房星苑2#地下車庫的降水與護坡; 2003年12月2004年7月,天洋新城5#、6#和7#高層住宅樓基坑降水與護坡; 2004年4月2004年8月,秦皇島市港瑞大廈基坑降水與護坡; 2004年4月9月,秦皇島市宏揚地產23、橋東里地下車庫基坑降水與護坡; 2004年4月2004年11月,秦皇島市東港路立交橋和道路U型槽工程基坑降水與護坡; 2004年7月2004年10月,燕海新居1#摟地下車庫基坑降水; 2004年9月2005年6月,山海關家惠小區地下人防基坑降水; 2004年9月2004年11月,秦皇島市海安里27棟摟基槽降水; 2004年9月2005年10月,秦皇島市嘉遠大廈基坑工程;(21) 2004年11月2005年11月,晟基地產香格里工程3棟高層住宅和1棟高層辦公樓的基坑降水與護坡;(22) 2004年11月2005年4月,山海關區行政中心A、B座基坑降水;(23) 2004年12月2005年4月,海24、港醫院污水處理和清水池基坑降水與護坡;(24) 2005年4月,山海關行政中心D座基坑降水;(25) 2005年5月9月,唐山中厚板有限公司21.8m深煉鋼漩流池基坑降水;(26) 2005年4月8月,橋東南里3號樓基坑降水與護坡;(27) 2005年7月11月,唐山中厚板廠煉鋼車間循環水池和水泵房基坑降水;(28) 2005年8月2006年3月,翡翠小區基坑護坡與降水;(29) 2005年10月2006年5月,唐山中厚板廠軋鋼系統軋機區基坑降水;(30) 2005年11月2006年5月,唐山中厚板廠軋鋼系統矯直區基坑降水;(31) 2006年1月起,唐山中厚板材有限公司軋鋼系統24.6m深一25、沉池基坑降水;(32) 2006年1月2006年7月,遷安市廣播電視新聞中心和老干部活動中心基坑降水;(33) 2006年2月2006年6月,美雅花園二期地下車庫基坑降水;(34) 2006年3月現在,世紀海洋花園10棟高層住宅基坑降水;(35) 2006年2月2006年5月,唐山中厚板材有限公司廢鋼渣處理工程基坑降水。(36) 2006年5月現在,包頭鋼鐵設計院秦皇島分院6號樓和地下車庫基坑降水(37) 2006年6月,天洋新城8號樓土釘墻護坡;(38) 2006年6月2006年12月,陽光海岸基坑降水與護坡;(39) 2006年6月2007年1月,南戴河倚海45基坑降水;(40) 2007年4月現在,濱海大道地下通道降水護坡;(41) 2007年5月現在,首鋼京唐鋼鐵聯合有限公司一期煉鋼連鑄系統工程28m直徑漩流池地下連續墻施工。