降水施工方案Word下载.docx
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灰色、灰褐色、灰黑色，松散～稍密，饱和，混粘性土及淤泥，含少量贝壳，夹粉土簿层，层厚1.0～4.3m。
③8细砂：
灰色、灰黑色，松散～中密，饱和，含淤泥和少量贝壳，层厚0.9～2.0m。
③9中砂:
褐黄色、灰白色、浅黄色、灰色、黄色、褐灰色、灰黑色、黑色，松散～中密，很湿～饱和，混粘性土、淤泥，局部夹圆砾及卵石，含少量贝壳，层厚0.7～6.0m。
③10粗砂：
灰白色、灰色、褐黄色、灰褐色、红褐色、黄褐色、灰黑色，松散～中密，稍湿～饱和，夹粘性土及淤泥，局部含卵石及贝壳，层厚0.7～4.6m。
③11砾砂：
褐黄色、褐灰色、浅黄色、灰白色、灰黄色，松散～中密，饱和，夹圆砾，混粘性土，厚0.9～4.4m。
（4）坡洪积层
按照颗粒级配或塑性指标可分为⑤4粘土、⑤5粉质粘土2个亚层。
⑤4粘土：
灰白色、褐红色，硬塑，混砾砂，具高压缩性，层厚1.1～1.4m。
⑤5粉质粘土：
红褐色、褐红色、灰白色，硬塑～坚硬，具高压缩性，层厚0.6～4.7m。
（5）残积层
按照颗粒级配或塑性指标可分为⑥1砾质粘性土、⑥2砂质粘性土2个亚层。
⑥1砾质粘性土：
由混合花岗岩风化而成，黄色、棕黄色、灰白色，硬塑～可塑。
具中～高压缩性，层厚1.0～4.6m。
⑥2砂质粘性土：
由混合花岗岩风化而成，褐红色、褐黄色、灰白色、灰黄色、肉红色，软塑～坚硬，具中～高压缩性。
层厚0.6～17.7m。
（6）加里东期混合花岗岩
褐黄色、黄色、褐灰色、褐红色、灰白色、肉红色、灰黑色、青灰色，中细粒斑状结构，块状构造，主要成分为石英、长石、云母。
按风化程度可分为⑧1全风化混合花岗岩、⑧2强风化混合花岗岩、⑧3中风化混合花岗岩、⑧4微风化混合花岗岩4个亚层，分述如下：
⑧1全风化混合花岗岩：
岩芯呈土夹砂砾状，具中～高压缩性，厚度1.0～10.0m。
⑧2强风化混合花岗岩：
岩芯呈土夹碎块状，局部夹中等风化岩块，最大揭示厚度25.8m，仅在DK32+305～DK32+400内未揭露。
⑧3中等风化混合花岗岩：
岩芯呈碎块、短柱状，节理裂隙很发育，最大揭示厚度17.6m。
⑧4微风化混合花岗岩：
岩质坚硬，岩体成柱状，最大揭示厚度24.6m，仅在DK31+625～DK32+735、DK33+140～DK33+290内未揭露。
2、水文地质
本场地地下水按赋存条件分主要分为孔隙水与基岩裂隙水。
孔隙水主要赋存于第四系砂层及粘性土、残积层和加里东全风化混合花岗岩中。
基岩裂隙水主要赋存于混合花岗岩强～中等风化层中，略具承压性。
本次勘察期间地下水位埋深5.0～9.5m，水位高程3.06～7.07m，水位变幅0.5～2.0m。
主要靠大气降水补给。
素填土在本区中广泛分布，具弱透水性；
海冲积粘土、粉质粘土具弱透水性；
海冲积中砂层具中等透水性；
海冲积砾砂层具强透水性；
砂质粘性土具弱透水性；
全～中风化混合花岗岩具弱透水性，微风化混合花岗岩具弱透水性。
地下水对钢筋混凝土结构无腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
三、降水目的
根据岩土工程勘察报告：
本场地范围内的主要含水层是砂层、残积层及基岩，隧道结构顶距离厚砂层约0.3m~2.0m，隧道开挖施工使地下水透过洞顶砂层不断向洞身涌入，砂层结构松散，自稳性差，围岩分级为Ⅵ级，施工中易发生坍塌、涌水、涌砂等现象。
为使隧道在干燥无水的状态下开挖，并防止隧道开挖施工中发生涌水、流砂，在隧道开挖前需进行降水施工。
四、降水施工方案
本工程共设计降水井75口，其中明挖段～1#竖井有44口，设置于新湖路上的左右线隧道间，3#竖井～标段终点有31口，设置于宝安大道中间绿化带内。
降水井间距离为15m。
降水井设计采用管井降水。
井深因地层而定，对于明挖段～1#竖井区间地层较差地段，井深应为隧道底下6～7m，即21～25m。
对于地层较好，打井困难地段，井底深入中风化地层2～3m，即21～27m。
正式降水前先进行抽水试验，通过抽水试验测定单位出水量，再根据单位出水量确定降水影响半径，降水井位间距布设根据降水影响半径来确定。
1、抽水试验
本工程采用完整井稳定流抽水试验，采用一个抽水主孔，2个抽水观测孔。
抽水主孔设置在砂层较厚的钻孔SZM1-Zc-123附近（里程为CK31+842）。
2个观测孔分别布置在抽水主孔两侧，距离25m。
采用混合抽水试验。
2、抽水试验的主要技术要求
⑴多孔抽水试验：
观测孔距抽水主孔的距离（一个观测孔时）不得小于含水层厚度。
利用可满足要求的其他孔作观测孔时，观测孔在抽水试验时的最小降低值不得小于10cm，并且观测成果能同时应用多种公式进行计算。
⑵观测孔的要求
①观测孔应垂直地下水的流向进行布置，岩溶裂隙水应尽量在主要来水方向上布置观测孔；
②抽水试验观测孔的孔径和深度应符合以下要求：
a、基岩观测孔（含水层为基岩）可视含水层孔壁稳定情况采用深眼过滤器或深孔，口径不得小于110mm。
本工程口径设为300mm。
钻孔过程中基岩以上松散覆盖土层应下护壁管，护管应进入基岩0.5m。
b、观测孔孔深原则要求与抽水主孔同深，或者观测孔过滤器部分进入含水层不得少于含水层厚度1/2～1/3。
⑶观测孔过滤器类型选择
①第四系砂层、砾砂层、卵砾石层采用钻孔、垫筋、缠丝、包网、填砾过滤器；
②基岩裂隙水含水层，则视含水层孔壁稳定情况采用深孔过滤器或深眼（不放置过滤器）；
③岩溶裂隙水含水层，裂隙有充填物则视其充填物性质采用适宜类型的过滤器。
⑷抽水孔结构要求
①抽水主孔的孔径不宜小于300mm，本工程设为300mm；
②抽水主孔孔深以穿过含水层进入隔水层3～5m为宜；
③抽水孔过滤器要求：
第四系砂层、砾砂、砾卵石层含水层段应采用钻孔、垫筋、缠丝、包网、填砾过滤器；
钻孔孔隙率不少于20%；
缠丝间距视含水层颗粒级配而定一般为1.5～5.0mm；
包网规格为60～80目；
填砾料规格，现含水层颗粒级配而定，一般采用粗砂及2～6mm细砂或粗砂，砾砂混合料（含水层颗粒越细，砾料则选细级，含水层颗粒越粗砾料则可选粗级）。
基岩裂隙水含水层，视含水层孔壁稳定程度可采用裸孔或裸眼过滤器，岩溶裂隙水含水层则视裂隙充填物性质，选择适当的过滤器。
④抽水孔过滤器的安装要求：
a、当含水层厚度不大时，要求含水层全段安装过滤器；
b、当含水层为多层岩性一致含水层时，可采用分段安装过滤器，含水层用实管隔开（其管外仍应填砾）；
c、当含水层厚度大（一般>
30m），过滤器长度总和不得少于含水层厚度2/3,且过滤器应布设在含水层富水性强的孔段，含水性较差孔段可安装实管（外部仍应填砾）；
d、过滤器底部应被封底的沉淀管，沉淀管长度不得少于2m。
⑤抽水试验要求
a、抽水试验前应根据现场地地形坡度，含水层埋深，地下水流向和地表岩土层渗透性能等因素，正确确定排水方式和方向，以防止抽出的水渗入到被抽含水层中，影响试验成果；
b、抽水主孔过滤安装结束后，应进行彻底洗井。
若采用泥浆进，应采用活塞抽粒抽水联合洗井；
若为基岩裂隙水，应采用送水冲洗；
应洗通含水层，并达到水清砂净。
c、洗孔后应测斟止水位，稳定时间不得少于2h，且不得继续上升或继续下降；
受潮汐影响地段，需测出两个潮汐日周期（不少于25h）的最高、最低和平均水位资料。
d、为确定抽水试验的降深值以及对抽水试验设备及洗孔质量进行检验，故在正式抽水试验前应作试验性抽水，试验性抽水当作一次最大降深，稳定1～2h即可。
试验性抽水结束后应测量孔深，如含水层或过滤器被沉淀物埋置较多应进行捞渣。
e、稳定流正式抽水试验，一般应进行三个落程试验。
三次降深值为：
承压水最大降深（S3）宜尽量降压至含水层顶板，各次降深间距应均匀（即S2=2/3S3，S1=1/3S3）；
潜水最大降深宜等于含水层厚度1/3～1/2。
具备下列情况之一时，可作一次最大落程的抽水试验：
水量不大（q<
0.1L/s·
m）时；
含水层补给水量充沛，井孔涌水量大，抽水设备最大抽降能力小于1.0m时。
f、抽水试验动水位、涌水量、水温和气温观测
动水位与涌水量观测：
抽水试验主孔水位、涌水量及观测孔水位，观测应同步进行；
稳定流抽水试验抽水后，水位和涌水量波动较大，要求观测时间间隔短一些，然后逐渐加长时间，稳定后可采用固定间隔时间（30min）至抽水试验结束。
一般开始时间间隙采用：
1、3、3、3、5、5、5、5、10、10、10、20、20、20、30min。
水温及气温观测：
一般每隔2～4h观测一次。
抽水试验结束恢复水位观测：
稳定流抽水试验结束后，应立即进行恢复水位观测，观测间隔时间为：
1、1、3、5、5、10、10、10、15、20、20、20、30、40、40、40、60min，直至稳定为止。
g、抽水试验稳定标准
抽水试验过程中的水位和涌水量的历时曲线，不能有逐渐增大或减少的趋势；
多孔抽水试验，以最远观测孔水位达到稳定为稳定标准；
抽水主孔水位在稳定时间以内，水位波动值不应超过3～5cm，近海钻孔水位变化，应与海潮影响值一致或近于一致则可视为稳定；
涌水量在稳定时间以内波动，不超过正常涌水量的5%，可视为稳定，如果涌水量小时，可适当变宽其标准。
h、稳定流抽水试验的稳定延续时间：
粗砂、卵石含水层三次降深稳定延续时间为4、4、8h；
基岩裂隙含水层三次降深稳定延续时间为8、8、16h；
作一次最大降深的孔，则以最大降深延续时间为准。
i、抽水试验取样要求：
一般抽水孔应在抽水试验结束前采取分析水样；
近海地段抽水试验时，应每2h检测一次水中CL，若发现水中CL有不断增大的趋势，则抽水试验可视具体情况，缩短试验时间。
j、试验现场资料整理：
应及时绘制S-T、Q-T、S-Q曲线，以便及时发现问题及时处理。
抽水试验结束及时整理试验成果，作“钻孔抽水试验综合成果图”。
3、管井降水
⑴降水井平面布置
1#竖井～3#竖井区间共设置降水井44口，3#竖井～标段终点共设置降水井31口。
降水井平面布置如图5所示。
⑵降水井构造
降水井井管直径0.4m，泥孔径0.7m。
滤水层厚度0.15m，滤水层采用3~15mm级配碎石过滤层。
井管采用Φ16主筋+φ8螺旋筋制作。
管底用Φ400mm钢板封孔。
焊管外包两层滤网，内层滤网采用孔眼1×
1mm铁丝网，外层滤网采用孔眼5×
5mm铁丝网，用12#铅丝间隔0.5m扎紧。
管井详细构造见图2-3所示。
五、施工安排及施工计划
1、施工安排
明挖段～竖井区间44口降水井安排1台ZW—500型回转钻机由1#竖井向明挖段方向施工，3#～标段终点区间31口降水井安排1台ZW—500型回转钻机由3#竖井向标段终点方向施工。
2、施工计划
明挖段～竖井区间降水井施工计划于2008年4月10日开始，2008年4月30日完成。
降水运行计划于2008年5月20日开始，2009年5月10日结束。
3#竖井～标段终点区间降水施工计划于2008年4月30日开始，2008年5月20日结束。
降水运行计划于2008年6月5日开始，2009年3月10日结束。
3、施工进度指标
降水井成井1口/天.机。
六、降水井施工方法
1、施工准备
⑴定井位
根据设计图纸定出井位。
⑵泥浆池布置
泥浆池开挖前用切割机在新湖路上切缝，人工手持风镐采用风镐破除原路面砼。
为防止破坏地下管线，采用人工开挖泥浆池。
泥浆池设置两个，一个沉淀池，一个清水池。
泥浆池长×
宽×
高为3×
3×
1.5m=13.5m3，清水池长×
高为2×
2×
1m=4m3。
泥浆池布置在两口降水井之间，每个泥浆池供两侧共4口降水井循环使用。
泥浆池与降水井之间设置泥浆沟，泥浆沟宽0.4m，深0.4m。
钻孔时孔口泥浆通过泥浆沟流回到泥浆池，钻孔完成后回填泥浆池恢复原貌。
⑶降水运行阶段排水系统布置
降水运行在隧道开挖掌子面前30m进行，因此同时进行降水的井为2口，三级沉淀池长3m×
宽2.4m×
1m可满足排水要求。
每10口降水井设置一个沉淀池，降水井抽出来的水抽到三级沉淀池，经沉淀池沉淀后排入市政管道排水系统。
⑷施工、降水阶段电路系统布置
降水井施工线路长，降水用电采用上海东风30KW发电机，具有移动方便的特点。
2、施工工艺流程
本工程降水井平均深度25m，穿越砂、土层、风化岩层，因此所有管井采用回转钻机正循环成孔。
降水井施工工艺流程如下图所示。
图5降水井施工工艺流程图
3、施工方法及技术措施
⑴钻机就位
用水平尺校正钻机底座水平，并用铁丝把钻机固定在枕木上。
⑵成孔
用ZW—500型回转钻机正循环成孔，钻孔到设计深度后，注入新鲜泥浆置换全井孔内泥浆，砂石泵抽出沉碴并测定孔深。
替浆过程中，安排好泥浆及碴土的清运工作。
钻孔质量要求：
井身应圆正、垂直，并应符合下述要求：
①井身直径不小于设计井径；
②井身顶角偏斜不超过1°
⑶井管制作
井管钢筋笼采用在加工场内整体制作，井管滤网现场包裹。
⑷井管安装
井管人工抬运至钻孔旁，钻机整根吊装。
为保证井管安装位置准确，井管下放时应充分吊直，两人于孔口扶住井管缓慢下放，避免碰撞井壁，下放完成后使井管口高出地面不少于20cm。
⑸填滤料
井管下入后立即在井管及井壁之间填入滤料。
填滤料前先做好以下准备工作：
①井内泥浆稀释至密度小于1.1；
②检查滤料的规格和数量；
③备齐测量填砾深度的测锤和测绳等工具。
滤料为粒径3~15mm的级配碎石。
滤料应按设计的规格进行筛分，不符合规格的滤料不得超过设计数量的15%，且不含泥土和杂物。
回填时，滤料沿井管外四周均匀填入，并保持连续，避免填料速度过快或不均造成井管偏移及滤料在孔内架桥现象。
洗井后滤料下沉应及时补充滤料，要求实际填料量不小于95%理论计算量。
孔顶0.5m范围内用粘土回填夯实。
滤料数量按下式计算：
V=0.785（D2-d2）L*α
式中V—滤料数量（m3）；
D—填滤料段井径（m）；
d—过滤管外径（m）；
L—填滤料段的长度（m）；
α—超径系数，一般为1.2～1.5。
⑹洗井
洗井工作应在填滤料后立即进行，以防井壁泥质硬化，造成洗井困难。
采用深井泵抽水洗井，直至抽出的井水清洁无污浊。
洗井过程中应观测水位及出水量变化情况。
洗井时若出现井水中含有滤料，应停止洗井，检查原因并进行处理。
⑺试运行
正式运行之前进行试运行：
①降水开始前，所有抽水井统一编号。
②试运行之前，检查抽水设备、抽水与排水系统能否满足降水要求。
③每口井在第一次试抽水时，记录抽水的时间与单井出水量，然后测定动水位的深度，观测停抽后的水位恢复情况，当水位上升幅度相对较快时，断定洗井有明显效果，该井可作为正式降水井使用；
否则，重新洗井，直到满足要求为止。
⑻降水运行
降水运行设计的最终目的是尽可能以最小的抽水量达到隧道开挖安全施工的目的，使周围的环境影响降低到最小的限度，但抽水设备的能力必须可以随时启动，将下部承压水的水头降到隧道底板开挖面以下的能力。
①含水层地下水水位测量
降水运行时水位测量是控制降水是否达到目的的主要措施。
地下水水位测量通过常用的水位计进行测量。
降水运行时通过测量地下水位能够达到监控抽水系统工作状态。
一旦地下水位有异常变化，说明降水系统出现不正常工作，应立即检查降水系统。
②抽水量监测
降水井都安装流量表，每天应定时测定井的出水量。
根据运转的井的数量和时间确定每天抽取地下水的总量。
③监测资料现场整理、分析
降水运行过程中及时的将监测资料现场整理、分析并及时采取必须的措施是降水运行阶段的关键性工作，在现场将每天的监测资料汇总，绘制所有资料的相关曲线图，分析降水过程中可能出现的问题以预防不测。
⑼封井
主体结构完成后，立即封闭降水井。
封闭降水井采用黏土封闭。
4、管井质量检验
施工质量检验主要依据《建筑与市政降水工程技术规范》（1JGJ/T111-98）、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）与《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-2003）进行，质量检验标准见表3-1所示。
表3-1管井施工质量检验标准
序号
检查项目
允许值或允许偏差
检查方法
单位
数值
1
排水沟坡度
‰
1~2
目测：
坑内不积水，沟内排水通畅
2
井管垂直度
%
下管时目测
3
井管间距
≤15
用钢尺量
4
井管插入深度
mm
≤200
测绳测量
5
过滤砂砾料填灌
≤5
检查回填滤料用量
6
粗砂含水层出水含砂量
≤1/50000
实验测定砂水重量比
中砂含水层出水含砂量
≤1/20000
细砂含水层出水含砂量
≤1/10000
七、降水对周围环境的影响及预防措施
1、降水对周围环境的影响
在降水过程中，由于会随水流带出部分细微土粒，再加上降水后土体的含水量降低，使土壤产生固结，因而会引起周围地面的沉降。
本工程降水施工时对周围环境的影响主要是新湖路及宝安大道上的大量的地下管线及新湖路两侧的天然浅基础房屋。
2、预防措施
降水运行前对需保护的建筑物及管线埋设监测点，降水运行阶段通过对建筑物及管线的监测及时反馈信息，分析监测数据，及时采取必要的措施。
为防止或减小降水对管线及建筑物的影响，避免产生过大的地面沉降，必要时采取回灌技术。
降水对周围环境的影响，是由于土壤内地下水流失造成的。
回灌技术即在降水井点和要保护的建筑物之间打设一排井点，在降水井点抽水的同时，通过回灌井点向土层内灌入一定数量的水，形成一道隔水帷幕，从而阻止或减少回灌井点外侧被保护建筑物地下的地下水流失，使地下水位基本保持不变，这样就不会因降水使地基自重应力增加而引起地面沉降。
回灌井点与降水井点的距离不宜小于6m。
回灌水量可通过水位观测孔中水位变化进行控制和调节，通过回灌宜不超过原水位标高。
回灌水宜用清水。
用回灌井点回灌水能产生与降水井点相反的地下水降落漏斗，能有效地阻止被保护建筑物的地下水流失，防止产生有害的地面沉降。
八、设备、人员组织
1、设备组织
拟投入设备见表4-1所示。
表4-1管井施工投入设备表
设备名称
型号规格
数量
性能或用途
回转钻机
ZW—500型
2台
设计钻孔最大直径φ800mm。
泥浆泵
4ZS-12
4台
4吋吸砂泵，出水量80m3/h
作泥浆泵用。
供水软管
2.5吋
100m
施工供水
潜水泵
QY50-40-7.5
额定出水量40m3/h，扬程50m。
电缆线
6mm2×
3+3mm2×
8盘
每盘100m
配电盘
8套
7
硬质塑料管
5盘
8
钢丝绳
φ12mm
200m
2、人员组织
⑴组织机构
降水施工成立组织机构，组织机构图如下图所示。
设立降水施工项目负责人1人，钻机班组12人，电工班组5人，发电机班组5人，降水班组4人，全员27人。
降水施工组织机构图
⑵职责划分
项目负责人：
统一指挥，协调管理，全权负责工程降水的运行；
负责降水资料收集整理及数据分析；
负责地下水水位实时监控。
电工班组：
负责施工现场降水电路布置；
负责降水设备、电路系统的检查工作；
承压降水期间，24小时值班，确保供电系统正常；
电源切换时位于双向闸刀位置，接到发电机工的指令迅速切断电源。
发电机班组：
平时检查发电机工作状态，对发电机保养维修；
电源切换时在发电机所在位置，迅速启动发电机，待发电稳定后立即通知电工切换电源。
降水班组：
负责水位观测，原始数据采集；
24小时值班，保护抽水设备；
降水期间负责现场巡视，密切注意用电情况，一旦用电不正常立即通知电工和发电机工；
电源切换时位于各降压启动箱和分电箱位置，根据启动箱指示灯状态或电表状态随时合上开关并启动指定按钮。
九、降水运行管理
1、建立地下动态监测网
⑴监测目的
由于降水期较长，降水使场区地下水均衡关系发生较大变化，必然对周边环境产生影响。
为了较准确地掌握场区地下水动态变化，及时采取必要的处理措施，在降水工程实施的同时，建立地下动态监测网。
⑵监测重点
①施工对地下管线的影响。
②施工对新湖路、宝安大道路面及道路两侧建筑物的影响。
⑶监测点布置原则
①地面、建（构）筑物沉降观测点每隔10m左右设一个观测点。
②地下管线量测应按照点间距不大于10~20m适当布点进行量测。
⑷各监测项目安全、警戒及控制值
各监测项目的安全、警戒、控制值见表5-1所示。
表5-1监测项目安全、警戒、控制值表
监测项目
安全值
警戒值
控制值
地面、建（构）筑物沉降测点
10mm
20mm
30mm
对沉降敏感性高的地下管线沉降观测点，如煤气管
水平向10mm
竖向2mm/天
水平向15mm
竖向3mm/天
对沉降敏感性低的地下管线沉降观测点，如水管
水平向30mm
竖向5mm/天
水平向40mm
竖向8mm/天
2、备用
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