車站基坑降水施工組織設計方案(15頁).docx
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2023-07-10
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1、一、工程概況(略)二、設計有關參數三、地質條件U!五、工作量布置依據及工作量六、降水井構造與設計要求七、成井(孔)施工工藝與技術要求八、降水運行九、投入主要機械設備十、施工管理人員及勞動力配備H一、附圖表一、工程概況(略) 塞而影響進水的作用,沉淀管接在濾水管底部,直徑與濾水 管相同,長度為1.00m,沉淀管底口用鐵板封死;5、填礫料(綠豆砂或瓜子片):從井底向上至地表以下10.00m圍填瓜子片,在瓜子片 圍填面以上圍填顆粒磨圓度較好的4*砂(綠豆砂),填至地 表以下3m;6、填粘性土封孔:在綠豆砂的圍填面以上采用優質粘 土圍填至地表并夯實,并做好井口管外的封閉工作;7、各井的結構及過濾器的安2、裝部位見“降水井結構圖 (圖2圖3)o七、成井(孔)施工工藝與技術要求成孔施工機械設備選用QJ150-1型工程鉆機及其配套設 備。采用正循環回轉鉆進泥漿護壁的成孔工藝及下井壁管、 濾水管,圍填填礫、粘性土等成井工藝。成井工藝流程如下:1、測放井位:根據降水井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的影響時,現場可作適當 調整;2、埋設護口管:護口管底口應插入原狀土層中,管外 應用粘性土和草辮子封嚴,防止施工時管外返漿,護口管上 部應高出地面0. 10m0. 30m;3、安裝鉆機:機臺應安裝穩固水平,大鉤對準孔中心, 大鉤、轉盤與孔的中心三點成一線;4、鉆進成孔:開孔孔徑為5003、mm, 一徑到底。鉆進開 孔時應吊緊大鉤鋼絲繩,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;5、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;6、下井管:管子進場后,應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4、中,井管焊 接要牢固,垂直,下到設計深度后,井口固定居中;.7、填礫料(綠豆砂或瓜子片):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,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 水管內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。8、井口封閉:為防止泥漿及地表污水從管外流入井內, 在地表以下回填3. 00m厚粘性土止水,或采用水泥漿封孔。9洗井:在提出鉆桿前利用井管內的鉆桿接上空壓機 先進行空壓機抽水,待井能出水后提出鉆5、桿再用活塞洗井, 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 時應向井內邊注水邊拉活塞。當活塞拉出的水基本不含泥砂 后,可換用空壓機抽水洗井,吹出管底沉淤,直到水清不含 砂,為止。10、安泵試抽:成井施工結束后,在降水井內及時下入 潛水泵與接真空管、排設排水管道、地面真空泵安裝、電纜 等,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。抽水與排水系統安裝完畢,即可開始試抽水。 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,6、以確保真空抽水的效果。11、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,通過排水渠將水排入場外市政管道中。八、降水運行:1、試運行1)試運行之前,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 否滿足降水要求。2)成井施工階段應邊施工邊抽水,即完成一口投入降 水運行一口,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,觀測井內的恢復水位。2、降水運行1)基坑內的降水井應在基坑開挖前二十天進行,做到 能及時降低連續墻內基坑中的地下水位;2)降水井抽水時,潛水泵的抽水間隔時間自短至長, 每次抽7、水井內水抽干后,應立即停泵,對于出水量較大的井 每天開泵的抽水的次數相應要增多。3)降水運行過程中,做好各井的水位觀測工作,及時 掌握地下水位的變化情況。4)降水運行期間,現場實行24小時值班制,值班人員 應認真做好各項質量記錄,做到準確齊全。5)降水運行過程中對降水運行的記錄,應及時分析整 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,對停抽的井應及時 測量水位,每天12次;3、降水運行技術措施1)做好基坑內的明排水準備工作,以防基坑開挖時遇 降雨能及時將基坑內的積水抽干;2)電纜線,配電箱的排設與安裝,布置要合理,不影 響挖土施工作業。3)降水運8、行開始階段是降水工程的關鍵階段,為保證 在開挖時及時將地下水降至開挖面以下,因此在洗井過程 中,洗井完一口井即投入一口,盡可能提前抽水。4)降水的設備(主要是潛水泵與真空泵)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。5)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;6)降水運行階段應保證電源供給,如遇電網停電,有關單位須提前兩個小時通知降水施工人員,以便及時采取措施,保證降水效果及施工安全。九、投入主要機械設備編號設備名稱規格型號數量電功率(KW)1工程鉆機QJ150-1 型1臺套372泥漿泵3PNL1臺22386泵1臺7. 54空壓機3W-6-79、DX1臺755電焊機BX1-500-32臺10X26潛水泵QDX3-20-0. 7520臺0. 75/臺7真空泵2S-2304臺11/臺十、施工管理人員及勞動力配備序號崗 位人數備注1項目經理12項目工程師13施工員14技術員25專職安全員16機長1兼安全員7鉆探工81、降水井平面布置圖圖2圖32、降水井結構圖二、設計有關參數1、擬建車站總長160. 00m;2、兩端頭井寬為23. 80m;3、主車道(標準段)寬為18.40m;4、車站結構采用鋼筋混凝土地下連續墻加鋼支撐的圍 護結構,連續墻刃腳深:1) 端頭井為26. 00m左右,相應絕對標高為-22.81m;標準段為23. 00m左右,相應10、絕對標高為-19.81m;5、根據設計要求,本工程的結構施工(包括挖土施工), 采用明開挖順序法施工。基坑開挖深度分別為:(1) 主體通道(標準段):開挖深度為12. 4812. 74m, 基底絕對標高為-9. 299. 55m;(2) 西端頭井:開挖深度為14.25川左右,基底絕對標高 為-11. 06m;(3) 東端頭井:開挖深度為14.57m左右,基底絕對標高 為_11. 38m;出入口開挖深度8.00m左右,基底絕對標高為-4. 81m,出入口開挖深度相對較淺。故本次降水不考慮布置降水井。6、本方案米用地面絕對標高為+3. 19m。三、地質條件(一)地層情況層序地層名稱層頂標高(m)層11、頂埋深(m)厚度Ym重度YkN/m3T層雜填土+2.400. 800. 80-2層素填土+1.801.400. 60T層褐黃色 粉質粘土0. 003. 201.8018. 60-3a層灰色粘質粉土夾 淤泥質粉質粘土-5. 208. 405. 2018. 10層灰色淤泥質 粉質粘土-6. 509. 701.3017. 30層灰色淤泥質粘土-12.9016. 106. 4016. 70Ta層灰色粘土-16. 1019. 303. 2017. 30Tb層灰 色 粉質粘土-20. 8024. 004. 7018. 00-2層灰色砂質粉土 夾粉質粘土-35. 3038. 5014. 5017. 90-312、層灰 色 粉質粘土鉆至40. 00m未穿19. 30(二)水文地質條件1、根據上述地層情況,按其水文地質特性,地下水類 型為潛水型,地下水位主要受大氣降水、蒸發的影響的而變 化,地下水位平均深度為0. 500. 70m左右,相應的絕對標 高為+2. 50m左右。2、由于受鉆探孔深度的限制性,在地表以下40m的范 圍內未鉆見上海地區普遍分布的第層砂質粉土及粉細砂 層(第I含水層),故沒有本場地承壓含水層的水文地質資 料,因此,只能參考區域的水文地質資料。經查本場地的第層承壓含水層頂板的埋藏深度一般在45m以下。其滲透系 數K值一般在ICT偵七山庇的范圍內,按其特性屬透水性 較好的含水層,承壓水水13、頭高度一般在地表以下8.00-10. 00m左右,其相應的絕對標高為-5. 00-8. 00m左右。k降水目的根據本工程的基坑開挖及基礎底板結構施工的要求,本次降水的目的:1、通過降水及時疏干開挖范圍內土層的地下水,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。2、在基坑開挖施工時做到及時降低連續墻內基坑中的 地下水位,保證基坑的干開挖施工的順利進行。4、對本場地基坑底部發生突涌的可能性作出評價。五、工作量布置依據及工作量(一)基坑底突涌的可能性評價1、基坑底板穩定性評價條件:承壓水上覆不透水層的 厚度H應滿足下式要求:H NFs V w h / Y s式中:H 一承壓水上覆14、不透水層的厚度(m),基坑底板深度為19.00m,承壓含水層的頂板深度為28. 50m,則:H = 9. 50m;基坑底以下不透水層的土的加權平均重度(KN/m3),取 18. 15 KN/m3;承壓水頭高于承壓含水層頂板的高度(H1),承壓 含水層的頂板深度為45. 00m,承壓水頭高度取 地表以下 10.00m,則:h = 45.00 - 10. 00 = 35. 00m;Yw 一 水的重度(KN/m3),取 10KN/m3;Fs 一安全系數,一般為1.01.2,取1.1;2、評價結果:H1. 10X10. 00 X 35. 00 / 18. 15 二 21. 20m;3、評價結果分析根據15、上述驗算結果分析:當本工程基坑開挖至地表以下 15. 00m左右時,若上覆承壓水不透水層的厚度大于21.20m 時,基坑底不會發生突涌,而本工程的上覆不透水層的厚度 要大于30m,故基底是穩定的,因此,本工程對承壓水可不 考慮采取減壓抽水措施。(二)降水井工作量布置依據1、基坑內抽水量的估算1)地下水容積儲存量的計算:計算式: W = u V 或 W = u A h.式中:W 容積儲存量(m3).V 含水層體積(n?), V二基坑面積AX降水深 度h (即潛水靜止水位至基坑底板以下1. 00m);含水層的給水度(粉砂與粘土給水度經驗值 為0.100.15 )(供水文地質手冊第二冊),本次根據上16、部土層的性質取:U = 0. 10o基坑面積(A)計算 東端頭井面積:320. 92m2;ii西端頭井面積:320. 92m2;iii 主車道面積:2436. 16m2;基坑面積A = 3078m2oa. 降水深度(h)計算h =基坑開挖平均深度13.60m + 1. 00m -靜止水位0. 50m=14. 10mo由上述參數計算地下水容積儲存量如下:W = 11 A h = 0. 10X3078X14. 10 = 4340m32)地下水垂直補給量的計算:.計算式: Qj = kz A I式中:Qj 一 地下水垂直補給量(rn/d);kz垂直滲透系數(m/d),粘性土的滲透系數根 據經驗取0.17、05m/d(供水水文地質手冊第 二冊);A 一逕流補給斷面積(痛),即基坑面積;I 一水力坡度,I二(h2 hD / L,其中:.hi一下伏含水層水頭高度(in),根據經驗取地表 以下 10. 00m;h2一基坑底板的深度(m),取平均深度13. 60m; L 一補給含水層頂板至基坑底板的距離(m);取 10. 40m;則:水力坡度 I 二(13. 60-10. 00)/10. 40 二 0. 35;由上述參數計算地下水垂直補給量Q如下:Qj = Kz A I = 0. 05 X 3078 X0. 35 = 54m3/do3)基坑抽水量的確定原則本基坑的出水量主要包括地下水的儲存量、地下水的垂18、 直補給量與降雨量,由于對降雨量目前無資料估測,且根據 上部潛水含水層的透水性較弱的特性,在短時期內因降雨滲 入地層內的滲入量不會很多,因此,本次對基坑的抽水量確 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、坑內降水井數量的布置n = A / a 井式中:n 一井數(口); A 一基坑降水面積(m2);.a井一單井有效抽水面積(薩);根據我公司的降水施 工經驗在上海地區第層以上的以粘性土為 主的潛水含水層的特性單井有效抽水面積a井 一般為 150 m2-250m2,取 200m2;即:n 二 A/a 井二 3078 / 20019、 二 15. 39 則擬定 16口。3坑內降水井工作量設計結果分析1)由上述計算結果的數據如下: 地下水容積儲存量W = 4340m3;地下水垂直補給量Qj二54m3/d; 降水井16 口 ;2)抽水量計算當選用QDX3-20-0. 75型流量為3. 0m3/h的潛水泵抽水時:每天抽水量Q抽二3X16X24二1152m3;其中包含每天的垂直補給量Qj二54m3/d,因此每天抽取地下水的儲存量W抽為:W 抽二 Q 抽一QjX 1 天=1152 - 54 = 1098m33)抽水天數計算抽水天數t二總儲存量W :每天抽取的儲存量W抽二 43404-1098 二 4 天4)從以上計算結果可知:當1620、 口降水井全部抽水時,4天后就能將基坑內的地下水疏干,但由于本場地的潛水含 水層的滲透性較差,地層內每天的出水量難以滿足每臺泵 72m3/d的抽水能力的要求,即每臺泵的抽水將是間續抽水, 因此按每天抽水12個小時計,則經抽水8天后基坑內的地 下水即可疏干,因此,上述布置的井數完全能滿足本次基坑 的干挖土施工的要求。(三)工作量布置根據本次降水目的與要求、水文地質條件及基坑開挖的 深度等因素,并對本工程基坑內的地下水的出水量進行了計 算以及對基坑底板突涌的可能性進行了評價驗算,本次降水 工作量的布置只在基坑內布置疏干降水井,不需布置減壓抽 水井。疏干降水井布置如下:共布置16 口降水井,詳見“降水井平面布置圖(圖1)。1、主體通道:布置12 口降水井,井深17. 00m,見“降 水井結構圖(圖2);2、東、西端頭井:布置4 口降水井,井深19.00m,見“降 水井結構圖(圖3);六、降水井構造與設計要求1、井口:井口應高于地面以上0.50m,以防止地表污水 滲入井內,一般采用優質粘土或水泥漿封閉,其深度不小于4. 00m;2、井壁管:井壁管均采用焊接鋼管,井壁管直徑為巾 250mm;(內徑);3、過濾器(濾水管):采用橋式濾水管,濾水管外均包 一層30目40目的尼龍網,濾水管的直徑與井壁管的直徑 相同;4、沉淀管:沉淀管主要起到過濾器不致因井內沉砂堵