管井降水施工方案精编版.docx
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管井降水施工方案精编版
***
管井降水施工方案
1编制依据
1.1施工文件资料
表1.1施工文件资料
序号
图纸名称
工程编号
设计单位
出图日期
1
《“山西涛沙房地产开发有限公司太原市圣爱花园”岩土工程勘察报告》
20140526
山西省地质工程勘察院
2014年7月
1.2主要施工规范、规程
表1.2规范、规程部分
序号
规程、规范名称
编号
1
建筑工程施工现场用电安全规范
GB50194-2014
2
建筑机械使用安全技术规程
JGJ33-2012
3
建筑工程施工质量验收统一标准
GB50300-2013
4
施工现场临时用电安全技术规范
JGJ46-2012
5
建筑基坑工程技术规程
JGJ120-2012
6
建筑基坑工程技术规范
YB9258-97
7
建筑施工安全检查标准
JGJ59-2011
2工程概况
2.1工程概况
本工程位于太原市和平南路与规划大井峪街交叉口之西北角位置。
工程总用地面积94361.27㎡，建筑面积375760㎡。
本单位工程±0.000相当于绝对高程798.65m（1号楼为798.85m）。
主楼为剪力墙结构。
基础形式为桩基承台基础。
表2.1工程建设概况一览表
工程名称
天和福地工程
工程地址
***
建设单位
***
设计单位
***
勘察单位
***
监理单位
***
质监部门
***
2.2地质条件
根据山西省地质工程勘察院，《“山西涛沙房地产开发有限公司太原市圣爱花园”岩土工程勘察报告》（工程编号：
20140526）可知，基坑开挖深度及影响范围内的场地岩土层特征及分布情况、土性描述如下:
勘察深度范围内地层为第四系冲洪积形成的松散堆积物，岩性以填土、粉土、中砂、圆砾和粉质粘土为主。
地基土共划分8个大层：
1第①层填土：
分二个亚层（①1层杂填土、①2层素填土）
第①1层杂填土（Q42ml）：
杂色，稍湿，松散状态。
主要以建筑和生活垃圾为主，包含较多碎砖块、砖屑和煤渣等，成分复杂，欠压密度状态。
底面埋深0.40-4.50m（标高790.02-798.42m，平均794.25m），平均层厚2.43m。
第①2层杂填土（Q42ml）：
褐色，稍湿，欠压密。
主要以粉质粘土和粉土为主，包含较多云母、氧化物、少量煤屑、粗砾砂和植物根系等，欠压密度状态。
底面埋深0.40-6.00m（标高790.03-797.12m，平均794.21m），层厚0.40m-4.70m，平均1.97m。
2第②层粉土（Q4lal+pl）：
黄褐色，稍湿，稍密状态。
土质较纯，含较多云母、氧化铁铝及少量砂质颗粒夹杂，局部相变为粉质粘土。
底面埋深2.20m-7.60m（标高790.08m-795.22m，平均792.33m），层厚0.40m-4.80m，平均层厚2.42m。
3第③层中砂（Q4lal+pl）：
褐黄色，松散状态，局部饱和状态。
该层以中砂为主，分选性好，磨圆度一般，砂质较纯。
成分主要以石英、长石为主，充填有少量细砂、砂砾，少量卵石和圆砾。
该层中部局部揭露有③1粉质粘土透镜体：
褐色，硬塑状态。
土质不纯，砂质颗粒较多，中压缩性粉质粘土。
底面埋深4.10m-12.00m（标高785.82m-792.74m，平均789.57m），层厚0.85m-6.30m，平均层厚3.64m。
4第④层粉土（Q4lal+pl）：
黄褐色，湿，中密状态。
该层土质不纯，含较多云母、氧化铁铝及少量砂质颗粒，局部相变为粉质粘土。
该层上部揭露有④1粉质粘土薄层和透镜体：
褐色，可塑状态，土质较纯；中部揭露有④2中砂：
褐色，饱和，稍密状态，砂质较纯，分选性差，磨圆度一般；底部揭露有④3中砂薄层：
褐色，饱和，中密状态，分选性差，磨圆度一般，局部地段夹杂卵石、砾砂颗粒。
底面埋深14.60m-37.30m（标高760.78m-782.88m，平均773.23m），层厚6.60m-30.00m，平均层厚16.77m。
5第⑤层圆砾（Q4lal+pl）：
黄褐色，饱和，中密状态。
该层以圆砾为主，分选性好，磨圆度一般，砂质较纯。
成分主要以石英、长石为主，充填有少量砾砂和卵石。
该层局部地段上部和中部深度揭露有⑤1粉质粘土透镜体、薄层：
褐色，可塑状态。
土质较纯，中压缩性粉质粘土。
底部揭露有松散状态⑤2砾砂和密实状态⑤3中砂透镜体。
底面埋深27.20m-51.60m（标高746.63m-769.73m，平均758.47m），层厚0.80m-25.20m，平均层厚12.04m。
6第⑥粉土（Q3lal+pl）：
黄褐色，稍湿，密实状态。
土质较纯，含较多云母、氧化铁铝及砂质颗粒夹杂。
局部相变为⑥1粉质粘土呈透镜体揭露：
黄褐色，硬塑状态。
该层中部和底部揭露有⑥2中砂薄层：
褐色，饱和，密实状态。
砂质较纯，分选性差，磨圆度较好。
地面埋深45.00m-75.00m（标高722.60m-751.84m，平均735.40m），层厚3.8m-43.00m，平均层厚22.18m。
3降水设计方案
1在挖土施工前，对基坑内的地下水进行预降水，以使土体固结密实，是基坑开挖时确保基坑稳定性的关键因素之一，因此合理布置深井井点，组织合适的降水工艺就显得特别重要。
2根据本工程施工工艺的特点，结合工期紧及深井降水的施工经验等实际情况，本工程将采用的深井降水工艺。
3经设计院及业主策划设计，沿基坑北侧及四周每24米布置一眼井，深16米（到基础底板底部），计31眼；每栋楼电梯间处布置一眼井，深18米（到基础底板底部），共40眼。
根据降水情况可以随时增加降水井。
降水井成孔直径为700mm，深井管采用外径为360mm、内径300mm的无砂混凝土渗水管。
具体位置见附图1。
4用水量计算
对基坑开挖有影响的场地地下水主要为赋存于1层素填土、2层和4-1层粉土中的孔隙潜水。
2和4-1层粉土水平和垂直渗透系数分别为3.096×10-4cm/s、1.358×10-4cm/s和2.796×10-4cm/s、1.129×10-4cm/s，透水性和富水性一般，有一定的水量；3层和4-2层粉质黍土水平和垂直渗透系数分别为1.36×10-6cm/s、1.04×10-6cm/s和1.09×10-6cm/s、8.08×10-7cm/s，透水性和富水性较差；5层黍土水平和垂直渗透系数分别为1.4×10-8cm/s和1.2×10-8cm/s，透水性和富水性差，勘探时实测水位标高平均值为12.76米。
由于室内渗透试验受取土代表部位及试验办界条件的限制，导致室内渗透系数偏低。
在基坑降水设计时，以现场抽水试验得出的渗透系数作为基坑降水设计的依据，1-4层综合渗透系数K=0.72m/d（8.33×10-4cm/s）。
基坑各土层的平均厚参照勘测报告相关内容。
1计算参数：
（1）主楼降水区域面积为1590m²，车库降水区域面积为4370m²；
（2）降水深度应达到基坑底部最低标高下1000mm、对电梯井等深度以1.5米计算。
则车库降低水位为-10.05米、主楼降低水位-13.05米；
（3）含水层厚度平均取16.85米；
（4）主楼井管有效工作长度为6.5米，车库井管有效工作长度5.6米；
（5）抽水井井内半径r=0.3m，透水系数为K=0.78m/d；
（6）因4-2层渗透系数较小，本设计中取4-2为相对隔水层。
4-1层及以上各层为潜水层。
2降水区假想半径：
车库：
=37.3米
主楼：
=22.5米
3抽水影响半径：
式中：
┄┄表示降水影响半径
S┄┄表示基坑水位降深
K┄┄表示渗透系数
H┄┄表示含水层厚度
车库：
=2×7.35
51.20米
主楼：
=2×10.35
72.10米
4降水区域总涌水量：
车库：
（非完整井）
主楼：
（完整井）
┄┄┄基坑计算涌水量（m³/d）
┄┄┄表示含水层渗透系数（m/d）
┄┄┄潜水含水层厚度（m）
┄┄┄潜水含水层厚度与动水位以下的含水层厚度的平均值（m）
┄┄┄引用影响半径（m）按
┄┄┄基坑换算半径
┄┄┄表示滤管有效工作长度
车库：
=108.52/0.415=261m³/d
主楼：
=381.52m³/d
5管井的出水量计算：
根据群井抽水理论，由下列公式确定单井排水量
车库：
=56.05m³/d
车库共计31口井，所以56.05×31=896.8m³/d＞261m³/d能满足要求
主楼：
=41.1m/d
主楼40口井，所以41.2×40=370.8m³/d≈381.52m³/d，基本能满足要求。
5施工准备
1测量放线
测量放线依据现场红线桩为基准，±0.000标高采用精密测距仪和经纬仪，并根据井点布置图放线定位。
放线经复核后报监理部门确认方可进行施工。
2施工用电、用水配置
1）施工用电直接从配电房接入、315kVA能完全满足降水用电负荷，前期抽水施工用工没有接通时，采用300kw发动机发电。
2）依据用水设备和施工经验，需用水量5～10立方米/小时直径50毫米管，就能满足施工用水。
3打井机械及井点设备
打井机械可根据工期要求变更。
井点设备是由井点管、连接管、排水主管及抽水设备等组成。
具体如下:
表5.1机械设备一览表
序号
设备名称
规格
单位
数量
1
电焊机
BX1-315F-3
台
4
2
钻机
200型
台
4
3
潜水泵
出口直径100mm
套
80（备用9台）
4
动力总配电箱
200A
个
1
5
动力分配电箱
100A
个
5
6
弯联管
2×4×1.5
根
55
8
泥浆泵
个
3
4抽水设备的型号
本工程抽水设备采用国产的潜水泵，型号为QX6～18～0.75，功率为0.75kw、扬程18米、流量为6m³/h。
口径为38mm。
表5.2主要材料用量表
序号
材料名称
规格
单位
数量
备注
1
滤管
Φ360
节/1.5m
600节
2
井管
Φ360
节/1.5m
300节
3
滤料
1-3mm
吨
1450
4
PPR排水管
Φ250
m
850
5人员的组织及安排
（1）降水组织机构
项目经理
现场负责人
技术负责人
机械班组
降水班组
钻井班组
水电班组
降水质量员
现场安全员
施工测量员
图5.1降水组织机构图
（2）劳动力安排
表5.3劳动力人员安排一览表
施工队长
测量员
水电工
机械工
钻井工
降水工
1人
2人
3人
4人
20人
8人
6工期安排
计划2016年2月16日开始施工降水井，抽水时间至地下车库底板混凝土全部浇筑完成后，进行封井，降水工期计划至2016年5月底。
表5.4降水井施工计划表
工期
分项
进度计划（天）
打井
洗井
安装排水管线
安装抽水控制线路
抽水开始至结束
正常抽水至车库底板混凝土施工完成为止
6施工工艺
预制砼降水管进场
图6.1降水施工工艺流程图
1测量定位：
按施工图放出井的中心点。
正常情况下井位偏差不宜大于0.5米，因障碍物影响偏差过大时，应验算不利点降深。
井位应设立显著标志，必面时用钢纤打入地面以下300mm，并灌石灰粉作标记。
2钻孔定位：
以定好的井位点为中心，800毫米为直径作圆，向下开0.50米作为井口。
深度以见原状土为准，确认无地下管线及地下构筑物后放护筒，护筒外侧填粘土封隔好表层杂填土，以防钻井冲洗液漏失。
3桩机就位：
桩机就位时需用水准仪找平，做到稳固、周正、水平，以保证钻进过程中的钻机稳定。
起落钻塔必须平稳、准确。
钻机就位偏差应小于20mm，钻塔垂直度偏差应小于1%。
4钻井：
钻进过程中要随时观察冲洗液的流损变化，水的补充要随冲洗液的流损情况及时调整，一般应保持冲洗液面不低于井口下1米，当钻遇卵石层，冲洗液大量流失时，应加大补水量，必要时应投入适量的泥土形成一定粘度的泥浆以控制冲洗液漏失，防止塌孔事故。
在以粘土为主的地层中钻井时，由于钻井自造浆较稠，钻进效率低，此时可排走一部分泥浆，补充清水，调整泥浆密度到适宜状态。
钻进中发现塌孔、斜孔时应及时处理。
缩孔时应经常提动钻具修扩孔壁，每次冲击时间不宜过长，防止卡钻，用反循环钻机向下钻孔，钻至要求深度。
1）反循环是将压缩空气通管路送至气水混合室，使其与钻杆内的水掺混，从而形成比重小于１的掺气水流。
在钻杆外侧水柱压力的作用下，钻杆内掺气水流挟带泥浆不断上升，将泥浆水排出井外。
2）钻进时要不断向孔内大量供水，使孔内水位高出地下水位，利用水位差所产生的静水压力保持孔壁稳定。
3）从加接钻杆的数量和入水深度判断钻进深度。
4）估摸达到设计深度并深入0.50～1m时，停止钻进。
5换浆：
钻孔至设计深度后（一般应大于设计深度的0.5～1.0米），反循环钻进应将钻头提高0.5米左右，然后注入清水继续启动反循环砂石泵替换泥浆，冲击钻则用抽筒将孔底稠泥掏出，并加清水稀释，直到泥浆密度接近1.05g/cm³，粘度为18～20s。
现场观察一般以换浆后泥浆不染手为准。
替浆过程中，应按排泥浆的清运或排放工作。
6下管：
1）检查井管有无残缺、断裂及弯曲情况。
2）将底层管堵与第一节井管公母接口接上，在外对称放上三根竹枇，用铁丝固定两圈。
3）将提升用钢丝绳一头固定在井字架上，另一头套住管堵凹槽稳定后下降。
4）使井管居于井孔正中，避免倾斜，并固定。
5）下降第二节井管时，注意连接的公母接口，动作要轻缓，不能猛降猛放。
6）井管安放应力求垂直并位于井孔中间；管顶部比自然地面高500mm左右。
井管过滤部分应放置在含水层适当的范围内。
7填料：
安装完井管后，在无砂滤水井管外侧与井壁之间填砾料。
1）砾料应缓慢填入，防止冲歪井管，一次不可填入过多。
2）接近井口1.50米处，用粘土封严，以防地面水、雨水流入
3）井管下入后，及时在井管与土壁间填充砂砾填料。
粒径应大于滤网的孔径，一般为3～8mm的细砾石。
砂砾滤料必须符合级配要求，将设计砂砾上、下限以外的颗粒筛除，合格率要大于90%，杂质含量不大于3%；不得用装载机直接填料，应用铁锹下料，以防分层不均匀和冲击井管，填料要一次连续完成。
8洗井：
冲击成孔的降水井一般都采用泥浆钻进，洗井应在下管填砾后8小时内进行，以免时间过长，影响降水效果。
1）将空压机空气管及喷嘴放进井内，先洗上面井壁，然后逐渐将水管下入井底。
工作压力不小于0.7mpa，排风量大于6m³/min，
2）管周围填砂滤料后，安设水泵前应按规定先清洗滤井，冲除沉渣。
一般采用压缩空气洗井法，其原理是当压缩空气通到井管下部时，井管中为气水混合物，密度小于1，而井管外为泥水混合物，密度大于1，这样管内外就产生了压力差，井管外的泥水混合物，在压力差的作用下流进管内，于是井管内就变成了气、水、土三相混合物，其密度随掺气量的增加而降低，三相混合物不断被带出井外，滤料中的泥土成分越来越少，直至清洗干净。
当井管内泥砂多时，可采用“憋气沸腾”的方法，即采取反复关闭、开启管上的气水土混合物的阀门，破坏井壁泥皮。
在洗井开始30min左右及以后每60min左右，关闭一次管上的阀门，憋气2～3min，使井中水沸腾来破坏泥皮和泥砂与滤料的粘结力，直至井管内排出水由浑变清，达到正常出水量为止。
洗井应在下完井管，填好滤料，封口后8h内进行，一气呵成，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化，难以破坏，影响渗水效果。
9安装抽水控制线路：
潜水泵在安装前，应对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查。
检验电动机的旋转方向，各部位螺栓是否拧紧，润滑油是否加足，电缆接头的封口有无松动，电缆线有无破坏折断等情况，然后在地面上转3～5min，如无问题，始可放入井中使用。
深井内安设潜水电泵，可用绳索吊入滤水层部位，带吸水钢管的应用吊车放入，上部应与井管口固定。
设置深井泵的电动机座应安设平稳，转向严禁逆转（宜有逆止阀），防止转动轴解体。
潜水电动机、电缆及接头应有可靠的绝缘，每台泵应配置一个控制开关。
主电源线路沿深井排水管路设置。
安装完毕应进行试抽水，满足要求后始转入正常工作。
潜水泵安装智能控制开关，设置水位控制标高，水位达到控制高度后，启动自动抽水及停止装置系统，确保智能抽水。
10排水管布置
基坑东西两侧在地面预埋Ø250mmPPR排水主管道，埋深大于50cm,坡度0.4%。
基坑内安装Ø250mmPPR排水管，将降水井的水抽至排水管引至集水井内，再抽往排水主管道排至市政雨水管。
见附图2。
降水井排水方法：
第一种方法在土方开挖阶段时，采取基坑内挖多个临时集水坑的方法，将降水井的井水抽排至集水坑，再抽至地面排水管引至市政雨水管。
：
第二种方法在土方开挖完成后，基坑内周边砌筑排水沟（300*300mm），将降水井的井水抽排至排水沟内，再抽至地面排水管引至市政雨水管。
11封井：
在基础混凝土垫层施工前加工防水钢套管。
钢套管采用热轧无缝钢管制作，套管高度不小于混凝土底板与垫层厚度之和。
在套管外侧焊接止水外环，套管内侧采用型号相符的管法兰焊接止水内环，并将螺栓焊接在管法兰上，螺栓丝头朝上。
在施工基础混凝土垫层时，将防水钢套管预埋于混凝土垫层中，将降水泵穿过防水钢套管进行降水。
当可以停止降水时，取出降水泵，对降水井底部采用级配砂石进行回填，上部采用干水泥回填至钢套管止水内环处。
对钢套管止水内环采用法兰盖加橡胶密封垫进行封堵，钢套管上层浇筑防水混凝土。
封井采取在井管内先注浆后灌混凝土的封堵方法，基本操作顺序及有关技术要求如下：
（1）当本基坑外的基坑挖至设计标高后，在基坑底开挖面以下10cm处，在井管外焊一止水板，止水板外圈直径Ø500mm。
（2）降水运行结束，封井前先预搅拌1.50m3左右的水泥浆，水灰比0.5。
（3）井管内下入注浆管，注浆管的底端进入到离井底2.00m左右。
在注浆管的下部设置一个压板，与注浆管连接并由注浆管送入井内。
（4）正式注浆前井管口用铁板封死，然后开始注浆，注浆的目的是尽可能将水泥浆通过滤水管注入含水层中。
（5）注浆完毕，水泥浆达到初凝的时间后，抽出井管内残留的水。
并及时观测井管内的水位深度或标高。
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。
（6）当判定已达到注浆的效果后，打开管口的铁板；然后向井管内灌入混凝土，混凝土的灌入高度，与基坑底板混凝土面一样高。
混凝土灌注结束，及时观测井管内水位的变化情况，以判断封堵的实际效果。
（7）待井管内混凝土的龄期能符合要求，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。
（8）井管割去后，在管口要用铁板封焊，管口低于基底混凝土面以下10cm左右。
管口焊封后，用水泥砂浆将孔洞填入抹平，封井工作完毕。
（9）井管止水处理，在浇灌垫层前，首先将垫层以上降水砼管外壁清除，内插φ273*6钢管，其顶标高高出底板顶面400左右，其下端与降水井搭接长度0.50m，钢管缠绕麻丝，并用水泥封死；在底板中用两个半圆钢环焊在钢管外侧，形成止水翼环（厚6，内径273，外径573）焊缝要饱满，不得有缝隙，止水翼环共两道，上道位于底板顶面下200mm，下道位于底板底面100mm，上道止水翼环与下道止水翼环间距不小于300mm。
（10）降水井封井时间与方法：
封井具体时间由结构设计人员确定后进行封井，封井时于底板顶面下100mm处将钢管切断，底板顶4.0m以下用粗砂砾石回灌，然后用高标号素砼浇到底板顶面下100mm处，加焊钢顶板（厚6，直径261），焊缝要饱满，不得有缝隙，最后用微膨胀砼浇平，砼等级比底板砼高一个等级。
7质量要求和质量保证措施
7.1降水井质量要求
1井管必须直立于井中心，上端应保持水平
2井的顶角偏斜不得超过１度，以保证泵组上下井道通畅。
3无砂滤水管接口要用塑料布封堵。
4每打完一口井要用量井器测井深，以保证井深偏差≤20厘米。
5成孔孔径700毫米，偏差≤10厘米。
6吊放井管，检查管内外是否有杂物、粘土，以防影响透水性。
7洗井后的泥沙量控制在10％以内。
8作好成井工序交接检记录。
7.2降水过程控制
1在正式降水前应作抽水试验，以验证方案的可行性，根据抽水试验结果选择泵的扬程流量，基坑开挖前至停止抽水时止，每天对地下水位进行观测记录，调整抽水速度及抽水量。
2在基坑开挖过程中，应随时观测基坑侧壁、基坑底的渗水现象，并查明原因，及时采取施工措施，在土方开挖及做护壁过程中，对通向基坑的废旧管沟进行有效封堵，并检查基坑外管网有无渗漏。
3在抽水维护期间，根据单井出水量确定开、关水泵的时间间隔，委派专业人员24小时轮流值班，保证水泵正常运转及井内水位。
现场准备多台备用水泵及零配件，以便及时更换或维修，注意保护井口，防止杂物掉入井内。
4发现基坑出水、涌砂，应立即查明原因，组织处理。
5降水开始时间为：
基坑土方开挖前不少于10天。
6降水时间持续：
上部结构的自重大于地下水产生的浮力后方可停止降水。
7.3降水工程质量保证措施
1降水管理
1）根据水位观测情况，控制降水井排水时间和时间间隔，控制真空泵抽水吸力度，应保证系统有足够的真空度。
2）安排三班人员日夜值班，进行排水降水控制操作、水位观测和数据记录。
3）在基坑开挖过程中，须密切注意真空效果，做好密封工作。
4）若因地下围护结构大量渗漏而引起坑外水位下降超过规定值时，应控制抽水力度或停抽。
5）暴露的降水井管四周要及时回填粘土封密
2施工技术措施
1）根据基坑围护图、地质资料和对基坑降水的设计要求，作好施工组织设计，并按施工组织设计要求认真准备。
2）对施工人员进行技术培训工作，充分了解关键部位的施工要求，精心施工，保证真空泵的抽吸作用和水泵的降水作用。
3）做好机井特殊结构的图样设计和工艺设计。
4）精心选用和确定施工用的各种材料和设备。
3生产设备准备
1）作好施工用的材料、设备和劳动力进场计划。
2）降水作业队应提前作好钢材、黄砂、水表、真空表、水泵、真空泵管路、管道阀门等材料采购及单井制造工作。
成井所用的构件、机械设备、材料必须隔天到场。
4质量措施
1）根据降水要求，严格按施工组织设计提出的施工方法进行施工，施工人员应对工人作好技术交底工作，施工过程中必须落实各项技术措施；钻孔时应根据水文地质条件和土层物理力学性质，合理选择钻井设备，正确制备泥浆，控制好孔内冲洗液面的高度和钻井进度，以防塌孔。
2）认真作好降水记录；坑外水位发生变化，应及时调整降水作业；
3）第一层支撑撑好后，降水井与支撑之间应有效固定，起依附作用，便于安全操作；挖土施工中，注意保护电缆和管路不受破坏；
4）挖土施工中，严防施工机械碰撞降水井。
井管应具有足够的抗压、抗拉、抗弯强度，以保证井管能承收井壁地层和滤料的侧向压力及井管的全部重量。
5）井管应无缺损、裂缝、弯曲等
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