地铁施工降水井施工方案.docx

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地铁施工降水井施工方案

成都地铁2号线二期工程（西延伸线）土建1标

降水井

施工方案

中铁二局股份有限公司

成都地铁2号线二期工程（西延伸线）土建1标项目经理部

二〇一〇年八月二十六日

第一章工程概况

1.1概述

新台子河站位于新台子河路与华润路交叉口，现状为徐州铜山汉特机械厂，站区周边现状均为低矮的老旧建筑，拆迁完毕后场地条件简单。

车站设于华润路西侧地块内，部分主体横跨规划育才路，为地下两层岛式车站，共设置3个出入口和4组风亭、2个安全出入口、1个冷却塔及1部无障碍电梯，其中1号风亭布置于西北象限地块内，1、2号出入口、2、3、4号风亭、1、2号安全出入口、3号线出入口的1号疏散楼梯间、无障碍电梯及冷却塔均设置于交叉路口西南象地快内；3号出入口为过街出入口设置与交叉路口的东南象限的地块内，另该出入口的2号疏散楼梯间也设置在该地块内。

车站外包总长393.5米，总建筑面积为17063m2，主体建筑面积13709m2，附属建筑面积3354m2。

本站采用地下两层岛式站台，有效站台宽度为11m,有效站台长度为118m。

车站北端设交叉渡线，车站南端设单渡线。

1.2工程地质和水文地质

1.2.1工程地质条件

1、外国语学校站地质概况

根据中国建筑西南勘察设计研究院提供的《成都地铁2号线西延线工程详细勘察阶段外语学校站岩土工程勘察报告》资料及招标设计图显示，车站内均为第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）地层覆盖，多为粉土、细砂和卵石土；地表多为第四系全新统人工填筑（Q4ml）杂填土和素填土。

本车站内特殊土为人工填土（杂填土）：

褐灰、黑等杂色，松散～稍密，稍湿，由碎石、砂土、砖瓦碎块等建筑垃圾组成，其间充填粘性土。

分布于地表，层厚1.5～4.0m。

该层土人为随意性大，均一性差，多为欠压密土，结构疏松，多具强度较低，压缩性高，受压易变形的特点。

综合判定，本工程场地稳定。

2、西区站地质概况

西区站地质情况与外国语学校站基本一致，从上至下为第四系全新统人工填筑（Q4ml）杂填土和素填土、第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）地层。

本车站内特色土为人工填土（杂填土和素填土）：

褐灰、灰黑等杂色，松散，稍湿。

由碎石、砂土、砖瓦碎块、卵石等建筑垃圾组成，其间填充粘性土。

分布于地表，层厚1.5～2.0m。

该层土人为随意性大，均一性差，多为欠压密土，结构松疏，多具强度较低、压缩性高、受压易变形的特点。

该层埋深浅，车站明挖施工时易垮塌，建议在车站开挖前应对其进行支护处理。

1.2.2水文地质条件

地下水主要为卵石土层中的孔隙潜水：

第四系孔隙水主要赋存于全新统（Q4），砂卵石土层含水丰富，为孔隙潜水。

场地内地下水具有埋藏浅，季节性变化明显，受降水影响大，水位西北高东南低。

根据区域水文地质资料，成都地区丰水期一般出现在7、8、9月份，枯水期12、1、2月份，以8月份地下水位埋深最浅，其余月份为平水期。

在天然状态下，区内枯水期地下水位埋深3.0～5.0m；洪水期地下水埋深2.5～4.0m。

根据区内地下水位动态长期观测资料，在天然状态下，水位年变化幅度一般在1.0～3.0m之间。

场地地下水及地表水对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。

1.3降水目的及方法

为保持人工挖孔桩施工以及基坑开挖时基底干燥，在人工挖孔桩、土石方开挖期间利用降水井对基坑进行降水作业，确保在人工挖孔桩施工时桩底在地下水位以上，土方挖运时基底干燥，满足施工要求。

本工程采用深井管井降水法。

在基坑开挖及围护桩施工前，原则上沿基坑两侧布置两排纵向降水井。

车站施工期间采用管井坑外降水，降水井直径为φ300，沿车站及区间两侧梅花形布置，单侧井间距离25m。

挖孔桩施工期间，应保证地下水位降至桩底下1m处,基坑开挖应保证地下水位降至基坑底部下0.5m。

1.4编制依据

1、国家现行有关设计规范、技术规范、施工及验收规范、质量检验评定标准、技术标准、规程及相关法规、条例等；

2、《成都地铁2号线二期工程（西延伸线）外语学校站、西区站、犀浦站～西区站～外语学校站区间地质勘察报告》；

3、《成都地铁2号线二期工程（西延伸线）外语学校站、西区站、犀浦站～西区站～外语学校区间施工图设计》；

4、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

5、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）；

6、《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）；

7、《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）；

8、《建筑现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-05）；

9、《建筑施工手册》第四版；

10、成都市在安全文明施工、环境保护、交通疏解等方面的规定。

第二章降水方案设计

2.1施工降水方案概况

施工降水采用深井管井降水，井孔为钢丝绳冲击钻成孔，间距25m,孔径600mm，西区站井深为30m、明挖区间井深22.5m、外语学校站井深27.5m。

井管由多节钢筋混凝土管组成，内径300mm，外径360mm，每节长度2.5m。

明挖区间井管上部5节井壁管，下部3节滤水管和1节沉砂管，管高出地面200mm；滤水段由φ300mm满布滤水孔的钢筋砼管，以及其外包的铁丝网、密网和疏网滤砂透水层组成（详见下图管井大样图）。

井管吊放好后沿井管周围均匀投放滤料，滤料为直径8～10mm的碎石，滤料填至井口下1m左右时用粘性土填实夯平。

图2-1明挖区间降水井管大样图

西区站井管上部7节井壁管，下部4节滤水管和1节沉砂管，安装及投料方式与明挖区间相同。

图2-2西区站降水井管大样图

外语学校站井管上部6节井壁管，下部4节滤水管和1节沉砂管，安装及投料方式与西区站相同。

图2-3外语学校站降水井管大样图

2.2基坑涌水量计算

2.2.1参数选择

根据《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》的规定，采用条形基坑完整井出水量计算公式：

式中：

Q—基坑涌水量，m3/d；

K-渗透系数，西区站k＝20.0m/d，明挖区间及外语学校站k＝25.0m/d；

L-基坑长度，西区站L=236m，明挖区间L=304m及214m，外语学校站L=178m；

B-基坑宽度，西区站B=35m，明挖区间B=24m，外语学校站B=18.5m；

H-含水层厚度，西区站H＝17.7m，明挖区间H＝20m，外语学校站H＝15m；

S-静止水位至基坑底的距离，西区站S＝9.5m；明挖区间S＝3.5及8.5m，外语学校站S＝7.5m；

R-影响半径，；西区站R＝358m，明挖区间R＝157m及380m,外语学校站R＝250m；

由于基坑类型类似于完整井，坑底位于含水层内，基坑涌水量按1.5系数考虑：

西区站：

Q=12558m3

成灌铁路并行终点～西区站：

Q=21722m3；

西区站～外语学校站明挖区间：

Q=16630.5m3；

外语学校站：

Q=10542m3。

2.2.3受降水漏斗影响高差计算

本工程降水井形成井点系统，考虑群井效应的有利影响（各个单井水位降落漏斗彼此发生干扰，产生群井效应，单井涌水量比计算的要小，但总的水位降低值大于单井抽水时的水位降低值），将两个降水井之间的中心点处视为水位最高点，计算受降水漏斗影响的降水高差。

由于降水漏斗的降落曲线以降水井为中心向外扩散，与降水井对比处于等半径位置时降落曲线高程一致。

△h=I×L1=1.2m

I—水力坡度，一般取0.1。

L1—井管壁至基坑或相邻两井间中点的水平距离（m）。

即降水时的水位最高处比降水井处水位高1.2m,要求降水深度≥基坑深度+△h。

实际布设降水井深度均满足要求。

2.3降水井计算

1、单井理论出水量计算

单井的出水量按下述管井经验公式计算：

；

rw—单井滤管半径（m），本工程井管直径0.3m，rw＝0.15m；

L—滤管长度（m），进水长度为10m或7.5m；

西区站：

q=1535.0m3/d；

明挖区间：

q=1240.1m3/d；

外语学校站：

q=1653.5m3/d。

2、水泵选择

根据基坑涌水量、单井出水量的计算结果及设计降深，选用QS40-32型潜水泵。

水泵流量，扬程32m，电机功率5.5kW，日抽水量为40×24＝960m3/d。

抽水过程中，每井一台水泵，带吸水铸铁管或胶管，配上一个控制井内水位的自动开关，在井口安装75mm阀门以便调节流量的大小，阀门用夹板固定，井点系统预留6～8台水泵备用。

3、降水井数量计算

；

Q—基坑总涌水量；

q—单井出水量，由于管井理论出水量高于水泵出水量，以水泵出水量为准计算。

外语学校站：

n=12，为保证降水效果，实际设置23口。

西区站：

n=15，为保证降水效果，实际设置21口。

成灌铁路并行终点～西区站：

n=25，实际设置26口。

西区站～外语学校站明挖区间：

n=18，实际设置18口。

考虑群井效应及降水漏斗影响，根据《建筑基坑支护技术规程》和成都地区降水施工经验，深基坑降水井间距一般不超过30m，综合本工程特点及现场、周边环境条件，原则上降水井沿基坑两侧对称布置（见附图降水井施工图）。

基坑两端在超出至少3m位置布设降水井，使整个降水井系统形成封闭，满足降水要求。

由于明挖段基坑边线外人工挖孔桩施工工作面1.5m，同时降水井成孔会对土体造成扰动，为确保挖孔桩施工的安全，防止被扰动土体坍塌，降水井边距离挖孔桩边距离需0.5m，加上降水井本身直径0.6m，降水井井位距离基坑边线≥2.3m，如场地条件允许，降水井尽量靠近施工围挡布设，减少对施工场地、施工道路的影响。

同时降水井的布设还必须考虑门式起重机的走行和地下管线的走向，如降水井位置测放出来后与地下管线和门式起重机的走行线重合，则调整降水井的井孔位置。

潜水泵通过排水管将水直接排在沉砂池中，水经沉淀后排入市政雨水管道。

2.4观测井布置

为确保降水施工的顺利进行，设置观测井对降水效果进行观测，确定实际的土层渗透系数。

根据车站站位特点、施工围蔽以及地下水流向情况：

1）车站中间部分为降水水位较高的区段；2）观测井设置需要有足够的场地（最后观测孔与主井间距≥30m）；3）观测井需要与地下水流向平行或垂直线上布置，本站地水位为西北高东南低，即地下水流向为自西北至东南。

根据相关技术规范要求及成都地区经验，定取砂卵石层土中观测井与主井的间距。

其中，外语学校站共设置两个观测井，第一孔与13#降水井的间距为15m，第二孔与第一孔的间距为20m，最后观测孔与主井间距为35m，满足要求。

2-4外语学校站降水井布置图

其中，两端明挖区间分别设置两个观测井，第一孔与7#（4#）降水井的间距为15m，第二孔与第一孔的间距为20m，最后观测孔与主井间距为35m，满足要求。

2-5成灌铁路并行终点～西区站降水井布置图

2-6西区站～外语学校站降水井布置图

其中，西区站分别设置两个观测井，第一孔与5#降水井的间距为15m，第二孔与第一孔的间距为20m，最后观测孔与主井间距为35m，满足要求。

2-7西区站～外语学校站降水井布置图

2.5地面沉降

场地地下水主要赋存于第四系砂卵石层中，降水后地面有一定量的沉降，由于卵石在地层中起着骨架的作用，所以降水后含水层产生的沉降不是很大，按经验地面最终沉降量为2-4cm。

降水过程应保持连续降水，即在结构抗浮措施未发挥作用前降水井保持连续工作，并且加强观测监控，依照反馈数据及时调整降水措施。

2.6其他降排水施工措施

沿主体结构基坑的桩顶冠梁上，设挡土墙，墙体高度高出地面20cm，防止地表水流入基坑。

基坑土方开挖过程中，当由于下雨等原因造成基坑表面积水时，应加大降水力度，确保满足挖孔桩及基坑开挖要求，并在基坑内采用挖排水沟、集水井的方法积水，然后用水泵将水抽出。

第三章施工方法与施工组织

3.1技术要求

基坑工程施工降水的要求很高，如果不把地下水位控制在基底