1、xx城際軌道交通一期工程5標xx站主體及附屬xx站xx站區間明挖段基坑降水施工組織設計目 錄一、編制依據 二、工程概況三、基坑降水計算分析 四、施工方法 五、機械設備、主要材料和人員 六、降水運行 七、主要工作量、工期及勞動力計劃 八、施工難點與控制節點 九、降水對周邊環境的影響 十、施工保障措施 十一、封井方案 十二、施工風險分析及應急預案 十三、安全生產與文明施工一、編制依據1、建筑基坑支護技術規程(JGJ120-99)。2、建筑與市政降水工程技術規范(JGJ/T111-98).3、xx城際軌道交通一期工程xx站巖土工程詳細勘察報告(中煤科工集團南京設計研究院)。4、參考南京地鐵二號線河西
2、多個車站及南京地鐵十號線珠江東站、浦珠路站的基坑降水施工經驗。二、工程概況1、概況xx站位于金江公路與機場東路交叉口,沿金江公路方向設置,跨機場東路路口,站后設雙停車線。停車線上部空間近期不使用,遠期根據需要開發利用,預留出入口暗柱過梁。兩端設端頭井,南端為盾構始發,北段為盾構接收。附屬結構共設置4 個出入口、2 個風亭和2個消防疏散口。xx站長為391.85m,標準段寬度為20.7m,底板埋深約16.6m。車站主體為地下二層三跨箱型框架結構,采用明挖順做法施工。車站采用1000800咬合樁作為圍護結構。xx站xx站區間明挖段沿金江公路向北布置,南端接盾構段。該段包括300m箱型涵+135mU
3、型槽段。區間段設一座盾構始發井、一個雨水泵坑。采用明挖法施工。區間圍護結構采用8001000鉆孔灌注樁+700500雙軸攪拌樁。場地及周邊環境條件:擬建車站南北跨越方州路。方州路以南,東西兩側均為方州市民廣場;方州路以北金江路以西為閑置待開發地塊,金江路以東為已建設好的4-5 層商業用房結構型式為框架結構。金江路兩側分布有通信光纜及自來水管等地下管線。2、地質場地地貌單元為侵蝕堆積崗地,局部分布有坳溝,使得擬建場地呈現多元地層結構。上部普遍覆蓋新近沉積粘性土,局部為粉土、淤泥質粉質粘土,下部地層以粘性土為主,下部分布有砂層及中粗砂混卵礫石層,基巖埋深普遍較大。本站第四系共劃分為4 大層組,層號
4、為,其中層為人工填土層,層為第四系全新統沖湖積物,層為階地沖積粘性土,層為下蜀土。各層又根據巖性特征細分為亞層,其中層分為2 個亞層,層分為3 個亞層,層分為7 個亞層,層分為6 個亞層。-1雜填土:黃灰、雜色,松散-稍密、局部密實,主要成分為粘性土混碎磚塊及混凝土塊等建筑垃圾等,高壓縮性。層底埋深0.30-3.30m,厚度0.30-3.30m。-2素填土:黃灰、雜色,主要成分為粘性土,夾有少量碎石,松散,高壓縮性。層底埋深0.80-3.20m,厚度0.40-2.60m。-1b2-3粉質粘土:褐灰、灰褐色。 可塑,含少量鐵錳氧化物及結核,切面有光澤反應,干強度中等,韌性中等;中等壓縮性。層底埋
5、深2.00-5.30m,厚度0.50-4.10m。-2b4淤泥質粉質粘土:灰色,軟塑-流塑,局部夾有少量粉土、粉砂,含有少量有機質,切面較光滑,干強度較低,韌性中等;高壓縮性。層底埋深5.40-12.60m,厚度1.40-9.00m。-3b2粉質粘土:灰黃色、褐黃、灰綠色,可塑,局部夾有薄層粉土,含少量鐵錳質結核及氧化物,夾有少量高嶺土斑紋,切面稍光滑,干強度中等,韌性中等;中等壓縮性。層底埋深2.00-16.30m,厚度0.20-10.20m。-1b1-2粉質粘土:褐黃、灰黃色、灰白、棕黃色。可塑-硬塑。混少量鐵錳質結核及氧化物,雜蘭灰色高嶺土斑紋及條帶,局部粉性較重、夾粉土薄層,切面有光澤
6、反應,韌性較好,干強度較高;中等壓縮性。層底埋深14.80-24.40m,厚度4.20-15.70m。-1cb2粉土夾粉質粘土:褐黃色 中密、可塑局部混有粉砂,水平層理清晰,搖振反應中等,切面無光澤,中等壓縮性。層底埋深9.00-10.40m,厚度2.30-3.70m。-2b2-3粉質粘土:灰黃色。 可塑-軟塑。混少量鐵錳質結核及氧化物,雜蘭灰色高嶺土斑紋及條帶,局部粉性較重、夾粉土薄層,切面有光澤反應,韌性較好,干強度較高;中等壓縮性。層底埋深12.4-17.7m,厚度2.70-9.00m。-2d2-3粉砂:灰黃、棕黃 中密,局部為粉土,夾有粘性土薄層,搖振反應迅速,飽和,混有少量云母碎片,
7、粘粒含量較高;中低壓縮性。層底埋深19.10-23.20 m,厚度1.40-8.30m。-2bc2粉質粘土夾粉土:灰黃色 可塑。粉性較重,局部近為粉土,混少量鐵錳質結核及氧化物,雜蘭灰色高嶺土斑紋,切面稍有光澤反應,干強度中等,韌性低,搖振反應不明顯;中等壓縮性。層底埋深22.50-28.30 m,厚度2.20-8.00m。-3b1-2粉質粘土:褐黃、灰黃、青灰色。可塑-硬塑。混少量鐵錳質結核及氧化物,雜蘭灰色高嶺土斑紋及條帶,局部粉性較重、夾粉土薄層,切面有光澤反應,韌性較好,干強度較高;中等壓縮性。層底埋深27.20-34.00m,厚度3.10-10.30m。-4b2粉質粘土:灰黃、褐黃色
8、、蘭灰、淺灰。可塑。混少量鐵錳質結核及氧化物,局部富集,雜蘭灰色高嶺土斑紋,局部粉性較重,混有少量砂粒,切面有光澤反應,干強度中等,韌性中等;中等壓縮性。層底埋深33.10-40.00m,厚度1.80-10.30m。-1b1粉質粘土:褐黃、黃褐色、灰黃。硬塑。局部粉性重,夾有薄層粉土,混少量鐵錳質結核及氧化物,局部富集,雜蘭灰色高嶺土斑紋及條帶,切面較光滑,干強度高,局部切面砂感較強,性較脆,韌性中等;底部稍偏軟,中低壓縮性。層底埋深28.50-34.30m,厚度5.10-18.20m。-2b2粉質粘土:灰黃色。可塑。局部粉性重,夾有薄層粉土,混少量鐵錳質結核及氧化物,局部富集切面較光滑,干強
9、度中等,韌性中等;底部稍偏軟,中低壓縮性。層底埋深32.60-33.50m,厚度1.50-8.30m。-3d1粉細砂:灰黃、棕黃。 密實。局部夾有粘性土薄層,粘粒含量較高;混有少量礫石,粒徑0.5-2cm,含量5%左右,飽和,搖振反應迅速;中低壓縮性。層底埋深34.40-40.40m,厚度0.40-7.30m。-4b2粉質粘土:灰色、暗灰。 可塑。局部夾有薄層粉土,切面較粗糙,粉性較重,局部偶見有少量卵礫石分布,粒徑0.5-3cm,含量5%左右,韌性中等,干強度較高;中等壓縮性。層底埋深40.60-46.40m,厚度0.60-9.10m。-4e中粗砂混卵礫石: 褐黃、灰黃色。 密實。充填以中粗
10、砂為主,局部為粘性土,卵石粒徑普遍為2-8cm,局部可見10cm,含量15-25%不等,次棱角形,分選性差,卵礫石以硅質為主;低壓縮性。層底埋深37.50-44.00m,厚度1.20-5.30m。-5e中粗砂混卵礫石: 褐黃、灰黃色。 密實。充填以中粗砂為主,局部為粘性土,卵石粒徑普遍為2-8cm,局部可見10cm,含量15-25%不等,次棱角形,分選性差,卵礫石以硅質為主;低壓縮性。 K2c-2強風化泥質砂巖:紫紅色、磚紅色。主要為泥質粉砂巖,上部呈砂土柱,下部以碎塊狀為主,巖塊手捏易碎,遇水易軟化,局部夾有風化殘留硬塊,強度稍高,鉆探巖心RQD 小于30,鉆進過程進尺較快,遇水易軟化崩解。
11、巖體基本質量等級為級。部分揭穿。K2c-3中風化泥質砂巖:紫紅色、磚紅色。主要為泥質粉砂巖,巖體結構較完整,巖芯呈已長柱狀為主,巖質酥軟,為極軟巖,易斷裂,巖塊遇水極易軟化,巖塊手捏易碎,鉆探巖心RQD 可達90,鉆進過程進尺較快,遇水易軟化崩解。巖體基本質量等級為級。未揭穿。各土層物理指標平均值表層號名 稱含水率w(%)土重度(kN/m3)孔隙比e-1 雜填土49.8 17.21.440-2 素填土27.2 18.70.799-1b2-3 粉質粘土31.2 18.80.881-2b4 淤泥質粉質粘土42.7 17.41.229-3b2 粉質粘土26.7 19.20.768-1b1-2 粉質粘
12、土27.4 19.20.785-1cb2 粉土夾粉質粘土31.3 18.40.886-3b1-2 粉質粘土30.9 18.60.835-4b2 粉質粘土25.0 19.30.726-1b1 粉質粘土24.0 19.60.698-2b2 粉質粘土24.3 19.50.702-3d1 粉細砂17.5 19.40.596-4b2 粉質粘土24.6 19.50.706-4e 中粗砂混卵礫石13.3 19.90.499-5e 中粗砂混卵礫石(19.9)3、水文地質條件3.1地下水類型該場地地下水的類型主要有上部松散層中孔隙水和基巖風化帶裂隙水兩類。根據含水層的埋藏條件和水力特征,第四系松散巖類孔隙水可分
13、為孔隙潛水和孔隙承壓水含水層組兩大類。孔隙潛水含水層組,多由更新統下蜀組(Q3x)和全新統(Q4)地層組成,多為粉質粘土,在崗間洼地局部有淤泥質粉質粘土分布。孔隙承壓水分布,主要分布于場區砂土層及卵礫石層中,含水層以粉砂、粉細砂及中粗砂混卵礫石為主,含水層厚度一般小于10m,但局部厚度較大,可達11.1m;含水砂層厚度較小,顆粒較細,富水性一般,水質較好,為HCO3CaMg 或HCO3CaNa 型淡水;但卵礫石層厚度較大,顆粒較粗,富水性較好。基巖裂隙水含水層主要由白堊系赤山組(K2c)碎屑巖類組成,淺部以風化裂隙水為主,深部風化作用逐漸減弱,以構造裂隙水為主,巖層構造裂隙的發育程度總體較差,
14、多為閉合狀或被充填,富水性較差,一般單井涌水量小于100m3/d。3.2地下水補給、逕流、排泄條件孔隙潛水以接受降水地表水的補給為主,以蒸發、徑流和向地表水排泄為主要排泄形式;區內承壓水以接受上部潛水的越流補給,以徑流和人工開采的形式排泄;基巖裂隙水主要接受孔隙承壓水的垂向補給,以側向徑流的方式排泄。3.3地層滲透性層號土層名稱室內土工試驗滲透系數采用值KV(cm/s)KH(cm/s)K(10-6cm/s) -1雜填土 200弱透水 -2素填土 200弱透水 -1b2-3粉質粘土4.66E-082.03E-080.1 不透水-2b4粉質粘土 0.96E-07 1.84E-07 1不透水 -3b
15、2粉質粘土 1.0E-07 1.12E-07 1不透水 -1b1-2粉質粘土1.50E-072.07E-071 不透水-1cb2 粉土夾粉質粘土500弱透水-2b2-3 粉質粘土1不透水-2d2-3粉砂1.37E-053.02E-05500 弱-中等透水-2bc2粉質粘土夾粉土2.02E-072.44E-0750弱透水-3b1-2粉質粘土1.91E-07 1.55E-07 1不透水-4b2粉質粘土4.76E-07 1.28E-071不透水-1b1粉質粘土1.58E-07 2.24E-071不透水-2b2粉質粘土1不透水-3d1粉細砂2000 弱-中等透水-4b2粉質粘土0.8E-07 1.95
16、E-071不透水-4e中粗砂混卵礫石10000 強-中等透水-5e中粗砂混卵礫石10000強-中等透水3.4地下水水位勘察期間實測場地孔隙潛水初見地下水位埋深0.20m2.40m,平均高程8.90m,地下水穩定水位埋深0.20m4.80m,平均高程8.45m,場地地下水位年變化幅度0.5-1.0m 左右。根據調查,場地歷史最高地下水位接近地表。根據勘察期間現場埋管水頭測試結果,-2d2-3層承壓水水頭高程約為8.70m;-3d1 層及-4e 層、-5e 層承壓水水頭高程1.65m 左右。圖1-1 車站基坑北端頭井地質剖面圖圖1-2 車站基坑南端頭井地質剖面圖圖1-3 明挖段基坑地質剖面圖圖1-
17、4 明挖段基坑地質剖面圖三、基坑降水計算分析(一)、降水的目的 本基坑降水主要是針對-2d2-3粉砂層及其以上淤泥質粉質粘土的基坑內地層的疏干降水、以及該地層以下粉砂、沙礫石承壓含水層的減壓降水。(1)疏干基坑內儲水,為基坑開挖創造干作業條件。(2)降低基坑底隔水層以下承壓含水層的承壓水頭,確保基坑抗突涌穩定安全,避免基底突涌破壞。(3)控制降水引起地面沉降,避免產生較大差異沉降。(4)控制降水對坑內坑底土體變形的影響,減小在坑內梁、柱等圍護、支護結構產生附加應力。為達到上述目的,基坑降水設計應分基坑內疏干降水設計和避免基底突涌的減壓降水設計,同時減壓降水還應考慮降水對周邊環境的影響。xx站:
18、(二)、降壓降水設計計算根據地質報告可知:本基坑底以下的-1b1粉質粘土的層頂埋深為28.50-34.30m,同時圍護結構進入該層深度超過10.0m,因此該層可視為封底隔水層。該層下部分布-3d1層、-4e層透水性強的粉砂、中粗砂混卵礫石,屬第二層承壓性含水層,需進行基底抗突涌驗算。1、基坑抗突涌穩定性驗算一般基坑工程隨著開挖深度增加,承壓含水層中的承壓水對隔水頂板的水壓逐漸增大,而坑底下隔水頂板土體隨著厚度變薄,土體自重應力逐漸減少,而承壓水水壓超過頂板土體自重應力,會產生涌水、流砂,形成突涌。按開挖到墊層底時進行突涌驗算,根據建筑地基基礎設計規范GB50007-2002()的規定,進行抗承
19、壓水突涌穩定性驗算: (3-1)基坑開挖底板高程(m); 含水層頂板高程(m) 土的飽和重度(KN/m3); 承壓水頭高程(m); 水的重度,取10KN/m3;安全系數,一般為1.01.2;按照基坑開挖深度最深,承壓含水層頂板最高時的最不利的條件下進行計算,有關數據取值情況如下:場地整平標高+10.0m,基坑開挖底標高-8.62m,承壓含水層頂板最大標高-19.25m,承壓含水層水頭標高+1.65m,基坑底部至承壓含水層頂板之間的土體重度取18.0KN/m3。計算過程如下: 191.34230.45計算結果表明:本基坑抗突涌穩定性是不安全的,需要進行降壓降水。表3-1 基坑底板抗突涌計算表基坑
20、開挖部位水位降深S(m)備注主體結構K28+339.2端頭井集水坑-8.81-28.731.118.0101.653.866不需要降壓基坑中間集水坑處-8.81-25.681.118.0101.651.925不需要降壓K28+731.05端頭井-8.62-19.251.118.0101.65-1.855需要降壓3.505根據上表計算結論:最深只需把承壓水頭降低3.5m即可滿足基坑開挖抗突涌要求。按此進行如下減壓降水設計計算。2、降壓降水計算由于本工程地層穿越多含水層且包括潛水層,這些復雜的條件使得基坑降水計算分析使用上述簡單的理論方法難以準確,應用數值法進行計算。根據本工程的工程地質和水文地質
21、條件、圍護結構特點、開挖深度、突涌驗算結果等因素,本次設計采用了滲流數值法進行計算,為減壓降水設計與施工提供理論依據。考慮到降水過程中,上層潛水含水層與下層承壓含水層間將發生水力聯系,因此,將上覆潛水含水層、弱透水層以及下伏含水層一起納入模型參與計算,并將其概化為三維空間上的非均質各向異性水文地質概念模型。為克服由于邊界的不確定性給計算結果帶來隨意性,定水頭邊界應遠離源、匯項,本次取基坑各向外延伸400m,計算區域為800m*1200m,四周均按定水頭邊界條件處理。地下水數學模型根據水文地質概念模型,建立下列與之相適應的三維地下水非穩定流數學模型:(1)式中, S為儲水系數;Sy為給水度;M為
22、承壓含水層單元體厚度(m);B為潛水含水層單元體地下水飽和厚度(m);kxy,kyy,kzz分別為各向異性主方向滲透系數(m/d);h為點(x,y,z)在t時刻的水頭值(m);W為源匯項(1/d);h0為計算域初始水頭值(m);h1為第一類邊界的水頭值(m);Ss為儲水率(1/m);t為時間(d);為計算域;1為第一類邊界。對整個滲流區進行離散后,采用有限差分法將上述數學模型進行離散,就可以得到數值模型,以此為基礎編制計算程序,計算、預測降水引起的地下水位的時空分布。(1)降壓井滲流數值模型建立模型建立:取地面標高+10.0m,潛水含水層初始水位埋深+8.45 m,承壓含水層初始水頭埋深+1.
23、65m,基坑底的-b4及以下粉質粘土視為隔水層,因此取標高-19.0m-29.0m的含水層作為本模型計算模擬區,取基坑各向外延伸400m,計算區域為800m*1200m,四周均按定水頭邊界條件考慮。如圖:圖3-2 模型網格剖分圖3-3圍護結構立體布置圖模擬計算結果如下:圖3-4 減壓目的含水層水位降深等值線圖圖3-5減壓目的含水層水位降深等值線縱剖面圖圖3-6減壓目的含水層水位降深等值線橫剖面圖(2)降壓降水井工作量:表3-2 減壓降水井工作量統計表雄州站井數孔深(m)孔徑(mm)井徑(mm)井管(m)濾管(m)沉淀管(m)填濾(m)粘土封孔(m)備注K28+731.05端頭減壓井103865
24、02730-2828-380.527-380-27基坑內布置10口減壓井,按底部10m為濾管,上部為實管。采用273鋼管井管。(3)降壓井結構:降壓井深度:根據地質剖面和圍護結構深度,降壓井取水深度必須在-3d1粉砂層或-4e中粗砂混卵礫石層中,該地層透水性強,涌水量大,降水影響范圍大;因此,本次降壓井設計時深度按38.0m考慮(地面標高+10.0m),減壓井布置在基坑內靠近K28+731.05端-3d1、-4e層頂埋深最淺處。降壓井井管的選擇:根據以往施工經驗,降壓井的止水要求很高,為了保證降壓降水效果,擬采用市場上已有的273mm壁厚4mm的鐵卷管。濾管采用同徑的圓孔式過濾器。降壓井外徑2
25、73mm鋼管,成孔孔徑650mm,井深38m;濾管設計在降壓井底部,長度10.0m,濾管外包60目的濾網,濾管處圍填直徑0.152.5mm的沙礫混合濾料,濾料圍填高度超過濾管1.0m,濾料以上用粘性土回填密實至井口。粘土應大小均勻,含水量適中,不粘連在一起,均勻,慢放,杜絕發生架橋現象,施工時安排專人監督回填粘土球。詳圖見“圖3-6降壓井結構圖”。圖3-6減壓井結構圖3、基坑疏干降水設計計算(1) 基坑總水量計算xx站基坑圍護結構采用鉆孔咬合樁作為支護和止水結構,該基坑的四周的地下水側向補給可以按不透水考慮;根據xx站地質剖面圖,基坑底部深處為厚度超過10.0m的粉質粘土不透水層。因此,本基坑
26、可以看作獨立、密閉的水文地質單元(除大氣降水補給外)。基坑降水只是要求疏干開挖范圍內土體本身所含水量。本基坑長度為a=391.85m、寬度b=22m(按開挖最寬處計算)、深度為16.6m,地下水埋深1.0m,要求地下水位降至基底以下1.0m,地下水水位降深為S=19.37m。基坑內需要疏干的水量:。(2)疏干井的數量:根據同類工程經驗,單井有效疏干面積在300400m2,8620.7m2的基坑需要布置2024口的疏干降水井。結合本基坑的維護結構形式和地質條件,在基坑北端距離端頭井約40m向南有一層-2d2-3粉砂、埋深在-5.1m-13.97m,沿基坑長度約120m,為防止滲漏導致流水流砂引起
27、塌陷,擬在基坑外布置6口觀測(備用)井。表3-3 疏干降水井工作量統計表xx站井數孔深(m)孔徑(mm)井徑(mm)井管(m)濾管(m)沉淀管(m)填濾(m)粘土封孔(m)備注兩端頭井疏干井4226002730-44-2222-230-230共布置21口疏干井,其中兩端端頭井4口、深22m,標準段17口、深20m。采用273鋼管井管。標準段疏干井17206002730-44-2020-210-210端頭井基坑外觀測(備用)井6246003600-44-2323-244-240-4觀測兼備用降水,采用360混凝土井管(3)疏干井井深設計:根據同類工程疏干降水經驗,疏干井深度一般在基坑底面一下35
28、m,因此,疏干井深度端頭井處22.0m,標準段處20.0m。(4)疏干井結構疏干井布置在基坑內部,為了防止在施工過程中的破壞,擬采用抗擠壓能力較強的鋼管。目前,市場上常用的疏干井井管規格為:外徑273mm,厚度3mm,濾管為同質同徑圓孔濾管,濾管孔隙率不小于15%;濾管設計在疏干井底部,長度10m,濾管外包60目的濾網,濾管處圍填建筑粗砂,濾料圍填高度超過濾管1.0m,濾料以上至井口用粘性土回填密實。基坑外觀測井采用外徑360mm混凝土井管,單節4.0m,其他參數同上。詳見“圖3-7 疏干井結構圖”。圖3-7 疏干井結構圖圖3-8 降水井平面布置圖4、附屬結構降水根據現有圖紙和地質資料。xx站
29、有4個出入口及2個風井,主要分布在車站基坑南端,按照圖紙提供的平面尺寸及開挖深度,經計算后結果如下:共計布置18口降水井,降水井深度約為16m。位置4個出入口2個風亭井數126深度1616附屬結構的基坑降水最終將根據其止水帷幕形式、深度,計算后進行調整。5、減壓降水開啟與停止時間控制點(1)減壓降水開啟時間控制點xx站經驗算,在基坑開挖到如下工況下需要進行降壓降水。基坑抗突涌穩定性計算分析結果表:位置坑底標高(m)水土平衡時基坑標高(m)水土平衡時基坑深度(m)K28+731.05端頭-8.620-6.4816.48從上表可以看出,基坑開挖16.48m以前不需要降壓降水,在基坑開挖深度超過16
30、.48m以后必須采取降壓降水措施。我單位在基坑開挖至16m即啟動減壓降水,將承壓水頭降至設計標高,確保基坑安全。(2)減壓降水停止時間點結構底板完成后,可以逐步降低降壓降水的強度。本工程結構底板+墊層厚度為1.0m,鋼筋混凝土的重度為27KN/m3。重新進行抗突涌穩定性驗算:基坑底板至承壓含水層頂板間的土壓力應大于承壓水的頂托力。即:式中:H 基坑底至承壓含水層頂板間距離(m); 基坑底至承壓含水層頂板間的土的平均重度(KN/m3);h 承壓水頭高度至承壓含水層頂板的距離(m); 水的重度(KN/m3),取10KN/m3;Fs 安全系數,一般為1.01.2,取1.0。計算情況如下:底板完成后,
31、最深處底板標高-7.62m,承壓水頭標高1.65m,承壓水的頂托力為:。上覆土的壓力為:,安全系數為:,再結合墊層、梁等。從以上計算可以得出結論,本基坑在結構底板完成后,即可停止降壓降水。xx站xx站區間明挖段:根據地質報告可知:該開挖區域及下層大部分都為可塑-硬塑狀粉質粘土,整個區域地質條件較好,端頭井局部有少量軟塑-可塑粉質粘土,因此基坑內降水采用排水溝+集水井的明排降水,開挖期間及時形成排水溝、集水坑,排出積水即可。端頭井基坑外設置觀測(備用)井。圖3-9 端頭井明挖段地質平面圖表3-4 觀測井工作量統計表xx站井數孔深(m)孔徑(mm)井徑(mm)井管(m)濾管(m)沉淀管(m)填濾(
32、m)粘土封孔(m)備注基坑外觀測(備用)井9246003600-44-2404-240-4觀測兼備用降水觀測井結構觀測井布置在基坑外部,深度為24.0m;采用的井管為常用規格:外徑360mm的混凝土井管,濾管為同質同徑圓孔濾管,孔徑50mm,濾管孔隙率不小于15%;單根長度4.0m,濾管設計在疏干井底部,長度40m,濾管外包60目的濾網,濾管處圍填建筑粗砂,濾料圍填高度超過濾管1.0m,濾料以上至井口用粘性土回填密實。圖3-11明挖段疏干井平面布置示意圖四、施工方法1、主要設備和材料基坑內疏干井及減壓井濾管:采用直徑為273mm的成品鋼管,單管長度為6.0m, 濾孔孔徑不大于20mm,整管均勻
33、分布,孔隙率大于20%。基坑外觀測(備用)井井管:采用直徑為360mm的混凝土井管,單根長度為4.0m,濾孔孔徑濾孔孔徑不大于50mm,整管均勻分布。濾網:井管外裹一層網眼3mm3mm的濾網,再在濾網外裹上60目的濾網,采用兩層過濾。濾料:濾料選用原則為:D508-12d50(D50為濾料中同一級配粒徑含量超過50%的礫砂,d50為地層中同一級配粒徑含量超過50%),本處降水井建議井管與孔壁間采用粗砂。成孔設備:采用XZ-150型水文鉆機成孔,清水循環鉆進,孔徑為600mm。抽水設備:采用流量為38m3/h的潛水泵。管井施工時可對井的施工順序作相應調整,施工按跳井施工并抽水,如地下水降深不大,
34、則可以在兩井間插打管井。 施工流程圖:施工準備鉆機就位放 樣安裝井管 鉆 進試 抽安裝抽水泵 洗 井投濾料2、施工前的準備工作在離井位10m處挖一2m直徑左右的坑,深約1.5m,坑內注滿清水,以備循環鉆進用,挖好循環溝;再在坑上架起泥漿泵,同時用泥漿管把鉆機上的啟動鉆桿頂端和泥漿泵連接起來。按要求用濾網把濾管裹好,并把孔底管封牢,在每節井管邊用繩子或鐵絲固定,方便吊裝井管。鉆機安裝就位,調試準備完畢。3、成孔準備工作完成以后開始鉆孔,整孔采用一徑到底,鉆進過程中注意觀察返漿,記錄地層情況,鉆到設計孔深后,一般需超鉆5080cm,并停止鉆進,但仍停在原位進行清水循環,以返清孔內沉砂,減少沉淀,通
35、過返漿觀察確定起鉆時間。4、管井安裝起鉆后立即吊裝井管,按順序先放已一端封死的濾管,再依次對接,每節管對接對直,并用濾網包裹好,確保井管位于孔中間,以保證井管與孔壁間間距不小于150mm,管井與孔壁間的空隙用濾料填實,再在離孔口1m的位置以上用粘土填實。5、洗井管井安裝完成后應及時進行洗井,洗井通常采用的方法為清水沖洗,即把鉆機的鉆頭取下換上水管,放入井管內向下強行注水,通過壓水造成的壓力使井內外形成水壓進行洗井,一般應連續洗井達井水變清才能成功,洗井過程中應視井內水的含泥砂量而定,或視提水后井內水恢復的快慢來判斷,總體上講洗井應有足夠長的時間為佳,因為洗井是整個管井施工過程中最為重要的環節。
36、6、抽水洗井完畢后應立即安裝抽水泵進行抽水,這樣即可抽水,又可達到洗井的目的,如洗井完成后放置一段時間再進行抽水,井有可能淤積,影響出水效果。五、機械設備、主要材料及人員成井施工準備投入如下設備:投 入 設 備 狀 況 表 設備名稱型號數量性能或用途配備動力工程鉆機SQZJ1502臺設計能力鉆800mm 深60m11kw電機或1110柴油機泥漿泵4ZS123臺4吋吸砂泵,出水量80m3/h作泥漿泵及反循環泵用。1110柴油機潛水泵QY24253QY35264 5臺5臺額定出水量24 m3/h,揚程25m額定出水量25 m3/h,揚程35m3kw4kw電動機Y1601145臺鉆機動力11kw拖拉
37、機2臺工地倒運井管、濾料等813kw柴油機長豐11107臺部分為備用鉆機動力13kw供水軟管2.5吋1000m施工供水降水運行管理投入設備及材料表序號名稱規格數量功率或性能1水泵1Qy10-26-1.512臺1.5KW2水泵2QY6-24-0.7520臺0.75KW3電纜線1.5mm2328盤每盤100m4配電盤20套5水管1.5吋30盤100m硬質塑料管6鋼絲繩6mm400m7電水位計3投入本項目的人員序號內容單位數量1項目負責人個12技術負責人個13技術員、施工員個24材料員個15施工隊長個16機長個27技術工人個108電工、維修工個29普工個6六、降水因本工程采用基坑內疏干的方案進行地下
38、水的控制,因此,本基坑降水僅需要考慮疏干降水:在具備施工條件時,盡快完成疏干井的施工。疏干降水井成井后立即啟動抽水,直到井水變清、水路暢通,疏干降水是個長期緩慢的過程,工期允許的條件下盡量延長抽水時間。確保把地下水位控制在開挖面以下1.0m以上。七、主要工程量和工期、勞動力計劃安排1、主要工程量根據方案,主要工程量如下:序號項目名稱單位數量備注1xx站降水井m37口988m2附屬結構降水井m18270m3xx站降水運行天1204明挖段疏干降水井m13278m5明挖段降水運行天902、工期安排xx站主體及明挖段:序號項目內容2012年8月9月2013年2月備 注1打井20天完成2運行運行6個月3
39、、勞動力安排序號人數2012年8月9月2013年2月備 注120人20天完成26人運行6個月八、工難點與控制節點要點對于本工程中采用的基坑內管井深井降水,結合本工程的場地狀況、地質條件、天氣和工藝要求,應抓住以下幾個方面的施工環節:1、本基坑降水施工的難點基坑開挖過程中的挖機、臨近降水井的放坡或豎立土體對降水井的損壞和剪切壓力會導致井管損毀,直接導致降水效果,甚至使該降水井成為管涌點,為后期埋下隱患。因此,基坑內可采用鋼管井。圍護結構可能存在施工缺陷會導致滲漏引起流水流砂、地面沉降,基底滲漏引起管涌。因此,局部基坑外布置了觀測(備用)井,發生滲漏可以及時啟動抽水,預防流砂引發沉降。2、降水施工
40、控制節點(1)成井質量的控制:成井質量的好壞直接影響到單井的出水量和長時間運行的完好性;施工中應控制好每一個環節,應根據地質情況的變化調整施工參數、選擇合適粒徑的濾料、合適的濾網,適當的泥漿比重等。(2)運行控制:前期應初步判斷單井出水量,選擇合適揚程、流量、功率的水泵,控制井內水位下降的速率和井內動水位的變化,避免因降水速率過快造成不均勻沉降過大而引起結構變形過大;并準備充足的水泵,以防水泵的損壞時及時更換修理;加強降水井的保護十分重要,確保每口井完好。(3)排水系統的合理規劃與布置:因本基坑較大、并且深度大,因此在抽水前應根據地形、管網,合理規劃布置外排水系統,避免抽取的地下水近距離的直接
41、從地表補給承壓水層,造成較大徑流補給,增加抽水量,同時也增加了基坑變形等不利因素。九、降水對周邊環境的影響本基坑降水對周邊環境的影響主要是降壓降水對周圍環境的影響,由于圍護結構完全隔斷了基坑內外的水力聯系,因此,基坑的疏干降水對環境不會產生影響。可能對環境的影響主要的原因:圍護結構的局部缺陷的滲漏引起流水流砂,水土流失導致基坑周邊沉降。十、施工保障措施1、降水井成井技術措施(1)認真做好地層記錄,確保地層記錄的準確。(2)嚴格控制泥漿比重,確保水井有足夠的出水量。從地質資料上看,地下水是非常豐富的,如果水井出水量達不到要求,就要從施工質量上找原因。(3)嚴格控制水井抽水含砂量,含砂量要1/10
42、0000,對于出水量達不到規范要求的水井要及時處理,不能把問題留下來。(4)井管焊接要牢固,捆扎井管一律用雙股鐵絲。(5)濾布包裹要均勻、緊實,避免漏裹,濾料要合適、均勻。2、降水運行的技術措施(1)降水運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,盡可能提前投入降水運行,即在降水井的成井施工階段應邊施工邊抽水,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開挖面以下0.50m左右。(2)降水的設備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。(3)降水運行階段應經常檢查潛水泵的工作狀態,一旦發現不正常應及時調泵并修復,另外施工
43、現場要備有數量多于降水井數的35臺潛水泵以備用。(4)降水運行階段應保證電源供給,如遇電網停電,有關單位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。(5)降水工作應與開挖施工密切配合,根據開挖的順序、開挖的進度等情況及時調整降水井的運行數量。(6)做好基坑內的明排水準備工作,以防基坑開挖時遇大雨能及時將基坑內的積水抽干。(7)根據水位變化情況分析,及時發現問題,并與基坑其他巖土工程監測資料進行對比分析,以及時建議、確定應采取的防治措施。3、雨季、夏季施工措施(1)做好基坑外的排水溝,平時應及時清理干凈排水溝內積砂和雜物,確保雨天及時排出地面積水,以防地面積水沿基坑邊流進基坑。
44、(2)電箱、電纜接頭部位應放置在高于地面的位置,以防雨天積水淹沒電器造成漏電導致跳閘、停電、傷人等事故。(3)成井后和每次分層開挖后,應保證井口搞出地面2030cm,以防雨天積水沿井口灌進抽水井內,造成降水井淤積泥砂、埋泵等。(4)基坑開挖過程中,每層土方開挖到位后及時人工挖出排水溝,及時排除基坑積水和雨天降水形成的積水,雨后及時派人排出基坑積水。(5)收聽天氣預報,提前預知雨情,制訂預防措施。(6)夏季及時做好電纜電線、電器的保護,避免高溫導致電器跳閘、燒壞。(7)高溫季節做好防暑降溫工作,調整作業時間,避開高溫時間。4、施工協調配合由于降水施工屬于單一的工種,需要其他施工工序的配合支持,因
45、此得到其他施工單位的協調配合十分重要,施工中應主動搞好上下級關系、以及土方開挖、主體等各兄弟單位的協作關系。從整個工程的大局出發,處理好各工序的先后關系,服從業主、監理等單位的安排、指示。十一、封井方案 基坑內部分降水井的封井采用在井內先填瓜子片然后再灌注混凝土的封堵方法,基本操作順序及有關技術要求如下:(1)當基坑開挖到設計標高以后,在基坑底開挖面以上1.0m處,割除井管。(2)按規定留置泄水孔、并做好保護工作。(3)抽干疏干井中的水,在澆筑墊層的同時灌澆混凝土。(4)在設計同意時,按上述方法封泄水孔。十二、施工風險分析及應急預案1、施工風險分析由于本基坑屬于寬、大、深的長條型基坑,土方開挖
46、、主體施工是否順利進行的關鍵在于降水能否成功,因此降水方案的正確選擇是至關重要的。其次是降水施工的成井質量是十分重要,成井質量直接影響單井出水量既降水效果,因此控制每一口井的質量尤為重要。運行期間的風險主要是降水井的保護,另外就是設備的正常抽水運行和設備的功率達到額定的要求,確保每口井完好和抽水量達到設計要。再就是降水對周邊建筑物的影響。2、應急預案(1)應急預案的啟動 根據本工程監測的各項內容,當超過報警值時,應立即啟動應急預案,主要報警值規定如下:序號監測內容報警值1圍護結構頂部沉降與位移累計15mm,速率2mm/天(連續2天)2圍護結構側斜累計30mm,速率2mm/天(連續2天)3土體側
47、斜累計30mm,速率2mm/天(連續2天)4立柱樁隆沉累計20mm,速率2mm/天(連續2天)5立柱樁差異隆沉累計10mm,速率2mm/天(連續2天)6地下連續墻與立柱樁差異隆沉累計10mm,速率2mm/天(連續2天)7坑外水位變化累計750mm,速率200mm/天(連續2天)一旦有現場人員發現(看到、聽到)現場發生事故、險情征兆,應急預案隨即啟動(2) 應急搶險、救急措施當出現險情或正在發生時,項目部應急工作小組一方面將情況如實上報上級部門,向監理、設計工程師等相關單位匯報,另一方面立即根據事故、事件類別和嚴重程度選取針對措施。支撐軸力、位移值報警a、 檢查現場狀況和之前的施工記錄,查找是否
48、同時有其他險兆或危險行為,比如連續墻是否滲水、土方是否沒有按照要求分塊限時挖、出現未撐先挖情況等,一方面將有關情況及時反饋設計單位,另一方面現場進行原因分析,必要是對支撐砼的強度進行測試。b、 增加人力、機械,加快當前施工分塊的速度,已挖區域的支撐隨即進行,支撐砼摻加早強劑,力求盡快起到作用。支撐破壞當發現支撐有裂縫時,測得裂縫寬度以及當時支承軸力,反饋給圍護設計單位,根據圍護設計單位指令對砼支撐做加固。咬合樁側向變形超過報警值a、 立即檢查砼支撐是否有損壞的跡象,包括是否有裂縫及其他異常情況,檢查坑內外地下水位,將當前相關監測結果和現場狀況報告圍護設計單位,與圍護設計單位協商確定控制措施。b
49、、 如果報警處咬合樁邊地面有堆載,應立即全部搬出,在問題解決前,禁止該側施工車輛通過,減少施工動荷載。c、 如發現圍護墻背土體沉陷,應設法控制嵌入土體部分的位移,現場可進行以下緊急措施:增設坑內降水設備,降低地下水,如果條件許可,也可在坑外降水;進行坑底加固,采用注漿,提高被動土壓力;監測頻率加密,一天至少一次,并注意觀察咬合樁接縫處的變化,發現滲水現象及時進行堵漏;根據圍護設計單位的要求對施工方得措施進行適當調整。咬合樁滲水a、 如滲水量極少,為輕微滴水,且監測結果也未反應周邊環境有險兆,則只在坑底設排水溝,暫不作進一步修補。b、 如滲水量逐步增大,但沒有泥沙帶出,而周邊環境尚無險兆,可采用
50、引流修補的方法。c、 如滲水量較大,呈流狀,或者接縫滲水時,應立即進行堵漏。如滲水量比較大則滲水部位深0.10m左右,在中間埋設導流管,搶注雙快水泥,等到雙快水泥硬結(一般在半小時左右)后從導流管內注射聚胺脂,將滲水部位封閉。d、 當新建咬合樁滲漏水量為流體狀時,應立即進行組織堵漏。坑底隆起檢查坑底是否有積水,排干積水。加快墊層施工,坑外四周地面盡量卸載。將現場狀況匯報給圍護設計單位,按圍護設計要求進行坑底地基土加固。降水井水位降不下去a、 檢查深井設備,排除機械故障。b、 測量井底沉淀物的深度,如沉淀物過厚,應重新洗井,排除沉渣。c、 測量井孔深度,如果孔深不能滿足降水要求,應在該區域增加降
51、水井并保證足夠的深度。d、 如果前面的措施還不能滿足降水要求,可在單井最大集水能力的允許的范圍內,更換排水能力更深的深水泵。坑底土體超挖先挖去浮土,再用砂、石回填,嚴禁回填原土。或者按照圍護設計的要求施工。出現土體坍塌險兆挖土作業時,必須有專門的指揮人員,并有現場巡查小組隨時觀察邊坡的穩定情況,當發現邊坡出現裂縫、有走動,首先應立即暫停該區域的挖土工作,將人員撤至安全地區,隨后采取以下安全和消除措施:a、 將坡上邊的物體搬走,卸除坡邊壓載。b、 檢查坑內是否積水較多,加大抽、排水力度,避免土體浸泡在水中。c、 一旦出現塌方,有關人員應盡快撤離危險區域,同時呼喊報警,提醒其他施工人員。接下來的工
52、作重點應在盡快接觸土體擠壓,救援可能有的被困人員上。在解除壓迫的過程,切勿生拉硬拽,以免進一步傷害。對被救人員先進行現場處理傷情,如清除頭部的泥土,清除口鼻污物,保持呼吸通暢,進行心肺復蘇等。并盡快就近送醫院。對塌方后出現的土體應力松弛過快、實際開挖面積過大等情況,加強監測,根據監測結果加快支撐施工或采取必要的補撐措施。咬合樁樁體凸出如在土方開挖過程中遇到咬合樁局部混凝土凸出現象,應立即派人搶先鑿除對環撐施工造成影響部位,隨后鑿除其他部位,確保不影響工程施工進度。咬合樁夾土層 如在土方開挖過程中遇咬合樁局部樁體混凝土夾土現象,應及時補強、采取防滲漏措施,具體情況視夾土塊的大小、土質采取措施。(
53、3)對現場和臨近建筑物及市政管道、管線等安全保護措施詳細閱讀、熟悉掌握建設單位提供的地下管線圖紙資料,并在工程實施前召開的各管線單位參加的施工配合會議上,進一步搜集管線資料,核對弄清地下管線的確切情況,做好記錄。工程實施前,把施工現場地下管線的詳細情況和制定的管線保護措施向現場施工技術負責人,工地主管,班組長甚至每一位操作工人作層層安全交底,建立“保護公共事業管線責任制”,明確各級人員的責任。工程實施前,落實保護工程地下管線的組織措施,委派管線保護專職人員負責本工程地下管線的監護和保護工作,嚴格按照經公司總工程師審定批準的施工組織設計技術措施的要求落實到現場。工程實施前,由業主安排專業監測隊伍
54、對受施工影響的地下管線設置若干數量沉降觀測點布置圖與沉降觀測記錄。若監測值到報警值時,應查找原因,調整施工順序和流程或報設計、監理等單位共同研究處理方案。與監護部門共同研究針對變形情況設計并敷設好跟蹤注漿管及注漿設備,備好所有注漿材料,以根據監測跟蹤注漿糾偏,調整管線變形曲率。(4)周邊管線位移報警采用設隔離樁或隔離溝的方式a、在管線靠基坑一側搭設樹根樁作為封閉樁,或者鋼板樁、槽鋼等等。搭設時控制速率和樁與管線的距離。b、也可在管線邊開挖隔離溝,隔離溝與管線保持一定距離,深度與管線埋深接近或略深,在管線一側還要做出一定坡度。c、對離基坑很近的管線,用隔離樁、隔離溝可能無明顯效果,可用架空管線的
55、方法,即在管線上設置支撐架,將管線懸掛在支撐架上。此措施需管線相關單位協助配合。d、如發現管線已有所破壞,應立即上報專業單位進行搶修。道路開裂、坍塌一旦基坑施工引起周邊道路開裂、坍塌,應及時回灌水泥砂漿或回填黃砂、粘土,并在上面鋪設鋼板。同時通知交警部門到場協助疏通交通,確保道路正常通行。十三、安全生產、文明施工1、安全生產(1)工人上崗前要進行三級安全教育,要定期召開安全工作會議。嚴禁違章操作,杜絕各類事故發生。(2)施工前進行安全技術交底,認真填寫安全日記。(3)進入施工現場必須戴安全帽。(4)達到以下安全目標安全事故零目標。實現違章零目標。竣工移交施工基建痕跡零目標。(5)做好附近構筑物的監測工作,發現異常及時通報聯系,以便及時調整抽水計劃,保證周邊環境安全。(6)應加強地下水位的觀測,及時向有關方面通報地下水位情況,以便安排今后工作。(7)根據需要,及時拆除封堵有關井點。(8)電纜必須完整無損壞,防止漏電事故發生。(9)做好基坑外排水系統,防止地面水滲漏和流入基坑。下雨天,及時做好基坑內明水排水。2、文明施工(1)施工現場要保持干凈、整潔,料具擺放整齊。(2)成井期間做好泥漿抽排系統,防止泥漿漫流。(3)抽水期間,做好排水系統,保證排水能力,防止水流溢出排水溝。(4)施工人員要穿戴整齊。(5)安排好施工人員的食宿,洗澡等個人衛生。(6)做到“非文明施工零目標”。