方州广场站降水施工方案

'宁天城际轨道交通一期工程5标方州广场站主体及附属方州广场站～沈桥站区间明挖段基坑降水施工组织设计江苏神龙海洋工程有限公司2012年7月15日32 目录一、编制依据二、工程概况三、基坑降水计算分析四、施工方法五、机械设备、主要材料和人员六、降水运行七、主要工作量、工期及劳动力计划八、施工难点与控制节点九、降水对周边环境的影响十、施工保障措施十一、封井方案十二、施工风险分析及应急预案十三、安全生产与文明施工32 一、编制依据1、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）。2、《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）.3、宁天城际轨道交通一期工程方州广场站《岩土工程详细勘察报告》（中煤科工集团南京设计研究院）。4、参考南京地铁二号线河西多个车站及南京地铁十号线珠江东站、浦珠路站的基坑降水施工经验。二、工程概况1、概况方州广场站位于金江公路与机场东路交叉口，沿金江公路方向设置，跨机场东路路口，站后设双停车线。停车线上部空间近期不使用，远期根据需要开发利用，预留出入口暗柱过梁。两端设端头井，南端为盾构始发，北段为盾构接收。附属结构共设置4个出入口、2个风亭和2个消防疏散口。方州广场站长为391.85m，标准段宽度为20.7m，底板埋深约16.6m。车站主体为地下二层三跨箱型框架结构，采用明挖顺做法施工。车站采用Ф1000@800咬合桩作为围护结构。方州广场站～沈桥站区间明挖段沿金江公路向北布置，南端接盾构段。该段包括300m箱型涵+135mU型槽段。区间段设一座盾构始发井、一个雨水泵坑。采用明挖法施工。区间围护结构采用Ф800@1000钻孔灌注桩+Ф700@500双轴搅拌桩。场地及周边环境条件：拟建车站南北跨越方州路。方州路以南，东西两侧均为方州市民广场；方州路以北金江路以西为闲置待开发地块，金江路以东为已建设好的4-5层商业用房结构型式为框架结构。金江路两侧分布有通信光缆及自来水管等地下管线。2、地质场地地貌单元为侵蚀堆积岗地，局部分布有坳沟，使得拟建场地呈现多元地层结构。上部普遍覆盖新近沉积粘性土，局部为粉土、淤泥质粉质粘土，下部地层以粘性土为主，下部分布有砂层及中粗砂混卵砾石层，基岩埋深普遍较大。32 本站第四系共划分为4大层组，层号为①～④，其中①层为人工填土层，②层为第四系全新统冲湖积物，③层为阶地冲积粘性土，④层为下蜀土。各层又根据岩性特征细分为亚层，其中①层分为2个亚层，②层分为3个亚层，③层分为7个亚层，④层分为6个亚层。①-1杂填土：黄灰、杂色，松散-稍密、局部密实，主要成分为粘性土混碎砖块及混凝土块等建筑垃圾等，高压缩性。层底埋深0.30-3.30m，厚度0.30-3.30m。①-2素填土：黄灰、杂色，主要成分为粘性土，夹有少量碎石，松散，高压缩性。层底埋深0.80-3.20m，厚度0.40-2.60m。②-1b2-3粉质粘土：褐灰、灰褐色。可塑，含少量铁锰氧化物及结核，切面有光泽反应，干强度中等，韧性中等；中等压缩性。层底埋深2.00-5.30m，厚度0.50-4.10m。②-2b4淤泥质粉质粘土：灰色，软塑-流塑，局部夹有少量粉土、粉砂，含有少量有机质，切面较光滑，干强度较低，韧性中等；高压缩性。层底埋深5.40-12.60m，厚度1.40-9.00m。②-3b2粉质粘土：灰黄色、褐黄、灰绿色，可塑，局部夹有薄层粉土，含少量铁锰质结核及氧化物，夹有少量高岭土斑纹，切面稍光滑，干强度中等，韧性中等；中等压缩性。层底埋深2.00-16.30m，厚度0.20-10.20m。③-1b1-2粉质粘土：褐黄、灰黄色、灰白、棕黄色。可塑-硬塑。混少量铁锰质结核及氧化物，杂兰灰色高岭土斑纹及条带，局部粉性较重、夹粉土薄层，切面有光泽反应，韧性较好，干强度较高；中等压缩性。层底埋深14.80-24.40m，厚度4.20-15.70m。③-1cb2粉土夹粉质粘土：褐黄色中密、可塑局部混有粉砂，水平层理清晰，摇振反应中等，切面无光泽，中等压缩性。层底埋深9.00-10.40m，厚度2.30-3.70m。③-2b2-3粉质粘土：灰黄色。可塑-软塑。混少量铁锰质结核及氧化物，杂兰灰色高岭土斑纹及条带，局部粉性较重、夹粉土薄层，切面有光泽反应，韧性较好，干强度较高；中等压缩性。层底埋深12.4-17.7m，厚度2.70-9.00m。③-2d2-3粉砂：灰黄、棕黄中密，局部为粉土，夹有粘性土薄层，摇振反应迅速，饱和，混有少量云母碎片，粘粒含量较高；中低压缩性。层底埋深19.10-23.20m，厚度1.40-8.30m。③-2bc2粉质粘土夹粉土：灰黄色32 可塑。粉性较重，局部近为粉土，混少量铁锰质结核及氧化物，杂兰灰色高岭土斑纹，切面稍有光泽反应，干强度中等，韧性低，摇振反应不明显；中等压缩性。层底埋深22.50-28.30m，厚度2.20-8.00m。③-3b1-2粉质粘土：褐黄、灰黄、青灰色。可塑-硬塑。混少量铁锰质结核及氧化物，杂兰灰色高岭土斑纹及条带，局部粉性较重、夹粉土薄层，切面有光泽反应，韧性较好，干强度较高；中等压缩性。层底埋深27.20-34.00m，厚度3.10-10.30m。③-4b2粉质粘土：灰黄、褐黄色、兰灰、浅灰。可塑。混少量铁锰质结核及氧化物，局部富集，杂兰灰色高岭土斑纹，局部粉性较重，混有少量砂粒，切面有光泽反应，干强度中等，韧性中等；中等压缩性。层底埋深33.10-40.00m，厚度1.80-10.30m。④-1b1粉质粘土：褐黄、黄褐色、灰黄。硬塑。局部粉性重，夹有薄层粉土，混少量铁锰质结核及氧化物，局部富集，杂兰灰色高岭土斑纹及条带，切面较光滑，干强度高，局部切面砂感较强，性较脆，韧性中等；底部稍偏软，中低压缩性。层底埋深28.50-34.30m，厚度5.10-18.20m。④-2b2粉质粘土：灰黄色。可塑。局部粉性重，夹有薄层粉土，混少量铁锰质结核及氧化物，局部富集切面较光滑，干强度中等，韧性中等；底部稍偏软，中低压缩性。层底埋深32.60-33.50m，厚度1.50-8.30m。④-3d1粉细砂：灰黄、棕黄。密实。局部夹有粘性土薄层，粘粒含量较高；混有少量砾石，粒径0.5-2cm,含量5%左右，饱和，摇振反应迅速；中低压缩性。层底埋深34.40-40.40m，厚度0.40-7.30m。④-4b2粉质粘土：灰色、暗灰。可塑。局部夹有薄层粉土，切面较粗糙，粉性较重，局部偶见有少量卵砾石分布，粒径0.5-3cm，含量5%左右，韧性中等，干强度较高；中等压缩性。层底埋深40.60-46.40m，厚度0.60-9.10m。④-4e中粗砂混卵砾石：褐黄、灰黄色。密实。充填以中粗砂为主，局部为粘性土，卵石粒径普遍为2-8cm，局部可见10cm，含量15-25%不等，次棱角形，分选性差，卵砾石以硅质为主；低压缩性。层底埋深37.50-44.00m，厚度1.20-5.30m。④-5e中粗砂混卵砾石：褐黄、灰黄色。密实。充填以中粗砂为主，局部为粘性土，卵石粒径普遍为2-8cm，局部可见10cm，含量15-25%不等，次棱角形，分选性差，卵砾石以硅质为主；低压缩性。K2c-232 强风化泥质砂岩：紫红色、砖红色。主要为泥质粉砂岩，上部呈砂土柱，下部以碎块状为主，岩块手捏易碎，遇水易软化，局部夹有风化残留硬块，强度稍高，钻探岩心RQD小于30,钻进过程进尺较快,遇水易软化崩解。岩体基本质量等级为Ⅴ级。部分揭穿。K2c-3中风化泥质砂岩：紫红色、砖红色。主要为泥质粉砂岩，岩体结构较完整，岩芯呈已长柱状为主，岩质酥软，为极软岩，易断裂，岩块遇水极易软化，岩块手捏易碎，钻探岩心RQD可达90,钻进过程进尺较快,遇水易软化崩解。岩体基本质量等级为Ⅴ级。未揭穿。各土层物理指标平均值表层号名称含水率w（%）土重度γ（kN/m3）孔隙比e①-1杂填土49.817.21.440①-2素填土27.218.70.799②-1b2-3粉质粘土31.218.80.881②-2b4淤泥质粉质粘土42.717.41.229②-3b2粉质粘土26.719.20.768③-1b1-2粉质粘土27.419.20.785③-1cb2粉土夹粉质粘土31.318.40.886③-3b1-2粉质粘土30.918.60.835③-4b2粉质粘土25.019.30.726④-1b1粉质粘土24.019.60.698④-2b2粉质粘土24.319.50.702④-3d1粉细砂17.519.40.596④-4b2粉质粘土24.619.50.706④-4e中粗砂混卵砾石13.319.90.499④-5e中粗砂混卵砾石（19.9）3、水文地质条件3.1地下水类型该场地地下水的类型主要有上部松散层中孔隙水和基岩风化带裂隙水两类。根据含水层的埋藏条件和水力特征，第四系松散岩类孔隙水可分为孔隙潜水和孔隙承压水含水层组两大类。32 孔隙潜水含水层组，多由更新统下蜀组（Q3x）和全新统（Q4）地层组成，多为粉质粘土，在岗间洼地局部有淤泥质粉质粘土分布。孔隙承压水分布，主要分布于场区砂土层及卵砾石层中，含水层以粉砂、粉细砂及中粗砂混卵砾石为主，含水层厚度一般小于10m，但局部厚度较大，可达11.1m；含水砂层厚度较小，颗粒较细，富水性一般，水质较好，为HCO3—Ca•Mg或HCO3—Ca•Na型淡水；但卵砾石层厚度较大，颗粒较粗，富水性较好。基岩裂隙水含水层主要由白垩系赤山组（K2c）碎屑岩类组成，浅部以风化裂隙水为主，深部风化作用逐渐减弱，以构造裂隙水为主，岩层构造裂隙的发育程度总体较差，多为闭合状或被充填，富水性较差，一般单井涌水量小于100m3/d。3.2地下水补给、迳流、排泄条件孔隙潜水以接受降水地表水的补给为主，以蒸发、径流和向地表水排泄为主要排泄形式；区内承压水以接受上部潜水的越流补给，以径流和人工开采的形式排泄；基岩裂隙水主要接受孔隙承压水的垂向补给，以侧向径流的方式排泄。3.3地层渗透性层号土层名称室内土工试验渗透系数采用值KV（cm/s）KH（cm/s）K（×10-6cm/s）①-1杂填土200弱透水①-2素填土200弱透水②-1b2-3粉质粘土4.66E-082.03E-080.1不透水②-2b4粉质粘土0.96E-071.84E-071不透水②-3b2粉质粘土1.0E-071.12E-071不透水③-1b1-2粉质粘土1.50E-072.07E-071不透水③-1cb2粉土夹粉质粘土500弱透水③-2b2-3粉质粘土1不透水③-2d2-3粉砂1.37E-053.02E-05500弱-中等透水③-2bc2粉质粘土夹粉土2.02E-072.44E-0750弱透水③-3b1-2粉质粘土1.91E-071.55E-071不透水③-4b2粉质粘土4.76E-071.28E-071不透水④-1b1粉质粘土1.58E-072.24E-071不透水④-2b2粉质粘土1不透水④-3d1粉细砂2000弱-中等透水④-4b2粉质粘土0.8E-071.95E-071不透水④-4e中粗砂混卵砾石10000强-中等透水④-5e中粗砂混卵砾石10000强-中等透水3.4地下水水位勘察期间实测场地孔隙潜水初见地下水位埋深0.20m～2.40m，平均高程32 8.90m，地下水稳定水位埋深0.20m～4.80m，平均高程8.45m，场地地下水位年变化幅度0.5-1.0m左右。根据调查，场地历史最高地下水位接近地表。根据勘察期间现场埋管水头测试结果，③-2d2-3层承压水水头高程约为8.70m；④-3d1层及④-4e层、④-5e层承压水水头高程1.65m左右。图1-1车站基坑北端头井地质剖面图图1-2车站基坑南端头井地质剖面图32 图1-3明挖段基坑地质剖面图图1-4明挖段基坑地质剖面图32 三、基坑降水计算分析（一）、降水的目的本基坑降水主要是针对③-2d2-3粉砂层及其以上淤泥质粉质粘土的基坑内地层的疏干降水、以及该地层以下粉砂、沙砾石承压含水层的减压降水。（1）疏干基坑内储水，为基坑开挖创造干作业条件。（2）降低基坑底隔水层以下承压含水层的承压水头，确保基坑抗突涌稳定安全，避免基底突涌破坏。（3）控制降水引起地面沉降，避免产生较大差异沉降。（4）控制降水对坑内坑底土体变形的影响，减小在坑内梁、柱等围护、支护结构产生附加应力。为达到上述目的，基坑降水设计应分基坑内疏干降水设计和避免基底突涌的减压降水设计，同时减压降水还应考虑降水对周边环境的影响。方州广场站：（二）、降压降水设计计算根据地质报告可知：本基坑底以下的④-1b1粉质粘土的层顶埋深为28.50-34.30m，同时围护结构进入该层深度超过10.0m，因此该层可视为封底隔水层。该层下部分布④-3d1层、④-4e层透水性强的粉砂、中粗砂混卵砾石，属第二层承压性含水层，需进行基底抗突涌验算。1、基坑抗突涌稳定性验算一般基坑工程随着开挖深度增加，承压含水层中的承压水对隔水顶板的水压逐渐增大，而坑底下隔水顶板土体随着厚度变薄，土体自重应力逐渐减少，而承压水水压超过顶板土体自重应力，会产生涌水、流砂，形成突涌。按开挖到垫层底时进行突涌验算，根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002(W.02.1)的规定，进行抗承压水突涌稳定性验算：（3-1）—基坑开挖底板高程（m）；32 —含水层顶板高程(m)—土的饱和重度（KN/m3）；—承压水头高程(m)；－水的重度，取10KN/m3；－安全系数，一般为1.0～1.2；按照基坑开挖深度最深，承压含水层顶板最高时的最不利的条件下进行计算，有关数据取值情况如下：场地整平标高+10.0m，基坑开挖底标高-8.62m，承压含水层顶板最大标高-19.25m，承压含水层水头标高+1.65m，基坑底部至承压含水层顶板之间的土体重度取18.0KN/m3。计算过程如下：191.34<230.45计算结果表明：本基坑抗突涌稳定性是不安全的，需要进行降压降水。表3-1基坑底板抗突涌计算表基坑开挖部位水位降深S(m)备注主体结构K28+339.2端头井集水坑-8.81-28.731.118.0101.653.866不需要降压基坑中间集水坑处-8.81-25.681.118.0101.651.925不需要降压K28+731.05端头井-8.62-19.251.118.0101.65-1.855需要降压3.505根据上表计算结论：最深只需把承压水头降低3.5m即可满足基坑开挖抗突涌要求。按此进行如下减压降水设计计算。2、降压降水计算由于本工程地层穿越多含水层且包括潜水层，这些复杂的条件使得基坑降水计算分析使用上述简单的理论方法难以准确，应用数值法进行计算。根据本工程的工程地质和水文地质条件、围护结构特点、开挖深度、突涌验算结果等因素，本次设计采用了渗流数值法进行计算，为减压降水设计与施工提供理论依据。32 考虑到降水过程中，上层潜水含水层与下层承压含水层间将发生水力联系，因此，将上覆潜水含水层、弱透水层以及下伏含水层一起纳入模型参与计算，并将其概化为三维空间上的非均质各向异性水文地质概念模型。为克服由于边界的不确定性给计算结果带来随意性，定水头边界应远离源、汇项，本次取基坑各向外延伸400m，计算区域为800m*1200m，四周均按定水头边界条件处理。地下水数学模型根据水文地质概念模型，建立下列与之相适应的三维地下水非稳定流数学模型：（1）式中，S为储水系数；Sy为给水度；M为承压含水层单元体厚度（m）；B为潜水含水层单元体地下水饱和厚度（m）;kxy,kyy,kzz分别为各向异性主方向渗透系数（m/d）；h为点（x,y,z）在t时刻的水头值（m）；W为源汇项（1/d）;h0为计算域初始水头值（m）；h1为第一类边界的水头值（m）；Ss为储水率（1/m）；t为时间（d）；Ω为计算域；Γ1为第一类边界。对整个渗流区进行离散后，采用有限差分法将上述数学模型进行离散，就可以得到数值模型，以此为基础编制计算程序，计算、预测降水引起的地下水位的时空分布。（1）降压井渗流数值模型建立模型建立：取地面标高+10.0m，潜水含水层初始水位埋深+8.45m，承压含水层初始水头埋深+1.65m，基坑底的②-b4及以下粉质粘土视为隔水层，因此取标高-19.0m~-29.0m的含水层作为本模型计算模拟区，取基坑各向外延伸400m，计算区域为800m*1200m，四周均按定水头边界条件考虑。如图：32 图3-2模型网格剖分图3-3围护结构立体布置图模拟计算结果如下：图3-4减压目的含水层水位降深等值线图32 图3-5减压目的含水层水位降深等值线纵剖面图图3-6减压目的含水层水位降深等值线横剖面图（2）降压降水井工作量：表3-2减压降水井工作量统计表雄州站井数孔深(m)孔径(mm)井径(mm)井管(m)滤管(m)沉淀管(m)填滤(m)粘土封孔(m)备注K28+731.05端头减压井10386502730-2828-380.527-380-27基坑内布置10口减压井，按底部10m为滤管，上部为实管。采用Ф273钢管井管。（3）降压井结构：降压井深度：根据地质剖面和围护结构深度，降压井取水深度必须在④-3d132 粉砂层或④-4e中粗砂混卵砾石层中，该地层透水性强，涌水量大，降水影响范围大；因此，本次降压井设计时深度按38.0m考虑（地面标高+10.0m），减压井布置在基坑内靠近K28+731.05端④-3d1、④-4e层顶埋深最浅处。降压井井管的选择：根据以往施工经验，降压井的止水要求很高，为了保证降压降水效果，拟采用市场上已有的Φ273mm壁厚4mm的铁卷管。滤管采用同径的圆孔式过滤器。降压井外径273mm钢管，成孔孔径650mm，井深38m；滤管设计在降压井底部，长度10.0m，滤管外包60目的滤网，滤管处围填直径0.15—2.5mm的沙砾混合滤料，滤料围填高度超过滤管1.0m，滤料以上用粘性土回填密实至井口。粘土应大小均匀，含水量适中，不粘连在一起，均匀，慢放，杜绝发生架桥现象，施工时安排专人监督回填粘土球。详图见“图3-6降压井结构图”。32 图3-6减压井结构图3、基坑疏干降水设计计算（1）基坑总水量计算方州广场站基坑围护结构采用钻孔咬合桩作为支护和止水结构，该基坑的四周的地下水侧向补给可以按不透水考虑；根据方州广场站地质剖面图，基坑底部深处为厚度超过10.0m的粉质粘土不透水层。因此，本基坑可以看作独立、密闭的水文地质单元（除大气降水补给外）。基坑降水只是要求疏干开挖范围内土体本身所含水量。本基坑长度为a=391.85m、宽度b=22m（按开挖最宽处计算）、深度为16.6m，地下水埋深1.0m，要求地下水位降至基底以下1.0m，地下水水位降深为S=19.37m。基坑内需要疏干的水量：。（2）疏干井的数量：根据同类工程经验，单井有效疏干面积在300~400m2，8620.7m2的基坑需要布置20~24口的疏干降水井。结合本基坑的维护结构形式和地质条件，在基坑北端距离端头井约40m向南有一层③-2d2-3粉砂、埋深在-5.1m~-13.97m，沿基坑长度约120m，为防止渗漏导致流水流砂引起塌陷，拟在基坑外布置6口观测（备用）井。表3-3疏干降水井工作量统计表方州广场站井数孔深(m)孔径(mm)井径(mm)井管(m)滤管(m)沉淀管(m)填滤(m)粘土封孔(m)备注两端头井疏干井4226002730-44-2222-230-230共布置21口疏干井，其中两端端头井4口、深22m，标准段17口、深20m。采用Ф273钢管井管。标准段疏干井17206002730-44-2020-210-210端头井基坑外观测(备用)井6246003600-44-2323-244-240-4观测兼备用降水，采用Ф360混凝土井管（3）疏干井井深设计：根据同类工程疏干降水经验，疏干井深度一般在基坑底面一下3~5m32 ，因此，疏干井深度端头井处22.0m，标准段处20.0m。（4）疏干井结构疏干井布置在基坑内部，为了防止在施工过程中的破坏，拟采用抗挤压能力较强的钢管。目前，市场上常用的疏干井井管规格为：外径273mm，厚度3mm，滤管为同质同径圆孔滤管，滤管孔隙率不小于15%；滤管设计在疏干井底部，长度10m，滤管外包60目的滤网，滤管处围填建筑粗砂，滤料围填高度超过滤管1.0m，滤料以上至井口用粘性土回填密实。基坑外观测井采用外径360mm混凝土井管，单节4.0m，其他参数同上。详见“图3-7疏干井结构图”。图3-7疏干井结构图32 图3-8降水井平面布置图4、附属结构降水根据现有图纸和地质资料。方州广场站有4个出入口及2个风井，主要分布在车站基坑南端，按照图纸提供的平面尺寸及开挖深度，经计算后结果如下：共计布置18口降水井，降水井深度约为16m。位置4个出入口2个风亭井数126深度1616附属结构的基坑降水最终将根据其止水帷幕形式、深度，计算后进行调整。5、减压降水开启与停止时间控制点（1）减压降水开启时间控制点方州广场站经验算，在基坑开挖到如下工况下需要进行降压降水。基坑抗突涌稳定性计算分析结果表：位置坑底标高（m）水土平衡时基坑标高（m）水土平衡时基坑深度（m）K28+731.05端头-8.620-6.4816.48从上表可以看出，基坑开挖16.48m以前不需要降压降水，在基坑开挖深度超过16.48m以后必须采取降压降水措施。我单位在基坑开挖至16m即启动减压降水，将承压水头降至设计标高，确保基坑安全。（2）减压降水停止时间点结构底板完成后，可以逐步降低降压降水的强度。本工程结构底板+垫层厚度为1.0m，钢筋混凝土的重度为27KN/m3。重新进行抗突涌稳定性验算：基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力。即：式中：H—基坑底至承压含水层顶板间距离（m）；—基坑底至承压含水层顶板间的土的平均重度（KN/m3）；32 h—承压水头高度至承压含水层顶板的距离（m）；—水的重度（KN/m3），取10KN/m3；Fs—安全系数，一般为1.0～1.2，取1.0。计算情况如下：底板完成后，最深处底板标高-7.62m，承压水头标高1.65m，承压水的顶托力为：。上覆土的压力为：,安全系数为：，再结合垫层、梁等。从以上计算可以得出结论，本基坑在结构底板完成后，即可停止降压降水。方州广场站～沈桥站区间明挖段：根据地质报告可知：该开挖区域及下层大部分都为可塑-硬塑状粉质粘土，整个区域地质条件较好，端头井局部有少量软塑-可塑粉质粘土，因此基坑内降水采用排水沟+集水井的明排降水，开挖期间及时形成排水沟、集水坑，排出积水即可。端头井基坑外设置观测（备用）井。图3-9端头井明挖段地质平面图32 表3-4观测井工作量统计表方州广场站井数孔深(m)孔径(mm)井径(mm)井管(m)滤管(m)沉淀管(m)填滤(m)粘土封孔(m)备注基坑外观测(备用)井9246003600-44-2404-240-4观测兼备用降水观测井结构观测井布置在基坑外部，深度为24.0m；采用的井管为常用规格：外径360mm的混凝土井管，滤管为同质同径圆孔滤管，孔径50mm，滤管孔隙率不小于15%；单根长度4.0m，滤管设计在疏干井底部，长度40m，滤管外包60目的滤网，滤管处围填建筑粗砂，滤料围填高度超过滤管1.0m，滤料以上至井口用粘性土回填密实。图3-11明挖段疏干井平面布置示意图四、施工方法1、主要设备和材料基坑内疏干井及减压井滤管：采用直径为Ф273mm的成品钢管，单管长度为6.0m，滤孔孔径不大于20mm，整管均匀分布，孔隙率大于20%。基坑外观测（备用）井井管：采用直径为Ф360mm的混凝土井管，单根长度为4.0m，滤孔孔径滤孔孔径不大于50mm，整管均匀分布。滤网：井管外裹一层网眼3mm×3mm32 的滤网，再在滤网外裹上60目的滤网，采用两层过滤。滤料：滤料选用原则为：D50≥8-12d50（D50为滤料中同一级配粒径含量超过50%的砾砂，d50为地层中同一级配粒径含量超过50%），本处降水井建议井管与孔壁间采用粗砂。成孔设备：采用XZ-150型水文钻机成孔，清水循环钻进，孔径为600mm。抽水设备：采用流量为3~8m3/h的潜水泵。管井施工时可对井的施工顺序作相应调整，施工按跳井施工并抽水，如地下水降深不大，则可以在两井间插打管井。施工流程图：施工准备钻机就位放样安装井管钻进试抽安装抽水泵洗井投滤料2、施工前的准备工作在离井位10m处挖一2m直径左右的坑，深约1.5m，坑内注满清水，以备循环钻进用，挖好循环沟；再在坑上架起泥浆泵，同时用泥浆管把钻机上的启动钻杆顶端和泥浆泵连接起来。按要求用滤网把滤管裹好，并把孔底管封牢，在每节井管边用绳子或铁丝固定，方便吊装井管。钻机安装就位，调试准备完毕。3、成孔准备工作完成以后开始钻孔，整孔采用一径到底，钻进过程中注意观察返浆，记录地层情况，钻到设计孔深后，一般需超钻50~80cm，并停止钻进，但仍停在原位进行清水循环，以返清孔内沉砂，减少沉淀，通过返浆观察确定起钻时间。4、管井安装起钻后立即吊装井管，按顺序先放已一端封死的滤管，再依次对接，每节管对接对直，并用滤网包裹好，确保井管位于孔中间，以保证井管与孔壁间间距不小于150mm，管井与孔壁间的空隙用滤料填实，再在离孔口1m32 的位置以上用粘土填实。5、洗井管井安装完成后应及时进行洗井，洗井通常采用的方法为清水冲洗，即把钻机的钻头取下换上水管，放入井管内向下强行注水，通过压水造成的压力使井内外形成水压进行洗井，一般应连续洗井达井水变清才能成功，洗井过程中应视井内水的含泥砂量而定，或视提水后井内水恢复的快慢来判断，总体上讲洗井应有足够长的时间为佳，因为洗井是整个管井施工过程中最为重要的环节。6、抽水洗井完毕后应立即安装抽水泵进行抽水，这样即可抽水，又可达到洗井的目的，如洗井完成后放置一段时间再进行抽水，井有可能淤积，影响出水效果。五、机械设备、主要材料及人员成井施工准备投入如下设备：投入设备状况表设备名称型号数量性能或用途配备动力工程钻机SQZJ—1502台设计能力钻φ800mm深60m11kw电机或1110柴油机泥浆泵4ZS—123台4吋吸砂泵，出水量80m3/h作泥浆泵及反循环泵用。1110柴油机潜水泵QY24—25—3QY35—26—45台5台额定出水量24m3/h，扬程25m额定出水量25m3/h，扬程35m3kw4kw电动机Y160—11—45台钻机动力11kw拖拉机2台工地倒运井管、滤料等8~13kw柴油机长丰11107台部分为备用钻机动力13kw供水软管2.5吋1000m施工供水降水运行管理投入设备及材料表32 序号名称规格数量功率或性能1水泵1Qy10-26-1.512台1.5KW2水泵2QY6-24-0.7520台0.75KW3电缆线1.5mm2×328盘每盘100m4配电盘20套5水管1.5吋30盘×100m硬质塑料管6钢丝绳Φ6mm400m7电水位计3投入本项目的人员序号内容单位数量1项目负责人个12技术负责人个13技术员、施工员个24材料员个15施工队长个16机长个27技术工人个108电工、维修工个29普工个6六、降水因本工程采用基坑内疏干的方案进行地下水的控制，因此，本基坑降水仅需要考虑疏干降水：在具备施工条件时，尽快完成疏干井的施工。疏干降水井成井后立即启动抽水，直到井水变清、水路畅通，疏干降水是个长期缓慢的过程，工期允许的条件下尽量延长抽水时间。确保把地下水位控制在开挖面以下1.0m以上。32 七、主要工程量和工期、劳动力计划安排1、主要工程量根据方案，主要工程量如下：序号项目名称单位数量备注1方州广场站降水井m37口988m2附属结构降水井m18270m3方州广场站降水运行天1204明挖段疏干降水井m13278m5明挖段降水运行天902、工期安排方州广场站主体及明挖段：序号项目内容2012年8月9月2013年2月备注1打井20天完成2运行运行6个月3、劳动力安排序号人数2012年8月9月2013年2月备注120人20天完成26人运行6个月八、工难点与控制节点要点对于本工程中采用的基坑内管井深井降水，结合本工程的场地状况、地质条件、天气和工艺要求，应抓住以下几个方面的施工环节：32 1、本基坑降水施工的难点基坑开挖过程中的挖机、临近降水井的放坡或竖立土体对降水井的损坏和剪切压力会导致井管损毁，直接导致降水效果，甚至使该降水井成为管涌点，为后期埋下隐患。因此，基坑内可采用钢管井。围护结构可能存在施工缺陷会导致渗漏引起流水流砂、地面沉降，基底渗漏引起管涌。因此，局部基坑外布置了观测（备用）井，发生渗漏可以及时启动抽水，预防流砂引发沉降。2、降水施工控制节点（1）成井质量的控制：成井质量的好坏直接影响到单井的出水量和长时间运行的完好性；施工中应控制好每一个环节，应根据地质情况的变化调整施工参数、选择合适粒径的滤料、合适的滤网，适当的泥浆比重等。（2）运行控制：前期应初步判断单井出水量，选择合适扬程、流量、功率的水泵，控制井内水位下降的速率和井内动水位的变化，避免因降水速率过快造成不均匀沉降过大而引起结构变形过大；并准备充足的水泵，以防水泵的损坏时及时更换修理；加强降水井的保护十分重要，确保每口井完好。（3）排水系统的合理规划与布置：因本基坑较大、并且深度大，因此在抽水前应根据地形、管网，合理规划布置外排水系统，避免抽取的地下水近距离的直接从地表补给承压水层，造成较大径流补给，增加抽水量，同时也增加了基坑变形等不利因素。九、降水对周边环境的影响本基坑降水对周边环境的影响主要是降压降水对周围环境的影响，由于围护结构完全隔断了基坑内外的水力联系，因此，基坑的疏干降水对环境不会产生影响。可能对环境的影响主要的原因：围护结构的局部缺陷的渗漏引起流水流砂，水土流失导致基坑周边沉降。十、施工保障措施1、降水井成井技术措施32 （1）认真做好地层记录，确保地层记录的准确。（2）严格控制泥浆比重，确保水井有足够的出水量。从地质资料上看，地下水是非常丰富的，如果水井出水量达不到要求，就要从施工质量上找原因。（3）严格控制水井抽水含砂量，含砂量要<1/100000，对于出水量达不到规范要求的水井要及时处理，不能把问题留下来。（4）井管焊接要牢固，捆扎井管一律用双股铁丝。（5）滤布包裹要均匀、紧实，避免漏裹，滤料要合适、均匀。2、降水运行的技术措施（1）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，尽可能提前投入降水运行，即在降水井的成井施工阶段应边施工边抽水，完成一口投入降水运行一口，力争在基坑开挖前，将基坑内地下水降到基坑开挖面以下0.50m左右。（2）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。（3）降水运行阶段应经常检查潜水泵的工作状态，一旦发现不正常应及时调泵并修复，另外施工现场要备有数量多于降水井数的3～5台潜水泵以备用。（4）降水运行阶段应保证电源供给，如遇电网停电，有关单位提前两个小时通知降水施工人员，以便及时采取措施，保证降水效果。（5）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。（6）做好基坑内的明排水准备工作，以防基坑开挖时遇大雨能及时将基坑内的积水抽干。（7）根据水位变化情况分析，及时发现问题，并与基坑其他岩土工程监测资料进行对比分析，以及时建议、确定应采取的防治措施。3、雨季、夏季施工措施（1）做好基坑外的排水沟，平时应及时清理干净排水沟内积砂和杂物，确保雨天及时排出地面积水，以防地面积水沿基坑边流进基坑。（2）32 电箱、电缆接头部位应放置在高于地面的位置，以防雨天积水淹没电器造成漏电导致跳闸、停电、伤人等事故。（3）成井后和每次分层开挖后，应保证井口搞出地面20~30cm，以防雨天积水沿井口灌进抽水井内，造成降水井淤积泥砂、埋泵等。（4）基坑开挖过程中，每层土方开挖到位后及时人工挖出排水沟，及时排除基坑积水和雨天降水形成的积水，雨后及时派人排出基坑积水。（5）收听天气预报，提前预知雨情，制订预防措施。（6）夏季及时做好电缆电线、电器的保护，避免高温导致电器跳闸、烧坏。（7）高温季节做好防暑降温工作，调整作业时间，避开高温时间。4、施工协调配合由于降水施工属于单一的工种，需要其他施工工序的配合支持，因此得到其他施工单位的协调配合十分重要，施工中应主动搞好上下级关系、以及土方开挖、主体等各兄弟单位的协作关系。从整个工程的大局出发，处理好各工序的先后关系，服从业主、监理等单位的安排、指示。十一、封井方案基坑内部分降水井的封井采用在井内先填瓜子片然后再灌注混凝土的封堵方法，基本操作顺序及有关技术要求如下：（1）当基坑开挖到设计标高以后，在基坑底开挖面以上1.0m处，割除井管。（2）按规定留置泄水孔、并做好保护工作。（3）抽干疏干井中的水，在浇筑垫层的同时灌浇混凝土。（4）在设计同意时，按上述方法封泄水孔。十二、施工风险分析及应急预案1、施工风险分析由于本基坑属于宽、大、深的长条型基坑，土方开挖、主体施工是否顺利进行的关键在于降水能否成功，因此降水方案的正确选择是至关重要的。32 其次是降水施工的成井质量是十分重要，成井质量直接影响单井出水量既降水效果，因此控制每一口井的质量尤为重要。运行期间的风险主要是降水井的保护，另外就是设备的正常抽水运行和设备的功率达到额定的要求，确保每口井完好和抽水量达到设计要。再就是降水对周边建筑物的影响。2、应急预案（1）应急预案的启动根据本工程监测的各项内容，当超过报警值时，应立即启动应急预案，主要报警值规定如下：序号监测内容报警值1围护结构顶部沉降与位移累计15mm，速率2mm/天（连续2天）2围护结构侧斜累计30mm，速率2mm/天（连续2天）3土体侧斜累计30mm，速率2mm/天（连续2天）4立柱桩隆沉累计20mm，速率2mm/天（连续2天）5立柱桩差异隆沉累计10mm，速率2mm/天（连续2天）6地下连续墙与立柱桩差异隆沉累计10mm，速率2mm/天（连续2天）7坑外水位变化累计750mm，速率200mm/天（连续2天）一旦有现场人员发现（看到、听到）现场发生事故、险情征兆，应急预案随即启动（2）应急抢险、救急措施当出现险情或正在发生时，项目部应急工作小组一方面将情况如实上报上级部门，向监理、设计工程师等相关单位汇报，另一方面立即根据事故、事件类别和严重程度选取针对措施。①支撑轴力、位移值报警a、检查现场状况和之前的施工记录，查找是否同时有其他险兆或危险行为，比如连续墙是否渗水、土方是否没有按照要求分块限时挖、出现未撑先挖情况等，一方面将有关情况及时反馈设计单位，另一方面现场进行原因分析，必要是对支撑砼的强度进行测试。b、增加人力、机械，加快当前施工分块的速度，已挖区域的支撑随即进行，支撑砼掺加早强剂，力求尽快起到作用。32 ②支撑破坏当发现支撑有裂缝时，测得裂缝宽度以及当时支承轴力，反馈给围护设计单位，根据围护设计单位指令对砼支撑做加固。③咬合桩侧向变形超过报警值a、立即检查砼支撑是否有损坏的迹象，包括是否有裂缝及其他异常情况，检查坑内外地下水位，将当前相关监测结果和现场状况报告围护设计单位，与围护设计单位协商确定控制措施。b、如果报警处咬合桩边地面有堆载，应立即全部搬出，在问题解决前，禁止该侧施工车辆通过，减少施工动荷载。c、如发现围护墙背土体沉陷，应设法控制嵌入土体部分的位移，现场可进行以下紧急措施：增设坑内降水设备，降低地下水，如果条件许可，也可在坑外降水；进行坑底加固，采用注浆，提高被动土压力；监测频率加密，一天至少一次，并注意观察咬合桩接缝处的变化，发现渗水现象及时进行堵漏；根据围护设计单位的要求对施工方得措施进行适当调整。④咬合桩渗水a、如渗水量极少，为轻微滴水，且监测结果也未反应周边环境有险兆，则只在坑底设排水沟，暂不作进一步修补。b、如渗水量逐步增大，但没有泥沙带出，而周边环境尚无险兆，可采用引流修补的方法。c、如渗水量较大，呈流状，或者接缝渗水时，应立即进行堵漏。如渗水量比较大则渗水部位深0.10m左右，在中间埋设导流管，抢注双快水泥，等到双快水泥硬结（一般在半小时左右）后从导流管内注射聚胺脂，将渗水部位封闭。d、当新建咬合桩渗漏水量为流体状时，应立即进行组织堵漏。⑤坑底隆起检查坑底是否有积水，排干积水。加快垫层施工，坑外四周地面尽量卸载。将现场状况汇报给围护设计单位，按围护设计要求进行坑底地基土加固。⑥降水井水位降不下去a、检查深井设备，排除机械故障。b、测量井底沉淀物的深度，如沉淀物过厚，应重新洗井，排除沉渣。32 a、测量井孔深度，如果孔深不能满足降水要求，应在该区域增加降水井并保证足够的深度。b、如果前面的措施还不能满足降水要求，可在单井最大集水能力的允许的范围内，更换排水能力更深的深水泵。⑦坑底土体超挖先挖去浮土，再用砂、石回填，严禁回填原土。或者按照围护设计的要求施工。⑧出现土体坍塌险兆挖土作业时，必须有专门的指挥人员，并有现场巡查小组随时观察边坡的稳定情况，当发现边坡出现裂缝、有走动，首先应立即暂停该区域的挖土工作，将人员撤至安全地区，随后采取以下安全和消除措施：a、将坡上边的物体搬走，卸除坡边压载。b、检查坑内是否积水较多，加大抽、排水力度，避免土体浸泡在水中。c、一旦出现塌方，有关人员应尽快撤离危险区域，同时呼喊报警，提醒其他施工人员。接下来的工作重点应在尽快接触土体挤压，救援可能有的被困人员上。在解除压迫的过程，切勿生拉硬拽，以免进一步伤害。对被救人员先进行现场处理伤情，如清除头部的泥土，清除口鼻污物，保持呼吸通畅，进行心肺复苏等。并尽快就近送医院。对塌方后出现的土体应力松弛过快、实际开挖面积过大等情况，加强监测，根据监测结果加快支撑施工或采取必要的补撑措施。⑨咬合桩桩体凸出如在土方开挖过程中遇到咬合桩局部混凝土凸出现象，应立即派人抢先凿除对环撑施工造成影响部位，随后凿除其他部位，确保不影响工程施工进度。⑩咬合桩夹土层如在土方开挖过程中遇咬合桩局部桩体混凝土夹土现象，应及时补强、采取防渗漏措施，具体情况视夹土块的大小、土质采取措施。（3）对现场和临近建筑物及市政管道、管线等安全保护措施①详细阅读、熟悉掌握建设单位提供的地下管线图纸资料，并在工程实施前召开的各管线单位参加的施工配合会议上，进一步搜集管线资料，核对弄清地下管线的确切情况，做好记录。②32 工程实施前，把施工现场地下管线的详细情况和制定的管线保护措施向现场施工技术负责人，工地主管，班组长甚至每一位操作工人作层层安全交底，建立“保护公共事业管线责任制”，明确各级人员的责任。③工程实施前，落实保护工程地下管线的组织措施，委派管线保护专职人员负责本工程地下管线的监护和保护工作，严格按照经公司总工程师审定批准的施工组织设计技术措施的要求落实到现场。④工程实施前，由业主安排专业监测队伍对受施工影响的地下管线设置若干数量沉降观测点布置图与沉降观测记录。⑤若监测值到报警值时，应查找原因，调整施工顺序和流程或报设计、监理等单位共同研究处理方案。⑥与监护部门共同研究针对变形情况设计并敷设好跟踪注浆管及注浆设备，备好所有注浆材料，以根据监测跟踪注浆纠偏，调整管线变形曲率。（4）周边管线位移报警①采用设隔离桩或隔离沟的方式a、在管线靠基坑一侧搭设树根桩作为封闭桩，或者钢板桩、槽钢等等。搭设时控制速率和桩与管线的距离。b、也可在管线边开挖隔离沟，隔离沟与管线保持一定距离，深度与管线埋深接近或略深，在管线一侧还要做出一定坡度。c、对离基坑很近的管线，用隔离桩、隔离沟可能无明显效果，可用架空管线的方法，即在管线上设置支撑架，将管线悬挂在支撑架上。此措施需管线相关单位协助配合。d、如发现管线已有所破坏，应立即上报专业单位进行抢修。②道路开裂、坍塌一旦基坑施工引起周边道路开裂、坍塌，应及时回灌水泥砂浆或回填黄砂、粘土，并在上面铺设钢板。同时通知交警部门到场协助疏通交通，确保道路正常通行。十三、安全生产、文明施工1、安全生产32 （1）工人上岗前要进行三级安全教育，要定期召开安全工作会议。严禁违章操作，杜绝各类事故发生。（2）施工前进行安全技术交底，认真填写安全日记。（3）进入施工现场必须戴安全帽。（4）达到以下安全目标·安全事故零目标。·实现违章零目标。·竣工移交施工基建痕迹零目标。（5）做好附近构筑物的监测工作，发现异常及时通报联系，以便及时调整抽水计划，保证周边环境安全。（6）应加强地下水位的观测，及时向有关方面通报地下水位情况，以便安排今后工作。（7）根据需要，及时拆除封堵有关井点。（8）电缆必须完整无损坏，防止漏电事故发生。（9）做好基坑外排水系统，防止地面水渗漏和流入基坑。下雨天，及时做好基坑内明水排水。2、文明施工（1）施工现场要保持干净、整洁，料具摆放整齐。（2）成井期间做好泥浆抽排系统，防止泥浆漫流。（3）抽水期间，做好排水系统，保证排水能力，防止水流溢出排水沟。（4）施工人员要穿戴整齐。（5）安排好施工人员的食宿，洗澡等个人卫生。（6）做到“非文明施工零目标”。32'