水源井施工设计方案.docx

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水源井施工设计方案

鸡西七台河市供水工程干线二十八标段

取水泵站管理站房及生活区房屋建筑工程（二次）

水房打井施工方案

批准：

审核：

编制：

中电建建筑集团

鸡西七台河市供水干线工程项目经理部

2016年04月12日

水房打井施工方案

1.1工程概况

本工程为省鸡西、七台河市供水干线取水泵站井房，位于省鸡西市，建设单位为鸡西辰能水务供水工程公司，建筑面积51.04平方米，本工程工一层，建筑高度6.45m，室外高差0.300m。

本工程建筑结构形式为砖混结构，建筑结构安全等级为二级，设计合理使用年限为50年，抗震设防烈度为六度，建筑耐火等级为二级，屋面防水等级为Ⅱ级。

1.2编制依据

《岩土工程勘察报告》

《施工设计图》

《水文地质手册》

《供水水文地质勘察规》GB50027-2001

《建筑与市政降水工程技术规》JGJ/T111-98；

《建筑基坑支护技术规程》JGJ120—99；

《供水管井技术规》GB50296-99

1.3场地工程地质条件

取水泵站由泵站和进入湖中900m的取水管道组成，泵站地面高程70.58m-70.85m，取水管道湖中900m处湖底地面高程为65.66m，勘察期间水深4.8m，地层为第四系全新统湖一沼泽积层（l+hQ。

）。

市政工程重要性为二级，场地复杂程度为二级，岩土条件复杂程度为二级，市政工程的勘察等级为二级。

一、地质概况

勘探深度共揭露5个主层，3个亚层，钻探揭露的岩性自上而下依次为：

第四系全新统湖一沼泽积层（l+hQ4）

①粉质黏土：

黄色，湿，可塑，局部夹粗砂颗粒，稍有光泽，无摇振反应，干强度及韧性中等。

项部为有机质土，分布于取水泵站场地表层，层厚2.4m-2.9m，层底高程68.08m-69.14m。

①1粉土：

黄色，湿。

间断分布于取水泵站场地表层，层厚2.4m-2.6m，层底高程68.10m-68.18m。

①2粉砂：

黄色，湿。

间断分布于取水泵站场地表层，层厚2.4m-2.7m，层底高程68.15m—68.16m．

②中砂：

灰色，饱和，松散，矿物成分以石英长石为主。

分布于钻孔DG5-DG7附近，①层粉质黏土下部或直接出露地表，层厚1.6m-l.8m，层底高程67.54m-68.60m。

③粉质黏土：

灰色，湿，可塑，稍有光泽，无摇振反应，干强度及韧性中等。

该层连续分布于取水泵站①粉质黏土下部，层厚3.7m-4.3m，层底高程63.86m，-64.45m。

④角砾：

灰色，饱和，松散～稍密，矿物成分以石英长石为主。

该层连续分布于取水泵站③层粉质黏土下部或直接出露于湖底，层厚1.1m-4.7m，层底高程60.40m-63.68m。

⑤粉质黏土：

灰色，湿，可塑，稍有光泽，无摇振反应，干强度及韧性中等。

该层连续分布于④角砾下方，该层未揭穿，揭露最大深度8.1m。

白垩系上统（K1）

⑥砂岩：

全风化，原岩结构已破坏，湖湖底有揭露，揭露最大厚度为5.90m。

二、土体物理力学性质指标及承载力特征值

（1）土的物理力学性质指标

土的物理力学性质指标见招标文件表4.2-1。

（2）地基土的承载力指标

由标贯试验、粘性土的物理性质指标，结合经验数值综合确定岩土体的承载力特征值。

①黏土fak=130kPa.②中砂fak=130kPa、③粉质黏土fak：

165kPa、④角砾fak：

165kPa。

⑤粉质黏土fak=175kPa

三、水文地质条件及环境水的腐蚀性评价

泵站地下水埋深在0.5m～0.6m，地下水水位69.98m～70.35m。

湖中的管线取水口处水深4.8m。

地下水为第四系潜水，含水层岩性为角砾。

地下水与地表水联系及其密切。

环境水对钢结构具有弱腐蚀性。

详见表4.3-1。

环境水的腐蚀性评价表

筑物名称

环境水类型

PH值

侵蚀性C02

mg/L

HC03-

mg01/L

Cr

mg/L

S042-

mg/L

Mg2+

mg/L

腐蚀性判定

取水泵站

地表水

地下水

5.97

50.16

1.2

14.854

7.637

7.776

对混凝土一般性中等腐蚀，碳酸性中等腐蚀，钢结构具有弱腐蚀性

湖中取水管线

地表水

7.4

1.08

12.727

21.614

7.351

对钢结构具有弱腐蚀性

地下水

7.34

1.92

14.954

35.398

12.6

四、特殊土及不良地质现象

（1）土的冻胀性评价

本区土的冻胀深度为2.2米，根据《建筑地基基础设计规》（DB23/902-2005）进行冻胀性评价，评价表见招标文件第七章技术标准和要求表4.5-1，结合土工试验数据及地下水水位判别，表层粉质粘土为强冻、粉砂为强胀冻，粉土为胀冻，建议采取适当措施。

（2）煤矿采空区及沉陷区

本段主管线附近无煤采空区及沉陷区

1.4取水管井工艺流程

    确定井位-准备工作-施钻-下管-填料-洗井-验收。

1.5基本规定

（一）一般规定

    1、供水管井的设计、施工，应在具有必要的水文地质资料后进行。

当水文地质资料不能满足供水管井的设计、施工。

    2、供水管井所使用的材料，应符合招标文件、规程、规及现行标准的有关规定。

    3、井位的确定，应考虑下列因素：

    1）需水量和水质要求；

    2）地下水资源可靠；

    3）城镇规划和现有给水设施；

    4）施工、运行和维护方便；

    5）有足够的卫生防护围；

    6）需水量增加时，有扩建可能。

（二）施工组织

    打井队将按照工程总进度计划安排进行制定工程任务计划，同时打井技术负责人对机组进行技术、安全交底，机长和机组技术人员负责按有关技术、质量、安全规程规进行施工。

    在安装、成孔、下管、填料、洗井、抽水试验各个工序完工后会同甲方负责人验收；待工程全部完工后甲、乙双方共同验收。

    （三）计划工期

    本工程工期为2016年4月17日至2016年4月27日，工期10个工作日。

    （四）质量标准

    成井质量满足中华人民国国家标准GB50296-99供水管井技术规和中华人民国行业标准SL256-2000机井技术规中有关技术要求：

    1、井深：

符合设计要求；

    2、井孔直径：

500mm；

    3、井管直径：

300mm；

    4、含砂量：

小于1/200000（体积比）；

    5、出水量：

大于等于20立方米每小时；

    6、井身应圆正；

    7、井的顶角及方位角，不能突变；

    8、井深100m以，井身顶角倾斜，不能超过1°。

    （五）准备工作、凿井、下管、填料、洗井、封井、设备安装工序要求。

  2成井及施工方案

 1、准备工作

    接到进场许可后，确定井位，组织设备进场，进行电源安装，泥浆坑、蓄水池的开挖，全部准备工作就绪后准备进行施工。

 2、凿孔

   采用HG-300汽车正反循环钻机，开孔和终孔直径均为500mm,成井后直径为300mm，计划从自然地面算起设计井深50米，如满足生活用水及饮用水标准要求，则停止打井工作，如果不符合饮用水标准要求，按建设单位具体要求进行施工。

   3、下管

（1）根据地层分布，与甲方确定井管结构并配管，并会同甲方查验井管质量。

（2）下管前适当稀释泥浆。

    （3）用提吊下管法按设计井管结构依次下管。

    4、填料

    沿井管四周均匀连续填入，随填随测，所填入料的数量及深度与设计量、深度相符。

为安全考虑，井壁管采用ф300mm铁管，壁厚5mm，由于含水层为级配较差的角砾层，下部为粉质粘土，颗粒较细，滤料采用中粗砂。

为防止浅层地下水污染深层地下水，井管上约25m，须包裹密目的井底布。

    5、封井

    为截断上层被污染的水层，按设计要求在适当深度填入优质料土，适宜段用粘土做成的球（块）状，大小为20-30mm，且在半干（硬塑或可塑）状态下缓慢填入，止水厚度不得小于15米。

    6、洗井

    根据GB50296-994.6的要求：

（1）洗井及时。

（2）该井采用活塞拉孔和空压机反冲、正掏联合洗井法，以达到出水量和含砂量的要求。

    （3）洗井后进行抽水试验，确定该井出水量、含砂量。

    （4）抽水试验后期取水样进行水质分析。

7、水质监测完成后，确定地下水水质可以满足饮用水标准，进行水泵就位安装，水泵拟采用高扬程清水泵，采用钢管法兰连接，钢管直径为80mm。

3技术要求

（一）执行规

    ⑴《供水水文地质勘探规》（GB50027-2001）；

    ⑵《水利水电工程钻孔抽水试验规程》（SL320-2005）；

    ⑶《机井技术规》（SL256-2000）

    ⑷《供水管井技术规程》（GB50296-99）

（二）供水井布置

    供水井布置在拟设计水源井位置，依据初步设计报告供水水井设计参数，在供水井位置成井过程中进行一系列水文地质试验，并且依据有关规程规对成井提出具体的技术要求。

    （三）钻井和成孔工艺要求

    1、松散层勘探孔钻近可采用水压或泥浆钻近方式。

    2、基岩勘探孔，应采用清水钻近。

    3、冲洗介质的质量应符合《供水管井技术规》GB50296的有关规定。

    4、在钻近有供水意义的含水层时，严禁采用向孔投放粘土块代替泥浆护壁。

    5、在下过滤器和填滤料前，应将孔的稠泥浆换为稀泥浆。

    6、抽水孔必须及时洗孔，宜洗至水位变化反应灵敏。

    7、设置的护口管，应保证在管井施工过程中不松动，井口不坍塌。

    （四）成孔质量要求

    1、孔身各段直径达到设计要求。

    2、孔深误差不大于２‰。

    3、洗孔结束前的出水含砂量不大于１／２万（体积比）。

五）水井结构

    成井管材设计为球墨铸铁管。

下管方法可根据管材允许拉力，井管重量、钻机安全负荷等因数，选择提吊法下管、提吊加浮板法、钢丝绳托盘法、钻杆托盘法下管。

    １、松散层中取水水井结构设计

    （１）管井

    在高压含水层、粗砂以上的取水层，以及某些极破碎的基岩层水井中，可采用缠丝过滤器或包网过滤器。

中砂、细砂、粉砂层，可采用由金属或非金属的管状骨架缠金属丝或非金属丝，外填砾石组成的缠丝填砾过滤器，以防止含水层水层中的细小颗粒涌进井，保证井的使用寿命，还可增大过滤器周围的孔隙率和透水性，从而减少进水时的水头损失，增加单井出水量。

填砾厚度，根据含水层的颗粒大小决定，一般为７５－１５０mm。

沉淀管长度，一般为２－１０m，其下端要安装在井底。

    （２）过滤器

    过滤器骨架管的孔隙率宜为２０－２５%，穿孔形状为Φ２０mm圆形孔，呈梅花状分布。

骨架管上应有纵向垫筋，垫筋高度宜为６－８mm。

其间距宜保证缠丝距管２－４mm，垫筋两端应设挡箍。

    （３）缠丝

    缠丝材料应采用无毒、耐腐、抗拉强度大和膨胀系数小的线材（规格１２号）。

缠丝间距１mm，允许偏差±２０％，且不得松动。

    （４）滤料

    填砾方法有：

静水填入法，适用于浅井及稳定的含水层；循环水填砾法，适用于较深井；抽水填砾法，适用于孔壁稳定的深井。

    滤料必须按标准要求严格筛选，不合格的颗粒含水量不得超过１５％。

填砾方法建议采用循环水填砾。

填砾时必须连续均匀。

填滤料规格可按当地已有水井类比，初步定为２－７mm；缠丝过滤器外包网宜选用８０－９０目网，包两层。

    （５）止水封井

    根据管井对水质的要求进行止水、封井，其位置应尽量选择在隔水性好，井壁规格的层位。

供水井应进行永久性止水、封井，并保证止水、封井的有效性，所有材料不能影响水质。

永久性止水、封井方法有：

粘土和粘土球围填法、压力灌浆法。

所用材料为粘土、粘土球及水泥。

本次建议封闭止水粘土采用干燥土球，直径为２５－３０mm，以半干为宜。

    封闭止水深度暂定为：

白木村供水水井深度为60m.

    （６）侧压管

    为了测量抽水试验时的水位，应在井管外设置侧压管，侧压管管径不小于４０mm，过滤器设置参照井管要求。

（六）取标本样

    （１）取出的土样宜能正确反应原有地层的颗粒促成。

    （２）采用鉴别地层岩性的岩、图样时，非含水层宜没３－５m取一个，含水层宜没２－３m取一个，变层时，应加取一个。

标本样数量不少于0.5kg，按埋深顺序编号暂时保存，以便我室进行现场验收。

    （３）采用试验用图样时，厚度大于４m的含水层，宜４－６m取一个，厚度小于４m的含水层，应取一个。

    （４）试验用土样的取土质量，宜大于下列数值：

砂1kg、圆砾（角砾）3kg、卵石（碎石）５kg。

    （５）基岩岩芯的采取率，宜大于下列数：

完整岩层７０％；构造破碎带、风化带，岩溶带３０％。

    （七）洗井

    为了使过滤器周围形成一个良好的滤水层，以增大井的出水量，应进行洗井，洗井时抽水时应达到设计深度，洗井完毕厚，井水含砂量应符合设计要求。

常用的洗井方法有：

活塞洗井法、压缩空气洗井法、冲孔器洗井法、泥浆泵与活塞联合洗井法、液态二氧化碳洗井法及化学药品洗井法等。

    １、松散层的管井在井管强的允许时，宜采用活塞与压缩空气联合洗井，压缩机清底，做到水清砂净，含砂量要求小于１／２０万。

    ２、碎屑岩、岩浆岩地区的管井宜采用活塞、空气压缩机或液态二氧化碳等联合洗井。

    （八）抽水试验

    １、抽水试验前应进行洗井工作，采用活塞洗井或空压机洗井，要求达到水清砂净无沉淀。

    ２、抽水试验降深采用不间断３次降深，在正式抽水试验前要进行试验抽，以便确定最大降深，最小降深不宜小于0.5米，然后按其最大降深值的１／３、２／３、３／３分三次降深抽水，基岩含水层中的抽水量深宜从大到小，松散层含水层中的抽水降深宜从小到大。

每次抽水稳定延续时间不小于４h，透水性弱或较弱的含水层抽水应适当延长稳定延续时间，同时满足涌水量和动水位稳定的要求。

水位稳定标准：

水位波动值不大于3cm；涌水量稳定标准：

最大涌水量与最小涌水量的差与常见涌水量之比不大于5%，且无连续增大或变小的趋势。

    ３、抽水试验时，动水位和出水量应同时观测，观测的时间宜在抽水开始时的第５、１０、１５、２０、３０、４０、５０、６０min各测一次，以后每隔30min测一次。

水位测量工具宜采用点测水位计。

    ４、抽水试验过程中，应详细记载所发生的有关情况，随时检查和观测记录，并现场绘制Q-S或Q-Δh曲线和Ｓ-t与Q-t曲线，以便进行分析校核抽水结果。

    ５、抽水试验结束后，应立即观测恢复水位，观测时间位１、２、３、４、６、８、１０、１５、２０、２５、３０、４０、５０、６０、８０、１００、１２０min，以后每隔30min观测一次，直至稳定。

    （九）管井验收

    1、管井竣工后，应由设计、施工及使用单位的代表，在现场按下列质量标准验收：

    ⑴管井的单位出水量与设计单位出水量基本相符。

管井揭露的含水层与设计依据不符时，可按实际抽水量验收；

    ⑵管井抽水稳定后，井水含砂量不得超过二百万分之一（体积比）；

    ⑶超污染指标的含水层应严密封闭；

    ⑷井沉淀物的高度不得大于井深的千分之五；

    ⑸过滤器的安装误差±300mm；

    ⑹井身的弯曲度井深100m以，井身顶角倾斜，不能超过1°；井深100m以下的井段，每100m，顶角倾斜不得超过1.5°；井段的顶角和方位角不得有突变。

    2、管井验收时，提供下列资料：

    ⑴井的结构、地质柱状图；

    ⑵岩（土）样及填砾的颗粒分析成果表；

    ⑶抽水试验资料；

    ⑷水质分析资料；

    ⑸管井施工及使用说明书。

根据前期地质勘察资料的出：

2#加压泵站主要由第四系角砾构成，局部有侏罗系砂岩分布，砂岩中有断层破碎带穿插。

钻探揭露的岩性自上而下依次为：

①有机质：

黑色，湿，可塑。

地表为有机质腐殖土，分布于取水泵站场地表层，层厚1m-1.5m。

②砂砾：

黄褐色，湿，饱和，松散，矿物成分以石英砾石为主。

分布于2#加压泵站场地表层，层厚2.5m-3.5m。

③石英砂岩：

灰色，弱风化，饱和，矿物成分以石英长石为主，硬度较高。