某地铁车站站降水方案.docx
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某地铁车站站降水方案
XX地铁2号线XX站基坑降水工程
施工组织设计
编制：
审核：
审批：
XX有限公司
目录
一、工程概况2
二、地质条件3
三、设计依据及降水目的4
四、设计方案5
五、深井的构造与设计要求8
六、降水对环境影响的分析和控制9
七、成孔成井施工工艺与技术要求9
八、深井降水运行技术要求11
九、施工机械及劳动力组织12
十、封井方案13
十一、质量保证措施14
十二、应急预案15
十三、附图15
一、工程概况
（1）车站概况
XX站是XX地铁二号线与规划三号线间的大型换乘站，二号线线路位于XX下方，规划三号线位于XX路和XX路下方，两线十字交叉。
二号线车站跨十字交叉路口设置。
本车站基坑总长205.15米，宽20.1～62.3米，车站中部标准段基坑宽20.1米，基坑深度17.3～23米。
车站共设4个地面出入口，一个出地面电梯，6个地面风亭。
设计起点里程K14+670.00，终点里程K14+869.05。
本站为二层地下车站，防水等级采用一级设防。
基坑开挖深度、地下连续墙插入深度及相应的绝对标高分别为：
工程部位
基坑开挖深度
基坑底标高
围护深度
围护墙底标高
西端头井（A区）
17.59m
-6.744m
31.09m
-20.24m
西端头井（C区）
18.02m
-7.30m
31.36m
-20.64m
标准段（B区）
16.03m
-5.30m
29.83m
-19.11m
换乘段（D区）
23.02m
-12.30m
38.86
-28.12m
东端头井（A区）
19.28m
-8.56m
31.72m
-21.00m
1号出入口
9.45m
+1.340m
3号出入口
9.11m
+1.683
本工程地面标高为+10.72～+10.85m，本次降水方案所提及的深度均以+10.79为准。
（2）周边环境
a、周边建筑物
车站东北角是正在施工的市图书馆；东南角是正在施工的XX广场；西南角是正在施工的XX大厦；西北角是一片已拆迁完的空地，地块用途为XX用地，为待建建筑。
b、管线
XX路由北往南地下管线主要有：
通信电缆、Ф900排水管、380V路灯电缆、电信电缆、Ф1200输水管、Ф900排水管、Ф500给水管、380V路灯电缆和电信电缆等。
XX路地下管线主要有：
通信电缆、Ф450排水管、通信电缆、Ф450排水管、Ф500煤气管和380V路灯电缆。
二、地质条件
⑴土层特征
XX站属古秦淮河漫滩地貌单元，地面形态单一，经人工改造，现为城市主干道。
勘探期间场地孔口高程在10.40～11.08米之间，相对高差约0.68米。
本站勘察深度范围内沿土层层次较多，土层部分根据沉积时代、成因、状态及其特征，划分为3个大层12个亚层。
第1大层为人工填土；第2大层为全新冲淤积成因土层，第3大层为一般粘性土和混合土；下部为基岩（K1g）。
层号
土层
名称
层底埋深（m）
层厚（m）
重度r
kN/m3
渗透系数
Khcm/s
①-1
杂填土
0.50～3.80
0.50～3.80
（10-5～10-3）
①-2b3
素填土
2.60～4.40
0.40～3.80
（10-6～10-4）
①-3b4
淤泥质
素填土
4.40
1.90
（10-6～10-4）
②-1c2-3
粉土
5.90～8.60
2.50～4.90
18.6
3.71×10-5
②-1d3
粉砂夹粉土
8.50～14.50
2.40～5.40
18.8
1.85×10-4
②-2c3
粘土、粉质粘土互层
9.80～20.60
1.70～8.80
18.0
2.39×10-5
②-2b2-3
粉砂夹粉土
19.50～30.20
1.30～16.20
18.8
（8.00×10-3）
②-4b3
粉质粘土
27.80～30.00
1.30～2.40
19.7
（10-6～10-7）
③-2b2
粉质粘土
24.10～29.90
2.60～6.00
19.9
（10-7）
③-2d2
粉砂夹粉土
25.40～26.50
0.80～2.40
20.0
（10-4～10-3）
③-3b2
粉质粘土
29.70～36.00
1.20～7.80
19.7
8.96×10-7
③-3c1-2
粉土
34.30～36.40
0.80～4.60
20.1
（10-5）
③-4e
卵砾石
36.80～38.60
1.60～3.30
（10-4～10-3）
⑵水文地质条件
（1）地下水类型
场地地下水以孔隙潜水为主，孔隙承压水次之，少见基岩裂隙水。
（2）地下水补给、径流、排泄条件
①孔隙潜水
赋存于①层填土与②层砂性土孔隙中，接受大气降水补给和古河道含水层侧向径流补给，以蒸发排泄和侧向排泄为主。
②孔隙承压水
赋存于③－4e层中，上覆③－3b2层粉质粘土为相对隔水层，地下水径流滞缓。
③基岩裂隙水
场地内基岩为白垩系葛村组泥质粉砂岩，裂隙呈紧闭状，多泥质填充，透水性、富水性差，水量贫乏。
勘察期间，孔隙潜水地下水水位埋深2.30～3.00米（标高约在8.00米）。
根据区域水文地质资料，孔隙潜水年变幅约1.00米，设计时，地下水位埋深可按1.00米考虑。
根据邻近水文地质资料和《南京市水文地质、工程地质、环境地质综合勘察报告》（1987.11），孔隙承压水位标高在8.00米左右，所变幅在0.50米左右。
三、设计依据及降水目的
1、设计依据
XX站主体围护结构平面图、剖面图；地基加固平面、剖面图；
DGJ08-37-2002规范《岩土工程勘察规范》
GB50027－2001《供水水文地质勘察规范》
JGJ/T111-98《建筑与市政降水工程技术规范》
GB50296－99《供水管井技术规范》
GJ120-99《建筑基坑支护技术规程》
企业标准《建筑与市政管井降水技术标准》
2、降水目的
根据本工程的基坑开挖及基础底板结构施工的要求，本次降水的目的：
⑴加固基坑内和坑底下的土体，提高坑内土体抗力，从而减少坑底隆起和围护结构的变形量，防止坑外地表过量沉降。
⑵减少坑内土体含水量，方便挖掘机和工人在坑内施工作业。
⑶及时降低下部第③-4e层含水层微承压水的水头高度，将其降至安全的水头高度，以防止基坑底部突涌的发生，确保施工时基坑底板的稳定性。
四、设计方案
（一）降压井的设计布置思路
拟建场地存在第
-4e层微承压含水层，故对
-4e层含水层进行稳定性计算（部分区域
-4e层和③-3c1-2连通，由于图纸中提及的③-3c1-2层渗透系数为10-5，不能忽略）。
（1）基坑底板稳定性验算
基坑底板的稳定条件：
基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力。
即：
H·γs≥Fs·γw·h
式中：
H—基坑底至承压含水层顶板间距离（m）；
γs—基坑底至承压含水层顶板间的土的重度（kN/m3）；
h—承压水头高度至承压含水层顶板的距离，水头标高值取+8.00m；根据钻孔资料（孔DX15），
-4e层层顶标高取-22.77m。
γw—水的重度（kN/m3），取10kN/m3；
Fs—安全系数，一般为1.0～1.2，本工程取1.1；
（2）计算结果：
验算承压水的顶托力
Fs·γw·h=1.1×10×（22.77+8）=338.47kPa；
计算结果详见下表
工程部位
基坑开挖
标高（m）
土压力H·γs
是否需要降压
需降低承压水
水头的高度
承压水水位埋深
西端头井（A区）
-6.744m
306.85kPa
是
3.61
6.40
西端头井（C区）
-7.30m
296.33kPa
是
4.21
7
标准段（B区）
-5.30m
333.93kPa
0.5
换乘段（D区）
-12.30m
202.33kPa
是
13.6
16.39
东端头井（A区）
-8.56m
272.64kPa
是
6.58
9.37
注：
由于计算所取的钻孔和水位都是最不利点，标准段经计算所需要的降压水位不足1m，暂不布置降压井，待前期施工成好一两口井后实测水位重新验算抗突涌稳定性后另行决定要不要在标准段布设降压井。
（3）以上计算结果的分析及降压井的布置：
以上验算结果反映：
当本工程基坑开挖到一定深度时，下部
-4e层微承压水的顶托力大于基坑底至承压含水层顶板间的土压力，即基坑会发生突涌现象。
故在基坑开挖范围内均需要降低
-4e层含水层的水头。
（4）群井干扰抽水水位下降预测
根据本工程的微承压含水层的特性，本次井结构设计的是完整井，故用无界无越流含水层承压完整井群公式：
式中：
Sc——基坑中心水位降深，m；
Qi——i井出水量，m3/d；
M——承压含水层厚度，m；
K——渗透系数，m/d；
W（ui）——井函数，查表。
本次取Qi=1200m3/d；
M=5m；
K=8m/d；
④计算结果分析
用上式计算结果来分析：
当降压井抽水后，各预测点的水位下降已能满足基坑开挖和结构底板施工所需降低承压水水头的要求。
注:
由于本次计算的水文地质参数采用的是经验值,为了使井的布置能符合本工程的要求，在前期成井后完成实测微承压含水层的水头高度和实际出水量外，并在现场做单井、多井非稳定流的抽水试验,以获得本场地的实际水文地质参数，来验证本次布井的合理性和井结构设计的准确性，必要时需调整井的数量和井的结构。
根据设计方案布井平面位置，拟采取如下试验方式：
试验步骤
试验方式
试验井号
观测井号
试验目的
试验周期
第一阶段
单井试验
Y5
单位出水量、静止水位
3~4h抽水
第二阶段
单井试验
Y5、Y6
G2
判别单井降深影响范围
24h抽水
第三阶段
两井试验
Y5、Y6
G2、G3
判别两井降深影响范围
48h抽观结合
（二）疏干井的设计布置思路
1、基坑施工时，需及时疏干开挖范围内土层的地下水，降低围护范围内基坑中的地下水位，保证基坑的干开挖施工的顺利进行。
一般基坑面积按单井有效抽水面积a井的经验值来确定，而经验值是根据场地潜水含水层的特性及基坑的平面形状来确定。
单井有效抽水面积a井的值本次取250m2。
坑内降水井数量的布置
计算公式:
n=A/a井
式中：
n—井数（口）；A—基坑降水面积（m2）；
a井—单井有效抽水面积（m2）；
工程部位
基坑面积m2
井号
井深m
井数
西端头井（A区）
879
J3～J6
16
4
西端头井（C区）
453
J1～J2
17
2
标准段（B区）
2810
J7～J9、
J13～J20
15
11
换乘段（D区）
657
J10～J12
22
3
东端头井
（A区）
1104
J21～J25
18
5
1号出入口
J1C-1～J1C-3
16
3
3号出入口
J3C-1～J3C-5
16
5
注：
出入口浅部布设轻型井点，间距1.5m，具体布设尺寸及井结构详见“降水井平面布置示意图”及“降水井井结构图”。
五、深井的构造与设计要求
1、井口：
井口应高于地面以上0.50m，以防止地表污水渗入井内，一般采用优质粘土，其深度不小于3.00m；
2、井壁管：
井壁管均采用焊接钢管，降水井的井壁管直径φ273mm；（内径）；
3、过滤器（滤水管）：
降水井分段设计，所有滤水管外均包一层30目～40目的尼龙网，滤水管的直径与井壁管的直径相同；
4、沉淀管：
沉淀管主要起到过滤器不致因井内沉砂堵塞而影响进水的作用，沉淀管接在滤水管底部，直径与滤水管相同，长度为1.00m，沉淀管底口用铁板封死。
5、填滤料（中粗砂）：
疏干井从井底向上至地表以下3.00m均围填中粗砂；
降压井、观测井从井底向上至过滤器顶部以上3.0m围填中粗砂；
6、填粘性土封孔：
在粘土或滤砂的围填面以上采用优质粘土填至地表并夯实，并做好井口管外的封闭工作；
7、各井的结构及过滤器的安装部位见“降水井井结构图”。
六、降水对环境影响的分析和控制
该车站基坑降水方案布置采用坑内交叉布置疏干井及降压井，从地层透水特性初步判断降水对基坑周围环境有影响，在降水实施过程中要及时监测水位变化情况，并采取一定的沉降控制措施。
沉降控制措施：
1、抽水时即时观测水位降深情况，合理控制地下水水位，在满足基坑稳定性要求前提下，防止水位降低幅度过大，使降水对周边环境的影响减少到最低限度。
2、及时监测地下水水位及抽水流量，发现问题及时处理，调整抽水井及抽水流量，指导降水运行和开挖施工。
3、及时整理基坑开挖和降水时的水位资料，建设单位的位移监测资料必须及时送交我现场项目部，以便绘制相关的图表、曲线，必要时调控降水运行。
七、成孔成井施工工艺与技术要求
成孔施工机械设备选用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，围填填滤、粘性土等成井工艺。
其工艺流程如下：
1、测放井位：
根据降水井点平面布置图测放井位，当布设的井点受地面障碍物或施工条件的影响时，现场可作适当调整；
2、埋设护口管：
护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土和草辫子封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面0.10m～0.30m；
3、安装钻机：
机台应安装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘与孔的中心三点成一线；
4、钻进成孔疏干井开孔孔径为φ650mm，降压井开孔孔径为φ650mm，观测井开孔孔径为φ650mm，均一径到底。
钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳，轻压慢转，以保证开孔钻进的垂直度，成孔施工采用孔内自然造浆，钻进过程中泥浆密度控制在1.10～1.15，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌；
5、清孔换浆：
钻孔钻至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底0.50m，进行冲孔清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至1.10，孔底沉淤〈30cm，返出的泥浆内不含泥块为止；
6、下井管：
管子进场后，应检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。
下管前必须测量孔深，孔深符合设计要求后，开始下井管，下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器（找正器），以保证滤水管能居中，井管焊接要牢固，垂直，下到设计深度后，井口固定居中；
7、填滤料（中粗砂）：
填滤料前在井管内下入钻杆至离孔底0.30m～0.50m，井管上口应加闷头密封后，从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步稀释泥浆，使孔内的泥浆从滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆，使孔内的泥浆密度逐步稀释到1.05,然后开小泵量按前述井的构造设计要求填入滤料，并随填随测填滤料的高度，直至滤料下入预定位置为止；
8、井口填粘性土封闭：
为防止泥浆及地表污水从管外流入井内，在地表以下回填3.00m厚粘性土封孔；
9、洗井：
在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上空压机先进行空压机抽水，待井能出水后提出钻杆再用活塞洗井，活塞必须从滤水管下部向上拉，将水拉出孔口，对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动，冲击孔壁泥皮，此时应向井内边注水边拉活塞。
当活塞拉出的水基本不含泥砂后，再用空压机抽水洗井，吹出管底沉淤，直到水清不含砂为止；
10、安泵试抽：
成井施工结束后，在降压井内及时下入潜水泵与接真空管、排设排水管道、地面真空泵安装、电缆等，电缆与管道系统在设置时应注意避免在抽水过程中不被挖土机、吊车等碾压、碰撞损坏，因此，现场要在这些设备上进行标识。
抽水与排水系统安装完毕，即可开始试抽水。
先采用真空泵与潜水泵交替抽水，真空抽水时管路系统内的真空度不宜小于-0.06MPa，以确保真空抽水的效果；
11、排水:
洗井及降水运行时应用管道将水排至场地四周的明渠内，通过排水渠将水排入场外市政管道中。
八、深井降水运行技术要求
1、试运行
1）试运行之前，准确测定各井口和地面标高、静止水位，然后开始试运行，以检查抽水设备、抽水与排水系统能否满足降水要求。
2）在疏干井、降压井的成井施工阶段应边施工边抽水，即完成一口投入降水运行一口，力争在基坑开挖前，将基坑底开挖面以下一定深度的土层含水量减小到最低。
2、降水运行
1）在基坑正式开挖时，基坑内的疏干井应在基坑开挖前二十天进行抽水，做到能及时降低连续墙内基坑中的地下水位；
2）坑内抽水井运行时，潜水泵的抽水间隔时间自短至长，每次抽水井内水抽干后，应立即停泵，以免电机烧坏。
对于出水量较大的井每天开泵的抽水的次数相应要增多。
3）抽水需要每天24小时派人现场值班，并做好抽水记录，记录内容包括降水井涌水量Q和水头降S，并在现场绘制流量Q，观测孔（点）水位降、各监测点的观测资料、理论计算资料和施工进程（开挖深度）与时间的相关曲线，以掌握水位动态变化，指导降水运行达到最优。
4）整个降水过程中应备有双电源，和以最快速度交换电源的线路开关装置，以确保降水连续进行。
如电源供电无法保证会造成井底突水，后果不堪设想。
5）降水结束提泵后应及时将井注浆封闭，补好盖板。
3、降水运行的注意事项
1）做好基坑内的明排水准备工作，以防基坑开挖时遇降雨能及时将基坑内的积水抽干；
2）井管口设置醒目标志，做好标识工作，协同挖土支撑施工人员做好井管保护工作。
4、坑内降水井井管保护技术措施
1）井位尽可能靠近支撑边，沿支撑的垂直向离支撑约80cm～100cm。
2）井管口设置醒目标志，做好标识工作。
3）随着基坑开挖深度的不断加深，井管的暴露长度不断加大，井管沿纵向与每道支撑要及时焊接钢筋加固。
4）协同挖土支撑施工人员做好井管保护工作。
九、施工机械及劳动力组织
本工程成孔采用正循环自然泥浆造浆，泥浆护壁回转钻进成孔，钻头选用带保径圈的三翼钻头。
根据施工经验，使用此钻头施工稳定性好，能确保成孔质量，能有效控制成孔中的缩径现象，为确保工程质量奠定基础。
根据施工顺序、设计工程量及现场用水、用电量等因素综合考虑本工程计划进1～2套钻机，本工程的主要机械设备配备见下表：
施工主要机械配备表
序号
设备名称
规格型号
数量
设备能力
1
成井钻机
GPS-10型
1台
37KW
2
泥浆泵
3PNL
2台
22KW
3
86泵
2台
7.5KW
4
电焊机
ZXF
1台
5.5KW
5
空压机
ZV
1台
7.5KW
6
深井潜水泵
QJ50-54-15
按需
15KW/台
7
潜水泵
QDX3-35-0.75
按需
0.75KW/台
8
真空泵
2S-185
按需
5.5KW/台
9
水准仪
DS-24
2台
10
测绳
100m
2根
11
水位计
50m
1个
劳动组织计划表
岗位
定员
主要职责范围
机修班
焊工
1人
负责维修、保养和修理各种机具，协助设备安装。
电工
1人
负责维护、保养和修理各种电器设备，负责各种电器线路。
钻井队
机长
2人
服从项目统一安排，认真组织本机施工，对本机的安全、质量和效率负责。
班长
4人
及时完成机长安排的工作，对本班的安全、质量和效率负责。
钻工
10人
服从班长的安排，负责钻机移位、成孔、下井管、填砾和洗井工作。
降水班
班长
2人
全面负责降水运行的现场工作。
普工
12人
降水。
合计
32人
十、封井方案
坑内降压井封井采取在井管内先填瓜子片然后注浆再灌注混凝土的封堵方法，基本操作顺序及有关技术要求如下：
1.当本基坑挖至设计标高后，在基坑底开挖面以上50cm处，在井管外焊一止水板，止水板外圈直径φ600mm。
2.降水运行结束封井前，先预搅拌1.00m3左右的水泥浆，水灰比0.4～0.5。
3.井管内填入瓜子片，瓜子片的回填高度在基坑底板以下2.00m～3.00m左右。
4.井管内下入注浆管，注浆管的底端下入深度离瓜子片的回填高度以上1.00m左右。
5.在井管内设置一个压板，与注浆管连接并由注浆管送入井内，压板的放置深度与瓜子片回填的回填顶部。
见“封井结构示意图”。
6.正式注浆前井管口用钢筋作支撑，将注浆管固定，然后开始注浆，注浆时要求将水泥浆通过瓜子片的空隙渗入底部滤水管的周围将滤水管的缝隙堵死，一般要将预拌的水泥浆注完。
7.注浆完毕，水泥浆达到初凝的时间后，抽出井管内压板以上的残留水，并及时观测井管内的水位深度或标高的变化情况。
一般观测2～4小时后，井管内的水位无明显的升高，说明注浆的效果较好。
8.当判定已达到注浆的效果后，即向井管内灌入混凝土，混凝土的灌入高度略低于基坑底板混凝土面约10cm。
混凝土灌注结束，及时观测井管内水位的变化情况。
9.待井管内混凝土的初凝能符合要求，并能确定封堵的实际效果满足要求后，即可割去所有外露的井管。
10.井管割去后，在管口要用铁板焊封，管口低于基底混凝土面以下10cm左右。
11.管口焊封后，用水泥砂浆填入孔洞抹平，封井工作完毕。
十一、质量保证措施
1、施工质量要求
（1）成孔：
孔径、垂直度、泥浆及孔底沉渣等质量控制符合方案规定的设计要求。
即垂直度<1%。
（2）成井：
井管深度、滤水管及其布置位置、管外填砾、封孔等关键工序质量符合成井工艺技术要求。
长度偏差<2‰，过滤管安装上下偏差≤30mm。
（3）降水井的试抽水必须达到预期设计效果。
井水含砂量≤20万分之一。
（4）确保基坑降水系统正常运行，并满足降水方案的预期要求和效果。
2、施工过程质量保证措施
（1）针对本工程的特点，选择适合本工程施工条件及能满足本次降水要求的洗井、降水的机械设备。
（2）施工质量标准及技术交底工作要严格按供水管井技术规范、降水方案设计要求的各项规定进行开工前进行技术交底。
（3）施工交接班质量检验要贯彻下岗检查的精神，严格执行“班组施工十不交制度”。
（4）施工现场必须坚持“三检”制度，即操作人员自检，班与班之间互检，质量员和监理专检，检查内容必须有记录和整顿措施。
（5）降水资料由技术人员和现场负责人统一收集、整理、存放。
十二、应急预案
1、本次降水管井布置在基坑内侧，为了保证基坑施工的安全性及承压水位的获取，在坑内布置2口观测兼备用井，以备在降水运行中个别水泵突然停止，而立即开启备用井，坏泵应及时拉回仓库进行更换或修复。
2、井管口设置醒目标志，做好标识工作。
随着基坑开挖深度的不断加深，井管的暴露长度不断加大，井管沿纵向与每道支撑要及时焊接钢筋加固。
协同挖土施工人员做好井管保护工作。
3、抽水运行期间每天24小时派人现场值班，加强巡视并做好抽水记录，记录内容包括减压管井涌水量Q和水头降S，场地排水管道的畅通性，电箱、电缆线的完好性，抽水管井的水泵是否正常运转等内容。
4、现场备有一定的抢险物资，如备用泵、补漏材料、管材等，在事故发生后能及时进行到位抢修。
5、整个降水过程中备有双电源，应在开工前做好检测工作，确保可以正常供电。
当电路停电时，以最快速度开启备用电源，以确保降水连续进行。
若电源供电无法保证会造成坑底突
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