基坑降水施工方案
1工程概況
1.1 工程位置及內容
1.2地質條件
1.2.1工程地質
天井院所在地區屬於黃河二級階地區，地面標高24.5～27.2公尺。車站開挖範圍內各各土層由上而下依次為：
1-1雜填土：上部多為瀝青水泥路面，下部由碎石、灰渣和一般粘性土等混合構成，厚度0.5～2.3公尺。
1-2素填土：灰褐～黃褐色為主，稍溼-飽和、較鬆散，主要由粉質粘土組成，分布於場區部分地段，厚度1.0～4.9公尺。
2粉質粘土：黃褐～灰褐色，含氧化鐵，夾灰色條紋，呈飽和、可塑狀態，厚度3.3～～5.2公尺，層頂埋深1.0～5.7公尺。
3粘土：棕黃～黃褐色，區域性為棕紅色，飽和、硬塑～堅硬，含鐵錳氧化物、高嶺土，分布較均勻，厚度4.5～12.6公尺。
4粉質粘土：褐黃～黃色，可塑狀態為主，飽和，含氧化鐵及高嶺土，砂性較重，分布於場地大部分地段。厚度1.0～21.4公尺。
5-1粘質粉砂：黃色、飽和、稍密～中密，含氧化鐵及少量高嶺土、雲母片，厚度0.7～10.2公尺。
5-2粘質中砂：黃色、飽和、中密，含氧化鐵及及雲母片，厚度3.5～16.0公尺。
6-1角礫夾中粗砂：黃色、飽和、中密～密實，角礫或礫石粒徑一般為0.3～3㎝，區域性夾少量卵石，厚度1.0～7.0公尺。
7粘土：黃褐～灰褐色為主，呈飽和、可～硬塑狀態，區域性夾碎石及未完全風化之岩塊，該層主要分布於k12～13及b5～k7地段，厚度4.7～15.
0公尺，層頂埋深3.5～36.0公尺。
8灰岩：灰色，為較完整灰岩，主要分布於場區k13號孔地段。隱晶質結構，塊狀構造，層頂埋深14.5公尺。
1.2.2 水文地質
工程範圍內的地下水主要表現為上層滯水、孔隙承壓水和基岩裂隙水。上層滯水主要存於人工填土中，水位不連續，無統一的自由水面，主要接受地表水與大氣降水補給，水量一般較小。
弱承壓水存於粘質粉砂、粘質中砂、含角礫中砂屋等砂層等砂類土及碎石類土層中，與長江有水力聯絡，水量可觀。
基岩裂隙水主要存於強風化泥岩，石英砂岩中，除石英砂岩中基岩裂隙水具一定水量外，水量一般很少。
2 降水目的
根據本站基坑開挖及基礎底板結構施工的設計要求，降水的目的為：
(1)通過降水及時疏幹開挖範圍內土層的地下水，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，改善土體開挖運輸效能。
(2)在基坑開挖施工時做到及時降低基坑中的地下水位，保證基坑的開挖施工的順利進行。
(3)及時降低下部承壓含水層的承壓水水頭，防止基坑底部發生湧水翻砂，以確保施工時基坑底板的穩定性。
3 降水設計
3.1各土層的物理力學性質指標
見表3.1-1
層物表3.1-1各土層物理力學指標(取自岩土工程勘察報告)標
3.2降水設計要求
根據設計圖及地質資料情況，地下水埋深11.2m，施工時水位降低值達到7.636m，降水深度達到18.
836m；孔隙承壓水主要賦存於q3al+pl層砂類土中，滲透係數達到11.5m/d～18.8m/d。
根據這兩個特徵，決定在基坑四周採用深井井點均勻降水的方法將施工中的水位降低至基底下2m。
3.3降水井設計
基坑的隔水帷幕採用旋噴樁，用該工法施工樁垂直度好，樁與樁之間搭接好，樁的深度達23公尺，已進入底板以下4公尺左右。降水採用降水管井，根據地區的經驗，採用均勻布井。水的湧水量與場地水文地質條件、基坑的形狀大小及補給水邊界條件等有關。
根據地勘資料本降水井可按承壓非完全井計算，同時本車站a區、b區、c區三段分開施工，所以對三段進行分開計算。
1、基坑排水量計算
基坑排水量可依據下式進行計算：
1)滲透係數的確定
k=∑kihi/∑hi
ki、hi-----各土層的滲透係數（m/d）與厚度（m）
根據設計可求得k=16m/d。
2)承壓水層厚度 m值確定
m取值： m=18.9m，由地勘料得。
3）井點系統的影響半徑r0
r0=r+r0
r-----由經驗公式確定的影響半徑,
r0-----環形降水範圍的假想半徑
(1)影響半徑r
無觀測孔，由經驗公式r=10×sk1/2=305m；s=7.64m
確定環形降水範圍的假想半徑r0
(2)因為基坑為長方形，且l/b＞2.5;
r0=η(l+b)/4
式中η-係數(m2),查表得a、b區:η=1.15；c區:η=1.12
l-基坑長度(m)
b-基坑寬度(m)
得： a、b區: r0=22.7m ；
c區: r0=43.1m ；
(4)基坑湧水量
得： a、b區: qa = qb =4478m3/d;
c區: qc=6399m3/d;
2、降水井數計算
q為單井管湧水量，計算每根井點最大出水量q=120rlk1/3=302m3/d，本工程取300 m3/d ，得：a、b區: na = nb =16個；c區:
nc=24個；考慮到開挖順序，在施工b區時可與a、c區共用8個井，故本工程共需降水井48個，降水離基坑邊的距離為4公尺其布置見圖1。
施工a區降水井布置圖施工b區降水井布置圖
其中為與a、c區共用的降水井）
施工c區降水井布置圖
3、井點管長度
l=d-h+s+r0/10=24.4m,其中濾管長4m。
4、校核水位的實際降低數值
井點數量確定後，根據根據下式確定所採用的布置方式是否能將地下水位降低到規定的標高，
=29.2m
實際可降水位s=h-h=39.1-29.2=9.9m,超出需要降低水位數值7.64m，滿足降深要求，故布置可行。
3．4主要機具、裝置
1）井管
井管由濾水管、吸水管、沉砂管三部分組成，共長24.5m，為直徑φ500mm無縫鋼管，具體見圖2。
濾水管：長4m，在鋼管上分三段開孔，在開孔的管壁上焊φ6mm墊筋，要求順直，與管壁點焊牢固，外包41孔/cm2鍍薪鋼絲網各兩層或尼龍網，上下管之間用對焊連線。
吸水管：採用與濾水管同直徑鋼管製成。
沉砂管：採用與濾水管同直徑鋼管，下端用鋼板封底
2）水幫浦
根據單井湧水量、管井長度選定抽水機具為潛水幫浦，型號：qy-25，流量：15m3/h，揚程25m，電機功率2.2kw。
3）排水管
用ф500mm混凝土管，並設0.3%的坡度，與附近下水道接通
4）成孔裝置
φ600井點管孔採用zo300型反迴圈鑽機成孔，泥漿護壁。
4、降水施工工藝
3．4抽水試驗
3．4．1試驗目的
為了評定含水層的
為了進一步確定該場地水文地質引數，根據設計要求，抽水試驗必須在井群正式施工前進行，試驗選用井位圖上降水井作為抽水井，另一降水井暫作為觀測井，採用深井潛水幫浦，井打好後，先各抽1－2天或更長時間，以確保抽水時流量穩定，待水位恢復，抽水開始前應測定孔內和潮水水位變化情況，則抽水試驗應選擇井內水位波動相對平穩的時段。開始進行抽水試驗，觀測前，測量兩口井的初始水位。觀測水位時間間隔：
抽水開始0－10分鐘，每分鐘觀測1次共10次；10－30分鐘，每2分鐘觀測1次；，30－100分鐘每5分鐘觀測1次；100分鐘以後每50分鐘觀測一次。如48小時仍無法大致完整繪出s－lgt和lgs-lgt曲線，時間還可能繼續延長，根據抽水試驗得到引數，分析第5-2層與第5-3、6-2、6-2層土可能存在的水力聯絡情況，選用合適公式確定相關水文地質引數，根據測得的水文地質引數，再重新進行井群計算，優化降水方案，選配適當流量的抽水幫浦，制定相應的降水執行方案。
3．4．1試驗目的
抽水需要每天24小時派人現場值班，並做好抽水記錄，每天報水位、流量。記錄內容包括降水井湧水量q和水位降深s，並在現場繪製s-t，q-t，s～q曲線與基坑開挖深度附近監測資料繪於同一圖上，了解其相關關係，以掌握抽水動態，指導降水執行達到最優。選擇有代表性的井及時抽乾井內的水觀測恢復水位，以準備掌握水位降深，又不過大影響降水正常執行。
抽水執行期間還必須注意觀測沉井進展情況，記錄沉井標高，注意收集沉井監測資料變化情況。
5.2.14、在基坑開挖前20天開始進行預降水，降水深度為底板下2m。主體結構施工完成後停止抽水。
6降水的執行
降水井在基坑開挖前二十天進行，以便提前疏幹地層滯水，降低地下水位，提高土層自穩能力，順利進行無水作業。
降水井抽水時，潛水幫浦的抽水間隔時間自短至長，降水井內的每次抽水後，應立即停幫浦，對於出水量較大的井每天開幫浦抽水的次數應適當增多。
降水執行過程中，做好各井的水位觀測工作，及時掌握承壓含水層水頭的變化情況。
降水執行期間，現場實行24小時值班制，值班人員要認真做好各項質量記錄，做到準確齊全。
降水執行過程中對降水執行的記錄，及時分析整理，繪製各種必要圖表，以合理指導降水工作，提高降水執行的效果。降水執行記錄每天提交乙份，對停抽的井及時測量水位，每天1～2次。
(3) 降水執行的注意事項
做好基坑內的排水準備工作，保證基坑內雨水及其它滲漏積水能及時抽乾。
降水執行階段要經常檢查幫浦的工作狀態，一旦發現不正常及時調換或修復。
降水執行階段保證電源供給，如遇電網停電，及時起動備用發電機，保證降水效果。
7封井方案
因為本工程降水井布置在基坑外，且地下水為弱承壓層，以後對車站結構的危害較小，故採用一般封井方法。降水結束以後提出水幫浦，向井內填充黏土，距地面2公尺範圍內灌人素c15混凝土，具體見圖2。
1）準備工作
（1）專案經理部組建後，即開始施工部署，落實材料和人員，合理安排人財物，與業主及工地上各單位保持密切協作。
（2）專人負責進料，工程師核定，確保井壁管、過濾管（外包尼龍網）、圍填砂、粘土等材料的質量。
（3）進出場、定位、埋設護孔管，由甲方提供「三通一平」，鑽機進場。鑽井井位雙方按設計方案校核井位，保證鑽機移到位，基礎牢固平穩，磨盤水平「三點一線」，（孔位、磨盤、大鉤成一垂線），各項準備工作就緒，井管、砂料到位，埋設護孔管要求垂直，護孔管盡可能進入原狀土層內20－50cm，外圍用粘土填實，保證泥漿返出孔外，孔斜誤差不超過1%。
管井鑽孔
2）5.2.4鑽進清孔，鑽進前測量好鑽具總長，精確計算機上餘尺，控制鑽進深度，鑽進中保持泥漿比重在1.
15－1.25，鑽進中對地層要分層描述，確定降水含水層的確切層位和岩性。終孔深度達到後，即可清孔，調漿宜慢，清孔後泥漿比重1.
10左右，孔底巖粉≤10cm。
5.2.5下井管，按設計井深事先將井管排列、組合，下管時所有深井的底部按標高嚴格控制，並且保持井口標高一致。
井管應平穩入孔、焊接垂直，完整無隙，確保焊接強度，以免脫落，為了保證井管不靠在井壁上和井管外有一定的填礫厚度，在濾水管上下各加兩組扶正器，保證環狀填礫間隙厚度大於150mm，過濾器應刷洗乾淨，縫隙清楚，橋式過濾器縫隙均勻。下管要準確到位。自然落下，稍轉動落到位，不可強力壓下，以免損壞過濾結構，下好井管後，把井管居中固定。
5.2.6填礫沖孔，下入鑽桿至離沉澱管底50cm，井口加上補心進行換漿，逐步調稀泥漿到比重1.08左右時邊填邊測，一邊填一邊開小幫浦量泥漿迴圈。填礫達到要求深度後停止。
5.2.7止水封孔，為了防止上部泥漿及降水直接滲入礫料內影響成井質量，等填礫結束20分鐘後，上部填粘土。
5.2.8洗井
洗井要求採用活塞和空壓機聯合洗井方法，缺一不可。要求洗井台班至少2個台班，確保洗井質量，直至井內出清水，基本不含砂，出水量大，井底沉砂不大於20cm。
5.2.9下幫浦試抽
洗井結束後，待水位恢復可按設計下幫浦，下入深度宜在濾水管下半部分即16-18m深的位置，以保證足夠的降深。排水管道及電源線路一定要先連線好，試抽3個小時，測定井內水位及觀測孔水位變化，安裝水表測流量，預估降水試驗執行途徑，等水位恢復後，積極配合抽水試驗。
5.2.10合理安排排水及電纜電路
原則上各井排水管和電纜一齊鋪設，排水要暢通無阻，就近往南邊隨塘河排放，連線合理，電纜應絕緣有一定抗拉、抗壓強度。
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