南京中勝站降壓井設計方案

2021-08-29 11:27:56 字數 4676 閱讀 5380

目錄一、前言 3

二、降水設計有關引數 4

三、地質條件敘述 5

四、降水目的及要求 6

五、基坑底板穩定性驗算 6

六、降壓井的布置依據 8

七、降壓井工作量的初步布設 13

八、布井合理性驗證 14

九、降壓井構造與設計要求 16

十、施工工藝與技術要求 16

十一、降水執行 18

十二、施工技術措施 20

十三、主要機械裝置選用 20

十四、施工管理人員及勞動力配備 21

十五、附圖表 21

在建車站基坑內降水井於2023年2月11日開始施工,成井施工嚴格按照設計深度及要求進行,成井施工過程嚴格按照有關規範施工,確保了成井施工的質量,並按要求打完一口井就及時下幫浦加真空抽水。

抽水工作於2023年2月16日開始正式抽水,抽水初期採用真空加潛水幫浦交替抽水,基坑開挖後即採用潛水幫浦抽水,真空幫浦停止執行。

基坑開挖施工於3月22日開始進行,挖土工作先由1#活塞風井部位開始進行,上部疏幹降水效果良好,出土很幹。在實際開挖施工過程中我們發現實際地質情況與勘察報告所提供的資料有所出入:根據勘察提供的地質情況(1#活塞風井部位):

0~0.50m為軟~可塑狀素填土,0.50~1.

80m為軟~可塑狀粉質粘土,1.80~16.40m為流塑狀飽和淤泥質粉質粘土,16.

40m以下為砂層,該層為承壓含水層,為影響地鐵施工的主要含水層;在實際開挖施工過程中:0~1.50m為素填土層,1.

50m以下為粉土、淤泥質粉質粘土的互層,在基坑內觀測孔施工過程中,深度為15.50m時已經進入了承壓含水層。

當1#活塞風井部位在挖至9m深左右時基坑底部多處發生管湧現象,無法制止。經計算、並經多方討論分析,。因此,為了保證基坑開挖的順利進行,在基坑開挖時必須降低下伏承壓含水層的承壓水水位,才能滿足基坑底板穩定性的要求。

由於其它部分(包括部分區間段)承壓含水層頂板都比該部分的埋深要淺,區域性部位已經被揭穿,因此在開挖過程中也都必將發生突湧現象,故必須降低承壓含水層的水位。

實踐證明原降水設計不能滿足基坑底板穩定性要求,為了保證基坑開挖施工的順利進行,經多種方案的討論、對比,根據施工要求和前期施工的經驗設計了此承壓水降水方案。

(一)工程概況

擬建工程為南京地鐵南北線一期西延線中勝站主體結構以及中勝站~小行站區間線路。設計的線路範圍里程:中勝站xk3+477.

10~xk3+734.10,總長257m;區間線路xk3+734.100~xk4+241.

078,總長506.978m。根據設計,中勝站主體結構基坑採用明開挖,圍護結構採用smw工法;區間線路分地下段與路基段兩部分,而地下段又分出露段與暗埋段兩部分。

地下段線路的結構為隧道結構。整個地下段的結構由小行站向中勝站方向傾斜,斜率約為2.1%~3.

1%。地下段基坑採用灌注樁加深攪的圍護結構,基坑開挖採用明開挖。本次降承壓水設計的範圍主要是在中勝站主體結構和區間隧道地下段xk3+734.

100~xk4+834.100範圍的部位。

(二)基坑開挖深度

1、中勝站主體

1)車站主體結構:基坑開挖深度:11.580m~12.052m,相應的

絕對標高為-5.080m~-5.552m;

2)廢水幫浦房:基坑開挖深度:13.452m,相應的絕對標高為-6.952m;

2、區間線路

暗埋段:(里程:xk3+734.

100~xk3+834.100):基坑開挖深度:

9.334m~11.432m,相應的絕對標高為-2.

834m~-4.932m

(三)基坑寬度:

車站主體結構:10.75m~15.80m~26.00m;區間線路:12.00m;

(四)車站主體結構基坑圍護情況:

中勝車站四周採用smw工法圍護,深度為:20.580m~21.

052m,相應的絕對標高為-14.080m~-14.552m;區間地下段基坑採用灌注樁加深攪的圍護結構。

(五)本方案以地面絕對標高+6.500m為±0.000,方案中所涉及的深度及標高均以此為準。

根據南京市測繪勘察研究院提供的勘察報告,本場地分布的地層主要是:在深度為11.70m~16.

40m(絕對標高為-5.00m~-10.00m)以上主要分布的地層是人工填土、粉質粘土及淤泥質粉質粘土層,在該深度以下主要分布的地層是粉土、粉砂、粉細砂層。

根據地層的水文地質特性,上部以粘性土為主的淤泥質粉質粘土與粉質粘土的滲透性較差,其滲透係數一般可達10-7cm/s。而下部的粉土與粉細砂層的滲透性較好,土層中的含水量較大,地下水的補給速率也較快。根據本場地的該兩大層土的分布與埋藏條件,按其水文地質型別,可分為:

上部潛水層,下部承壓含水層型兩大型別。根據勘察報告,下部承壓含水層為影響地鐵施工的主要含水層(施工中測得該層承壓含水層的承壓水水頭為:2.

50m)。

(一)降水的目的是:通過降壓井抽水及時降低下部承壓含水層的水頭高度,防止基坑底板突湧等不良現象的發生,確保基坑開挖後基坑底的穩定,以保證基坑開挖的安全性。

(二)根據設計及實際的地質情況本次需將承壓水水頭降至基坑開挖面以下0.50m左右,即12.50m左右。

(一)基坑底板的穩定條件:基坑底板至承壓含水層頂板間的土壓力應大於承壓水的頂托力。即:

h·γs ≥ fs·γw·h

式中: h — 基坑底至承壓含水層頂板間距離(m)

γs — 基坑底至承壓含水層頂板間的土的加權平均重(kn/m3)

h — 承壓水水頭高度,靜止水位至承壓含水層頂板的距離(m)

γw — 水的重度(kn/m3)

fs — 安全係數(取1.05)

(二)車站部分:

根據勘察報告提供的有關資料,1#活塞風井部位基坑開挖面至承壓含水層頂板的土層的重度為18kn/m3,該部分基坑開挖約12m,承壓含水層頂板埋深為16.40m,承壓水水位按2.50m計算。

具體如下:

1、1#活塞風井部位上覆土壓力為:

h·γs =18×4.4=79.2 kpa

2、1#活塞風井部位下伏承壓含水層的承壓水的頂托力為:

fs·γw·h =1.05×10×13.9=145.95 kpa

3、穩定性驗算

fs·γw·h - h·γs = 79.2 –145.95 = -66.75 kpa

則:承壓水的頂托力大於上部土壓力66.75kpa。

4、根據上述驗算結果分析:

當車站在的1#活塞風井部位基坑開挖至地表以下12.00m時,下部承壓水的頂托力大於基坑底至承壓含水層頂板間的土壓力,即基坑會發生突湧現象。故該部位在基坑開挖時必須降低下伏承壓含水層的水頭壓力,才能滿足基坑底板穩定性的要求。

需降低的值如下:

h降 = 66.75/γw =66.75/10 ≈6.7m

根據計算結果分析得出1#活塞風井部位承壓水水頭降至地面下9.2m(絕對標高-2.70m),可保證基坑底板的穩定。

由於車站其它部分承壓含水層頂板都比該部分的埋深要淺,區域性部分已經挖至承壓含水層頂板,因此也必將發生此現象,必須降低承壓含水層的水頭。

(三)區間隧道部分:

根據勘察報告提供的有關資料,區間在里程xk3+834.100部位基坑開挖面至承壓含水層頂板的土層的重度為18kn/m3,該部分基坑開挖約9m,承壓含水層頂板埋深約為14m,承壓水水位按2.50m計算。

具體如下:

1、里程xk3+834.100部位上覆土壓力為:

h·γs =18×5=90 kpa

2、里程xk3+834.100部位下伏承壓含水層的承壓水的頂托力為:

fs·γw·h =1.05×10×11.5=120.75 kpa

3、穩定性驗算

fs·γw·h - h·γs = 90 –120.75 = -30.75 kpa

則:承壓水的頂托力大於上部土壓力30.75kpa。

4、根據上述驗算結果分析:

當區間在里程xk3+834.100部位的基坑開挖至地表以下9m左右時,下部承壓水的頂托力大於基坑底至承壓含水層頂板間的土壓力,即基坑會發生突湧現象。故該部位在基坑開挖時必須降低下伏承壓含水層的水頭壓力,才能滿足基坑底板穩定性的要求。

需降低的值如下:

h降 = 30.75/γw =30.75/10 ≈3.1m

根據計算結果分析得出在區間里程xk3+834.100部位承壓水水頭降至地面下5.6m(絕對標高0.90m),可保證基坑底板的穩定。

由於區間里程:xk3+734.100~xk3+834.100範圍內其它部分承壓含水層頂板都比該部分的埋深要淺,因此也必須降低承壓含水層的水頭。

(一)抽水試驗

1、抽水試驗的目的

1)測定井的出水量q與水位下降值s隨時間變化的關係。

2)確定該區域承壓含水層的水文地質引數包括:

a)水平滲透係數kh與垂直滲透係數kv。

b)越流因子(無量綱)br。

c)壓力傳導係數a。

d)含水層的各向異性係數kv/kh。

3)根據獲得的水文地質引數,初步設計降壓井。

2、抽水試驗工作量的布置

1)根據降水目的與要求及降水目的層的水文地質條件,採用多孔抽水試驗。布置一組抽水試驗井(包括一口抽水井、一口觀測井)。

2)井位布置

a)本次進行的一組抽水試驗井均位於2#活塞風井部位基坑外側,詳見「降壓井井位平面布置示意圖」(圖1)。

b)抽水井:抽水井為y27號降壓井。

c)觀測井:觀測井為y25號降壓井,距抽水井y23的距離為:20.00m。

3)井徑

抽水井與觀測井的井徑均為φ250mm。

井點降水設計方案

1 依據標準 建築工程施工質量驗收統一標準 gb50300 2001 建築地基基礎工程施工質量驗收規範 gb50202 2002 2 工程概況 3 基坑範圍內地質情況 淺層地基土滲透性表 4 水文地質情況 表層地下水屬於孔隙潛水型別,以大氣降水補給,蒸發形式排洩為主,水位隨季節略有變化。地下水位年變...

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