降水施工组织设计

14一、编制依据（一）《虎门滨海大道地下公共人防工程岩土工程勘察报告》（广东省湛江地质工程勘察院，2010.12）；（二）《虎门滨海大道地下公共人防工程基坑支护工程方案图》（建材广州地质工程勘察院，2011.2.22）；（三）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；（四）《建筑基坑支护工程技术规程》（DBJ/T15-20-97）；（五）《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）；（六）《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）；（七）《工程地质手册》（第四版）。二、工程概况虎门滨海大道人防一期工程位于虎门镇博文路以东，体育路以南地块。拟建基坑西侧为博文路，开挖线距博文路侧约6.0m，外侧为已建建筑，南侧为长德路；东侧目前为花卉苗圃基地；北侧为体育路。拟建地下人防工程采用双层双跨钢筋混凝土箱型框架结构。该工程南北长度1816m，东西宽度113m，总面积约22万平方米，主体建筑采用逆作法施工，负二层底板埋深14.1m，上部明挖段4.0m，其用途为预埋市政道路的管线，暗挖部分9.5m，下部主体结构采用逆作法施工。现土建顶板结构均已施工完成。三、工程地质与水文地质条件（一）工程地质概况该场地属冲积平原地貌单元，现状地形平坦。该场地地层主要为第四系人工填土层（Qml）、第四系冲积层(Qal)、第四系残积层(Qel)及基岩Pz（风化片麻岩），具体特征简述如下： 141、填土层：包含杂填土、素填土等，含较多砖块、花岗岩花岗岩碎石等，透水性中等，厚2m左右。2、冲积层：包含中砂层、粉质粘土层、粉砂层、淤泥层等，其中砂层属于强透水含水层厚8m左右。3、残积层：为砂质粘性土层，属于弱透水土层，厚10m左右。4、基岩：为片麻岩，分全风化、强风化、中等风化、微风化4个亚层。（二）水文地质概况1、场区地下水分为孔隙水和基岩裂隙水；孔隙水主要赋存于第四系土层中，基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中。2、依据《虎门滨海大道地下公共人防工程岩土工程勘察报告》（广东省湛江地质工程勘察院，2010.12），填土层渗透系数取K=5.0×10-4cm/s、砂层渗透系数取K=3.0×10-2cm/s、砂质粘性土层渗透系数取K=2.0×10-4cm/s。四、降水设计（一）降水要求本工程基坑开挖面积大，开挖深度深，水量丰富，基坑开挖范围内主要为杂填土、淤泥、粉土、砂土，施工过程中必须加强降水工作，防止出现流砂、管涌、基底突涌等现象。根据基坑支护设计，东、西两侧采用SMW工法，用φ850三轴劲性水泥土搅拌桩，内插型钢；南、北两侧采用双排双管高压旋喷桩，桩内施工钢管。该基坑支护方式较好地作为放水帷幕，阻止了基坑外围侧向涌水。故本基坑降水设计只针对止水帷幕内侧地下水情况，不考虑为帷幕外侧水文情况，定为坑内降水方案。根据工程特性、施工工法以及地下水分层分布等多种因素，本工程降水目的为：1、疏干开挖范围内土体中的地下水，方便挖掘机和工人在坑内施工作业；2、降低坑内土体含水量，提高坑内土体强度，防止坑外地表过量沉降；3、提高边坡稳定性，防止土层纵向滑坡； 144、及时降低下部承压含水层的承压水头高度，防止基坑底部突涌的发生，确保施工时基底板的稳定性。5、水位降深须至地下二层底板以下0.5m。（二）降水设计由于本工程基坑开挖较深（14.1m），需考虑②-6～②-8层微承压水对坑底的影响。1、方案设计根据地质资料，有关参数如下：基坑开挖底标高-11.1m，本次勘探没有钻到承压含水层，根据相关资料可假定承压水顶板标高-40m，承压水头高程+1.2m。基坑底至含水层顶板间的土层依次为②-1淤泥（γ＝15.9）、②-1、②-5粘质粉土（γ＝19.3）、②-3、②-7中砂、②-4淤泥质粉质粘土（γ＝16.9）、②-6粉砂（γ＝16.9）、②-8粗砂、③砂质粘性土（γ＝17.6）、④-1全风化片麻岩。经计算基坑底至承压含水层顶板间的土的平均重度γs为19.6kN/m3①Fs×γw×h/γs=1.2×10×[0.8-(-54))]/18.4=25.22m；②基坑底至承压含水层顶板间距离H＝40-11.1＝28.9m>Fs•γw×h/γ（25.22m）。可知，地层条件能满足要求，不需考虑基底突涌的可能性。从以上计算和地质条件分析，本工程降水设计仅进行潜水疏干井的设计。2、潜水疏干降水技术参数考虑到场区土层主要为粉质粘土、淤泥，渗透系数小，计划采用全滤管深井降水。潜疏干降水设计步骤如下：（1）、井口数量及其井位布置的确定：该基坑支护方式较好地作为放水帷幕，阻止了基坑外围侧向涌水。故本基坑降水设计只针对止水帷幕内侧地下水情况，不考虑为帷幕外侧水文情况，定为坑内降水方案。主要考虑坑内含水层的体积储存量(Q储)。基坑地下水体质储存量Q储=UFH=0.2×216202×12=518885(m3)式中：U— 14给水度。由水文地质手册查得个含水层的给水度值，用加权平均法求得；F—基坑面积（㎡）；H—含水层降深（m），由地下水预期下降深度减地下水埋深而得。降水井数（n）计算公式为n=Q储/q.t=518885/144·10=360眼式中：q—所选择抽水机日最大排水量;t—计划疏干时间。由于目前土建顶板已施工结束，降水井无法按照常规方法均衡布置，根据现场实际情况，充分考虑各岩土层含水率、含水层厚度等多种因素，拟定在结构两侧楼梯口部及中间通风口位置水平布置三排井点降水井。基坑A、B两个区域井数和井位布置如下：A区横向水平三排布置，纵向间距16m，该区共布置降水井111口；B区横向三排水平布置，纵向间距16m，该区共布置降水井249口；A、B两个区共布置管井360口。各区管井深度以穿过强透水性土层中、粗砂层并进入砂质粘性土0.5m控制。水泵采用流量为6m3/小时，扬程68m的100QJ8-60/12不锈钢深井潜水泵。（各区井位布置图详见附图：） 14（2）、井管直径的选择、及其结构剖面图：采用回转钻成孔，井径为φ300mm，钢管滤管管径为φ140mm。管外包三层80目尼龙网，全孔回填1～3cm碎石。(详下见下图).(3)、成井深度的确定：成井深度必须根据降水要求、含水层性质、埋藏深度与透水能力综合考虑，一般以大于基坑底面深度2~4m为宜。当基础降水时间长和粉细砂较厚时，应充分考虑沉淀物对井深的影响，井深可以适当加深2~3m。根据现场地质条件，充分考虑各岩土层含水率、含水层厚度等多种因素，拟定较有效经济的井深尺寸、将基坑范围分为A、B三个区域：A区含水层层底埋深较浅，管井深度为16mB区含水层厚度最厚且透水性、及富水性好，故管井深度为20m 14五、降水施工（一）、人员组织机构项目经理技术负责人现场负责人抽水班组成井班组劳动力安排:工种管理人员电工维修工打井人员降水工杂工人数542452010（二）管井降水施工工艺及技术要求1、施工工艺（流程图）清孔下滤管及井管井壁回填粗砂及封井口洗井试抽正式抽水水位等施工监测钻孔 142、施工方法由于土建顶板结结构已经施工结束，目前工程进入道路及市政配套管线恢复阶段，土建单位也已经开始对部分出土口进行施工，我施工单位施工时需与多家施工单位穿插施工，根据现场情况，及时与甲方及各相关单位做好沟通协调工作。针对现场出现各种情况，灵活机动，随时调整施工计划。我单位因做到不妨碍各相关单位正常施工情况下，采取更好的对策，防止工期延误。（1）施工准备我单位提前做好“三通一平”，满足设备进、出场，备好泥浆，配齐滤料、管材、抽水设备及排水系统及时到位。（2）钻机就位钻机就位前将场地平整夯实及铺垫，防止钻机不均匀下沉；开钻前采取人工开井口，采用反循环钻机，钻机就位时要平稳牢固，勾头、磨盘、孔位三对中，对中误差≤5cm。（3）钻机套管垂直钻进，垂直度控制在1%内，孔身圆正，钻进过程中对水位、涌砂等情况进行观察、记录，钻至设计深度后，请甲方工程师验收，并填写相关原始记录。（4）清孔换浆当钻孔至设计孔深后为防止泥浆沉淀和井孔坍塌，应及时清孔换浆。置换的泥浆含砂量不大于5%，孔底沉碴厚度不大于50cm。（5）钢花管安装安装前采用导向器进行探孔，管底部抛填50cm厚的砾石封底，井管上端口应高出地面至少50cm。（6）回填滤料填料前应采用适当的材料封闭井管上部管口，稀释孔内泥浆。填料时井管必须居中，采用循环水填料法。滤料采用10～30cm粒径砂，用铁锨均匀对称的抛撒在井管四周，填料至距地面0.5m范围，上面改才用粘土回填封孔不少于50m。 14（7）洗井填料完成后采用活塞洗井或空气压缩机联合洗井。井内的沉碴厚度不得超过20cm。（8）置泵抽水每个滤水管井单独使用一台潜水泵，将潜水泵放至距管底1.0m高的地方，管口封闭，抽水十天后通过观察井测量降水漏斗的水位是否符合施工降水的要求，再决定可否进行土挖，在土方开挖过程中，断续降水，使水位始终在暴露土层以下不少于0.5m。降水井中所抽出的水经沉淀处理后可用于砼养护、机料具清洗等，多余的就近纳入市政排水系统无公害排放。降水周期直到主体结构完成。预留卸压井须到结构覆土回填结束后方可封井。3、技术要求（1）钻井施工达到设计深度后，继续向下钻进0.5m，用大泵量冲洗泥浆，减少沉淀，并应立即下管，注入清水，稀释泥浆比重接近1.05后，投入滤料，不少于设计量的95%，严禁井管强行插入坍塌孔底，滤料填至含水层顶板以上3～5米，改用粘土回填封孔不少于50m。（2）由于降水管井水分布集中，连续钻进，应及时进行洗井，不应搁置时间过长，或完成钻探后集中洗井。（3）每个降水井、孔、排水设施竣工后，均单独进行调试合格后，方可进行降水检验；全部降水井、孔、排水设施经过降水检验后，尚应做好降水检测及设施维护。（4）在基坑中心、最远边侧、井间分水岭处和基坑底任意部位，实际降水深度应等于或深于设计预测的降水深度，并应稳定24h。（5）降水期间应对抽水设备和运行情况进行维护检查，每天检查不应少于3次，并应观测记录水泵的工作压力、电动机、水泵温度、电流、电压、出水等情况，发现问题及时处理使抽水设备始终处在正常运行状态。（6）抽水设备应定期进行保养，降水期间不得随意停抽。（7）注意保护井口，防止杂物掉入井内，经常检查排水设施，防止渗漏。（8）在更换水泵时，应测量井深，掌握水泵安装的合理深度，防止埋深。 14（9）发现基坑出水、涌砂，应立即查明原因，组织处理。（10）应准备备用电源，当发生停电时保持正常降水。六、降水辅助措施（一）技术措施1、降水沉降控制措施当自造泥浆不能保证井壁稳定时，添加膨润土人工制浆，严格控制泥浆稠度，保证井壁稳定。抽排水含砂量控制：防止因抽取地下水带出地层细颗粒物质造成地面沉陷，抽出的水含砂量必须保证符合规定的要求。2、残留水处理由于水文地质条件变化较大，很多地段受多层地下水影响。无论在降水施工期间还是在降排水维护阶段，都有可能出现帷幕或坑壁局部少量涌水情况，还需采取一些有针对性的处理措施，施工才能在无水条件下进行。（1）异常水处理由于地下上、下水管道漏水，这些水赋存于杂填土和很多已废弃的地下构筑物中，由于具体位置不明，水量大小亦不明，靠降水井难以得到控制，往往造成基坑壁或护坡失稳，给施工带来很大困难。为了有效预防这种异常水给工程带来损失，应及时采取措施。①当基坑开挖遇到突然出现的不明来水时，立即停止开挖，控制因出水带出地层颗粒形成地层扰动坍塌，并及时查明水源情况，采用双管高压旋喷桩止水。②对出水范围的基坑壁顶部，必须采用特殊加固措施，比如小导管注浆、旋喷桩加固等方法，稳定后再继续下步开挖。（2）潜水残留水处理由于本工程降水均涉及疏干潜水的问题，而潜水含水层底板凹凸不平，完全疏干不容易做到，在局部粘性土夹层或潜水含水层底板处会有潜水残留水渗出。这部分水若处理不好将带出地层中细颗粒物质，使开挖面地层土扰动，严重时会发生坍塌。出现这种情况时，应放慢挖土速度，及时在坑壁做盲管导流，并在槽边挖盲沟集水，再将集水排走。 143、降水事故及处理措施（1）降水井涌砂事故处理措施：一旦发生涌砂现象，立即更换滤料和纱网，以防止流砂的进入；对于已成井点，只需将泥浆洗出后，暂停洗井，以免涌砂造成井口周围地面塌陷，甚至影响周边地层的稳定。当其他井点地下水位大幅度下降后，再重新进行洗井，此时由于水位降低，水压力减小，进入井中的流砂会大幅减少。洗井后用于抽水的井点保持继续抽水，以免停止抽水后扰动砂层，造成井孔重新涌砂。（2）水位不下降现象处理措施：在降水井施工完后实施抽水作业后，若降水水位达不到设计水位时，可重新进行洗井或更换排水能力更大的深井泵。当重新洗井或换泵后仍然达不到要求时，可在附近增设降水井点，并根据先前施工时采取的数据，在后续施工的降水井施工时调整施工参数，增深降水井深度。（3）基坑管涌、流砂现象处理措施：当基坑内出现较严重的管涌或流砂现象时，立即停止基坑开挖及降水。当管涌、流砂停止后，可通过桩间注浆加固、堵漏处理。4、降水维护管理降排水工程施工结束后，是较长时间的维持降水阶段，延续降水要到衬砌施工结束，抽降水管理要点是：（1）定时巡视降排水系统的运行情况，及时发现和处理系统运行的故障和隐患，如水泵抽水出水情况，是否需要检修换泵；供电线路是否正常；排放水的含砂情况及排水联络管道是否畅通。（2）按要求检查水位：降水开始后5天1测，及时分析、了解降水过程中的水位变化情况，并根据水位变化情况调整开泵地段和开泵数量，以减少地下水资源无谓排放。七、降水施工保证措施（一）质量保证措施 141、施工技术员要对降水井孔位、孔径、垂直度进行检查、复核，确保每眼降水井位置都符合设计要求。2、在成孔安装钢花管之前，通知甲方对孔底标高、尺寸进行检验，合格后应迅速封底。3、在钢花管安装完后，立即进行洗井作业，达到设计及降水施工规范要求方可结束洗井作业。4、质检员要求对降水井施工的每道工序进行检查，严格监督施工技术员按技术交底要求、设计要求及施工规范要求进行施工。5、材料员要严格把好材料质量关，每批材料进场必须有合格证书，对需检验的材料还需附具试验报告单，并按要求进行复检，对不符合质量要求的材料及时清理出场。6、降水运行技术措施（1）安装潜水泵及管路系统；①安装前检查电机和泵体，确认完好无误后方可安装；②潜水电机、电缆和接头的绝缘安全可靠，并配有保护开关控制，以确保安全运行；③安装过程中保证各连接部位密封可靠不漏气；④将降水泵下井前调试好，然后下井开始降水，保证正常运转；⑤管路在基坑边缘汇入总管，将水排入指定地点；⑥注意在抽水过程中电缆与管道系统不被挖掘机、吊车等碾压、碰撞损坏，现场在这些设备上进行标识。（2）试抽①洗井后，对井管进行单井试抽，如有异常情况，重新洗井，并再次进行抽水试验。洗井结束后，待水位恢复可按设计下泵，下入深度宜在滤水管下半部分，以保证足够的降深。排水管道及电源线路一定要先连接好，试抽3小时，测定井内水位及观测孔水位变化，安装水表测流量，预估降水试验运行途径，等水位恢复后，积极配合抽水试验。②降水系统施工完毕后，应试运转，如发现井管失效，应采取措施使其恢复，如无法恢复，则须报废，另埋设新的井管，以保证降水的正常运行。③降水施工方案经甲方 14审批后实施，由专人负责抽水、观测，做好观测记录，及时反馈信息；④降水运行开始阶段是降水工程的关键阶段，为保证在开挖时及时将地下水降至开挖面以下0.5～1.0米，在洗井过程中，洗完一口井即投入一口，尽可能提前抽水；⑤降水的设备在施工前及时做好调试工作，确保降水设备在降水运行阶段运转正常。工作现场要备足水泵，数量要比井点数多3～5台；⑥在降水运行阶段应经常检查泵的工作状态，一旦发现不正常应及时调泵并修复，无法修复的应及时更换；⑦降水工作应与开挖施工密切配合，根据开挖的顺序、开挖的进度等情况及时调整降水井的运行数量；⑧降水运行阶段，要有备用电源，如遇电网停电，采用备用发电机发电，确保降水正常进行；⑨按降水监测要求做好监测记录，根据水位、水量变化情况及时采取调整措施。⑩抽水时每天24小时派人值班，并做好记录（二）安全、文明施工及环境保护管理措施1、根据施工组织和工程实际情况，编制详细的安全操作规程、细则，并制定切实可行的安全技术措施，分发至工班，组织逐条学习、落实，所有工人在进场作业前必须严格进行“三级”教育，考核并颁发安全上岗证。2、开工前，做出详细的施工方案和实施措施，报甲方审批后，及时做好施工技术及安全工作的交底，并在施工过程中督促检查。3、为施工人员配备齐全的安全生产用品（安全帽、绝缘鞋、绝缘手套、防护口罩、防护衣等），所有施工人员必须戴好安全帽，特殊工种按规定带好防护用品。4、降水井施工在结构施工围挡范围内，做好统筹安排，避免相互干扰。按照场地内文明施工要求组织施工。5、用于降水井施工的线路架设，不得使用裸导线。临时敷设的电线路，必须安设绝缘支撑物。6、降水井作业场所和临时安全疏散通道保持24小时安全照明和警示标志。 147、降水井施工前先人工挖探沟复查地下构造物，如地下电缆、光缆、给排水管道等的埋设深度及走向，并采取相应的措施进行保护。降水井施工中发生危及到地下构筑物、地面建筑物或有危险品、文物时，立即停止施工，待处理完毕后施工。八、其他岩土工程往往包含难以估计的复杂因素，实际的地质、水文条件与勘查报告也可能存在一定的误差，本方案水文参数选择均取自《虎门滨海大道地下公共人防工程岩土工程勘察报告》（广东省湛江地质工程勘察院，2010.12）。该项目勘察期间未作钻孔抽水试验，若施工过程中水文条件与勘查报告中资料不符，本施工组织设计应根据现场客观信息进行相应的变更和调整，贯彻信息化施工原则。 14虎门滨海大道地下公共人防基坑降水工程施工组织设计福建辉龙建设工程有限公司二○一一年四月