地铁车站降水施工方案.doc

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1、*工程自流井降水施工方案一、编制依据1.1 地铁设计规范（GB50157-2003）1.2 建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）1.3 某某省标准建筑基坑工程技术规程（DB33/T1008-2000）1.4 */*工程施工设计图纸，第二分册“结构与防水”1.5 建筑基坑支护技术规程JGJ120-991.6 地下铁道工程施工及验收规范GB50299-19991.7 降水试验报告及其它有关施工规范及规程二、工程概况2.1 工程简介本工程全长215.204m，为地下三层箱式框架结构，结构顶板覆土埋深在5.1m，基坑开挖最大深度达20.2m。地下一、二层约10m深度范围为一级基坑，采用土钉墙支护

2、。地下三层地铁区间基坑开挖深度约10m，采用800mm厚地下连续墙支护，连续墙深约30m。井点降水采用自流井，选用循环钻机成孔，钻孔直径700mm,井管采用300mmPVC管。间距1215m,一级基坑外降水井，除围护结构外的一排降水井的孔深为19m,其余深度为16m,二级基坑内孔深28m。 2.2 水文地质条件本工程位于*江约3公里，场地为郊区农家种菜耕地和堆土层，东侧紧靠地铁*站施工现场，区间内东端上方有一水渠。地面标高5.56m。根据勘察揭示，本区域属钱塘江冲海积平原地貌单元，基坑开挖范围内土层及工程地质特征见下表：工程地质参数值一览表序号岩土名称层厚（m）渗透系数土体侧向基床比例系数剪切

3、试验承载力特征值固结快剪（峰值）垂直水平凝聚力内摩擦角KvKHmcfakcm/scm/sKN/m4kPa。kPa填土3.08.012005152砂质粉土0.93.87.0E-049.0E-0430004261103砂质粉土3.17.88.5E-041.5E-034000327.51505砂质粉土1.15.58.5E-042.0E-0335004261206砂质粉土夹粉砂2.17.09.01E-043.5E-0342004291707砂质粉土夹粘质粉土3.47.88 E-063.0E-0518001310.5801淤泥质粉质粘土3.88.15.0E-073.5E-0615001010702淤泥质

4、粉质粘土2.411.34.0E-073.0E-0616001210.5753淤泥质粉质粘土1.13.37.0E-042.5E-0330004.027.01451淤泥质粘土2.012.21.0E-077.0E-0718001510802粘土1.58.155.0E-084E-0727002113.5953中砂1.42.02.0E-036.0E-0345002113.51501粉质粘土0.46.55.0E-054.0E-0629002014100地铁区间底板位于7层砂质粉土夹粘质粉土，地下二层地下室底板位于5层砂质粉土层。连续墙墙趾在2层粘土层中。两级基坑底均位于砂质粉土上，根据杭州地区降水特点，砂

5、质粉土渗水性好，降水效果明显，满足基坑开挖需要。场地地下水类型主要是第四纪松散岩类孔隙潜水及孔隙承压水，深部为基岩裂隙水。场地潜水主要赋存于上部27层粉土、粉砂中，补给来源主要为大气降水及地表径流补给，地下水位随季节性变化，静止地下水位1.89.5m，多年最高地下水位约埋深0.51m。工程区承压水含水层主要分布于入123层砂砾、122层圆砾层中，水量较丰富。隔水层为上部的淤泥质土和粘土层，承压含水层顶板高程为-51.48-47.36m，承压水头的高程：-3.67m，承压水对钻孔桩桩基及基坑开挖施工影响较小。场地东侧靠近地铁九堡东站有一宽约8米的水沟，水深0.5米，区间施工时应临时改迁。三、降水

6、的目的本基坑坑内坑外采用自流式深井降水的方法，即在基坑内和坑外按一定的间距梅花形布设降水井，深度在基底底面以下5-6m，滤水层为全滤式，利用土体的水位压力差将基坑内土体中的潜水疏干至深井内，再利用潜水泵将降水井中的集水抽排疏干。通过降水及时疏干开挖范围内土层中的地下水，使其基坑边坡土体得以压缩固结，以提高土体的水平抵抗力，对坑内潜水进行疏干，便于场施工。在基坑开挖时及时同步降低坑外水位，减轻坑外土体对基坑围护的压力，减少基坑围护位移，保证基坑的稳定性。四、降水方法、施工工艺及施工技术措施降水方法采用深井管井降水方法。管井构造图附后。4.1基坑内抽水量的计算 4.1.1 地下水容积储存量的计算：

7、 计算式： W = u V 或 W = u A H 式中: W- 容积储存量(m3) V含水层体积(m3),V = 基坑面积A 降水深度h(即潜水静止水位至基坑底板以下2.00m)； u-含水层的给水度(粘土及粉质粘土给水度经验值为0.03-0.05)（供水文地质手册第二册）,本次根据上部土层是以粉性土层为主的特性取：u = 0.05。a. 基坑面积(A)计算基坑面积A = a1+a2=21515 m2式中: a1-二级基坑外降水井面积为12204 m2a2-二级基坑内降水井面积为9311 m2b. 降水深度(h)计算（根据建筑施工计算手册第四章4.7节）H H1+h+iL+l h 1 = 7

8、.5 m +1.0+1/10*15+ 2m(沉淀管)=12mh 2 = 20.2 m +1.0+1/10*15 + 2m(沉淀管)= 23.5m 由上述参数计算地下水容积储存量如下: W1 = ua1h1 = 0.051220412 =7322m3 W2 = ua2h2 = 0.05931123.5 =10940m3式中: h1,h2-井点管埋置深度（m）； H1-井点管埋设面至基坑底面的距离（m）；h-基坑中央最深挖掘面至降水曲线最高点的安全距离(m),一般为0.51.0，人工开挖取下限，机械开挖取上限；L-井点管中心至基坑中心短边距离(m)；i-降水曲线坡度，与土的渗透系数、地下水流量等因

9、素有关，根据扬水试验和工程实测经验确定。对环状或双排井点可取1/101/15；l-滤水管长度（m）；4.1.2 基坑抽水量的确定原则 本基坑的出水量主要包括地下水的储存量，降雨量及地下水的补给，由于对降雨量目前无资料估测，且根据上部潜水含水层的透水性较好的特性，本次对基坑的抽水量确定、井数设计与抽水泵的选择只考虑地下水的储存量，地下水的补给对于降水的排出，采用明排水的施工措施来解决。4.2 坑内井数的确定 n = A/a 式中: n 井数(口)； A 基坑降水面积(m2) a 单口井有效抽水面积(m2)；根据降水试验及钱江两岸以粉砂为主的潜水含水层的特性，单井有效抽水面积a 一般为200m2

10、即:一级基坑n = a1 / a 61口 二级基坑n = a2 / a 47口 通过计算和布置，由于地面与基坑高差影响较大，考虑开挖后边坡的稳定，需在基坑外2m设一排加密降水井，间距为14m布置，二级基坑坑内自流式深井设置44口、一级基坑坑外设置89口自流式深井。单井有效抽水面积按200m2，降水井布置间距不大于15m，降水井距钻孔桩距离不小于3.5m。 (详见井点降水布置平面图)4.1.3 明沟排水量计算（根据建筑施工计算手册第四章）1.明沟设计尺寸为50*60cm(宽*长，纵向坡度为2%)按杭州最大降雨量计算180mm/h.按汇水面积算最大降雨量边坡宽18m,长220m.明沟排水量为：Q=

11、A*V A=0.5*0.6=0.3m2V=C(Ri)1/2R=0.3/(0.6*2+0.5)=0.1765按内查法得 C=58.49 得 V=3.64m/sQ流=A*V=0.3*3.64=1.09m3/s则 Q降雨712.8m3/h=0.198m3/sQ降雨Q流 满足设计要求2.降水井流量计算 按133口井同时工作，每测平均为67口井降水算为,每口井每米延长度进水量计算q=2rl(k)1/2/15=2*3.14*0.15*1*(3.5*10-3)1/2/15=3.7*10-3m2/s 深井进水过滤管总长度为:L=67*4=268 (每侧)总降水量：Q降=q*l=3.7*10-3*268=0.9

12、9m3/sQ降Q流3. Q降+Q水=1.188 m3/sQ流同时，在暴雨来时，需要对降水井停止抽水，满足排水要求。4.1.4、基坑底板稳定性分析计算公式为保证基坑开挖时底部土体的稳定，故对基坑底板进行稳定性分析，以防止产生高压水头承压水从最不利点突涌的不良现象。其计算公式为： 式中: F- 安全系数 rs-基坑底板至承压含水层顶板之间的土的平均容重（KN/m3） hs- 基坑底板至承压含水层顶板的距离（m） rw- 水的容重（KN/m3） hw-承压含水层顶板以上水头高度（m）底板稳定性分析根据勘测报告，第122层圆砾层承压含水层顶板埋深最浅处为47.36m，承压含水层水头埋深约距地面3.67

13、m，区间开挖深度为20m。 rs-18.0 KN/m3 hs-27.36 m rw-10KN/m3 hw-43.69 m所以F-1.127 1.1 即:底板土体稳定4.3 降水井施工工艺及技术措施成孔施工机械选用湿钻GPS-10型工程钻机及其配套设备。采用正循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺及下井壁管、滤水管，围填滤料、粘性土封孔等成井工艺。其工艺流程如下：4.3.1 测放井位：根据井位平面布置示意图测放井位。4.3.2 埋设护口管：护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土填实封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面0.10.3m。4.3.3 安装钻机：钻机应安装稳固水平，大钩对准孔中心，

14、大钩、转盘与孔的中心三点成一垂线。4.3.4 钻进成孔：降水井开孔孔径为700mm，一径到底，钻机施工达到设计深度时，宜多钻0.30.5m。做好钻探施工描述记录。钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳，轻压慢转，钻进过程中要确保钻机的水平，以保证钻孔的垂直度，成孔施工采用孔内自然造浆，钻进过程中泥浆比重控制在1.101.15，当提升钻具停工时，孔内必需压满泥浆，以防止孔壁坍塌。4.3.5 清孔换浆：下井管前的清孔换浆工作是保证成井质量的关键工序，为了保证成孔在进入含水层部位不形成过厚的泥皮，当钻孔钻至含水层顶板位置时即开始加清水调浆。钻进至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底0.50m，进行冲钻，清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐调至1.05，孔底沉淤小于30cm，返出的泥浆以不含泥砂为