降水方案725终版文档格式.docx
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本工程场地在深度45.0m范围内的地层主要为第四系堆积物，即有全新统人工填土（Q4ml）。
冲击（Q4al）黄土状土。
上更新统冲击（Q3al）粉质粘土夹薄层中更新统冲积（Q2al）粉质粘土和中砂组成。
场地地层从上到下综合描述见下表。
地层物理力学指标见下表。
表1－1地层岩性描述表
土层编号
土层
名称
范围值（m）
岩性描述
层厚
层底深度
层底高程
颜色
状态
密实度
包含物及其他特征
1-1
杂填土
Q4ml
0.4
～
1.3
398.36
400.55
浅褐色
∕
稍密
主要为粘性土夹大量碎砖渣、砼块、植物根系等，以砼路面为主，岩性不均。
1-2
塑填土
0.3
0.8
1.2
399.35
399.87
深褐色
以粘性土含少量植物根系、炭渣组成，岩性不均。
2-1
黄土状土
Q4a13
7.3
10.9
8.6
11.8
388.63
392.48
黄褐色
可塑
孔隙发育，个别虫孔被褐色粘性土团块充填。
含铁质、云母片等具湿陷性局部夹薄层中砂。
压缩系数平均值a=0.14MPa-1，属中压缩性土，IL=0.35。
2-5
中砂
Q4a15
0.7
2.9
灰黄色
中密
稍湿，砂质纯净，级配不良。
主要成分为石英、长石、云母及少量暗色矿物，呈透镜体状分布。
局部为粗砂。
标贯击数平均值N=19击。
3-4-1
粉质粘土
Q3a11
4.3
6.8
15.0
17.8
372.52
378.21
孔隙发育，含铁锰质、云母片、钙质结核等。
不具湿陷性，局部夹多层中粗砂。
压缩系数平均值a=0.11MPa-1，属中压缩性土，IL=0.34.
3-8
粗砂
Q3a15
0.5
5.9
密实
饱和，砂质纯净，级配较好。
主要成分为石英、长石、云母及少量暗色矿物。
局部含的圆硕，主要分布在3-4-1和3-4-2的粉质粘土中。
厚度变化较大，局部缺失。
标贯击数平均值N＞50击。
3-4-2
Q3a1
12.0
15.4
29.5
33.4
368.95
370.39
孔隙较发育，含铁锰质、云母片、钙质结核等。
压缩系数平均值a=0.20MPa-1，属中压缩性土，IL=0.51。
4-4
揭露最后
16.6
揭露最深
45.0
最深
高程
355.89
灰褐色
孔隙较发育，含铁锰质、云母片等。
压缩系数平均值a=0.17MPa-1，属中压缩性土，IL=0.33。
4-7
Q2a15
0.9
饱和。
砂质纯净，颗粒均匀，级配一般。
呈薄层状或薄层透镜体分布在4-4粉质粘土中。
图1－2
（1）部分地层地质纵剖面图
图1－2
（2）部分地层地质纵剖面图
表1－2各层岩土物理力学指标值表
图层编号
图层名称
时代与成因
含水率
重度
干重度
饱和度
孔隙比
液限
塑限
塑性指数
液压指数
压缩系数
压缩模量
湿陷系数
机床系数
渗透系数
W
e
L
P
IP
IL
a1-2
ES1-2
δS
KV
KX
K
（%）
（KN/㎡）
（MPa-1）
（MPa）
（MPa/m）
（m/d）
素填土
19.5
17.7
14.8
64
0.823
26.3
16.5
9.8
0.31
0.56
3.2
10
8
Z粘性土按5～10m/d
砂土类按25～35m/d
Q4al3
21.9
18.2
73
0.828
29.9
18
11.9
0.35
0.14
14.1
0.001-0.043
35
32
Q4al5
15.9
19.4
17.6
63
0.552
0.16
13.9
20.1
25.5
46
42
Q3al1
20.8
16.2
83
0.680
29.7
17.9
0.34
0.11
16.0
19.6
45
38
Q3al5
14.9
20.4
79
0.497
0.09
18.0
25.8
35.5
80
70
23.5
20.2
16.4
96
0.658
30.2
18.1
0.51
0.20
8.9
11.6
13.7
40
Q2al1
23.7
16.3
0.666
32.9
19.3
136.
0.33
0.17
10.0
11.2
14.6
15.3
20.7
Q2al5
15.2
81
0.507
0.10
14.3
24.5
27.3
31.3
75
导热系数
导温系数
比热容
土层承载力特征值
灌注桩侧摩阻力标注值
灌注桩端阻力标注值
围岩分类
直剪
三轴
（CU）
地基土对挡土墙基底的摩擦系数μ
静止侧压系数K0
土石可挖性分级
快剪
固结快剪
饱和快剪
λ（W/mK）
α（㎡/h）
C（Kj/kgk）
ƒak（kPa）
Qsik（kPa）
Qpk（kPa）
C（kPa）
ψ
（°
）
（°
C
（kPa）
/
Ⅵ级
14.0
0.53
Ⅱ级普通土
Q4aB
1.21
0.00165
1.46
150
36.0
24.0
34.0
25.0
17.0
19.0
0.28
0.45
0.79
0.00216
0.97
200
850
0.0
0.43
Ⅰ级松土
1.38
0.00208
1.17
180
900
30.0
23.0
0.30
0.32
300
95
2100
36.5
1.36
0.00174
65
38.0
21.0
28.0
2.00
0.00300
78
39.0
20.0
35.0
37.5
Ⅲ级硬土
4、水文地质
4.1地下水的赋存与补给、径流、排泄条件
（1）第四系孔隙潜水
该场地的地下水位第四系松散层孔隙潜水，含水层主要为第四系全新统及上更新统冲积粉质粘土夹中粗砂（局部含砾）。
（2）地下水位与含水层、隔水层的分布
地下水潜水位埋深15.8～17.4m，水位高程383.06～384.68m。
含水层厚度大于50米。
（3）地下水的补给、径流及排泄条件
本地区潜水补给来源主要来侧向径流补给、自大气降水入渗和灌溉水的入渗。
地下水的总体流向与地形一致，由东南向西北。
潜水的排泄方式为人工开采、蒸发及向下游径流等。
（4）地下水动态特征
一般7～9月份水位埋深最大，为枯水期，12月到次年的2月份为丰水期，水位埋深最小。
根据场地的水文地质特征，潜水位蒸发影响，夏季天气炎热，蒸发量大，水位埋深明显变大，7～9月降雨量增多，水位开始回升，冬季气候干燥，蒸发量减少，水位达到年内高水位。
本段主要分布在城乡结合部，为城镇居民聚集地，地下水位年内变幅在0.5～2.5m之间。
从区域动态资料分析，2000年之后该地区的水位开始下降，最近几年基本处于平稳状态，并略有回升。
水位下降的原因：
一方面此段地下水受沣河水源地开采影响较大，越靠近水源地中心，水位下降约明显；
另一方面在场地附近有民井，主要为城镇居民生活用水和小型工业生产厂家的生产用水，目前部分仍在开采使用中。
根据多年水文地质资料，该场地内最高水位398m（1965年），最低水位383m（2010年）。
4.2地表水与地下水、土的腐蚀性及评价
该场地环境类型Ⅲ类，该场地地下水、地表水对混凝土结构具微腐蚀性，在干湿交替环境下对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。
该场地水位以上土质对混凝土结构和钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
4.3抗浮、抗渗水位
停车场出入段的抗浮水位按398m考虑，其抗渗水位按396m考虑。
5、不良地质现象和特殊地质问题
5.1不良地质现象
（1）地震液化
拟建场地20.0m深度内主要由黄土状土、粉质粘土、中砂、粗砂组成，地下水位埋深15.8m～17.4m，水位高程383.06～384.68m，高水位按场地抗渗水位即396m考虑，则2-5层中砂和3-8层粗砂均属饱和沙土，均判为不液化。
（2）地面沉降
1）区域地面沉降
根据长安大学工程设计研究院于2010年3月提交的《西安市地铁三号线一期工程（鱼化寨～国际港务区）建设工程地质灾害危险性评估报告》中的资料，自2005年起，西安地区地面沉降的量级和速率得到一定的控制，新的沉降中心发生在高新技术开发区和曲江新区，最大的年沉降量发生从八里村移至西南郊的鱼化寨，出入段线位于新的地面沉降区域内。
从地理位置看，该地区具沣河水源较近，从动态资料分析，目前处于降落漏斗的东部接近边缘区，区域地面沉降主要与地下水的超量开采等有关。
2）与工程有关的地面沉降
由于地铁建设时，基坑开挖需要降水及周边建筑物的荷载会产生局部地面沉降，因此在基坑工程施工时要及时进行支护，做好实时监测，以降低因抽降地下水导致土体有效应力增加而引起的地面沉降或差异沉降。
5.2特殊地质问题
（1）湿陷性黄土
1）湿陷性土层分布
场地内1-2层素填土和2-1黄土状土具湿陷性，湿陷性土层主要分布在深度4.5m以上。
2）场地湿陷性评价
根据场地试坑和钻孔取样结果，地基土的自重湿陷系数δzs均小于0.015，拟建工程场地为非自重湿陷性黄土场地。
3）地基湿陷等级
地基湿陷量计算自天然地面算起，累计至湿陷性土层地面，湿陷量计算值为104～277mm，拟建场地为非自重湿陷性黄土场地，建筑地基湿陷等级Ⅰ级（轻微）。
（2）人工填土
停车场出入段西部为西晁村居民区和羽化工业园区内的建筑物；
东部进入富裕路，场地表层主要为砼路面，下部为路基垫层，以粘性土夹少量灰渣等碾压而成，稍密～中密。
填土厚度一般0.5～1.3m。
（3）地下空洞、黄土陷穴等
停车场出入段西部位于西晁村居民区，此段范围内存在一些村民的地窖、地下室及人为的空洞等。
6、地下管线
根据《管线调查报告》提供的资料进行施工。
四、降水井设计
根据基坑降水深度的要求、渗透系数、设备条件、经济比较，考虑到西安地区地层降水特点，及相邻标段降水经验，暗挖段采用井管井降水。
1、降水井管构造及降水设施
（1）井孔开挖直径为800㎜，井管选择直径为600㎜的砼滤管。
管外回填砾石至地面以下1.5米，上侧孔口部分用粘土填实。
回填时利用井管上设的对中线确保井壁四周填层厚度均匀。
井管构造如下图所示。
管井构造示意图
（2）深井泵：
选用电动潜水泵，扬程大于45.0m，流量20m3/h。
每井一台，带吸水铸铁管或胶管，每个降水系统准备2台备用泵。
（3）集水井与排水明沟：
井管內抽出的地下水排入集水井，经沉淀后，排入附近市政污水管网。
2、降水井井深选择及基坑涌水量计算
第一部分：
相关参数及计算公式
1、基坑降水长度L；
2、宽度B（包括降水井至隧道的间距）
3、降水深度s（取最不利条件）
4、含水层厚度H
5、渗透参数K（根据鱼化寨参数实际资料调整）
6、等待大井半径r0（
）η=1.09
影响半径R=R0+r0;
计算半径表
η表
7、降水井深H≥H1+h+iL+l
H1--井点管埋设面至基坑底面的距离；
h--基坑中央最低开挖面至降水曲线最高点的安全距离；
L--井点管中心至基坑中心短边距离或降水井分布范围内的等效半径；
i--降水曲线坡度，对环形或双排井点可取1/10～1/15，取1/10；
l--滤水管长度，取2.5m；
H≥H1+h+iL+l
8、总涌水量计算
总涌水量：
9、干扰井群单井降水量计算：
式中：
S0为井中应降水位降深；
n为干扰井群的井数
rw为降水井半径。
10、井点数量；
井点数量：
11、井点间距：
12、基坑排水量验算
基坑排水量Q排=n*q
Q排＞Q涌
13、基坑中心水位降深验算:
实际降深应大于设计要求
第二部分；
实际计算
参考本工程地质勘察资料，选取降水深度较大TCK0+197.97~TCK0+397.97
段进行施工降水计算。
其它段落参考此段进行降水设计施工。
本段200m,地面标高H=400.2m,基坑底标高H=382.025m；
地下水位H=384.68m。
1、井沿着隧道两侧布设,宽度B为25m（包括降水井至隧道的间距）。
2、降水s=4.5m（取最不利条件，参考设计纵段面图）
3、含水层厚度H=12.5m（井深28m，水位平均埋深向上1m为15.5m）
4、渗透参数K=10m/d。
（根据鱼化寨参数实际资料调整）
5、等效大井半径r0=1.09*（200+25）/4≈61m（
影响半径R=R0+r0;
=2*4.5*√（12.5*10）=100.6m;
现场取100
R=100+61=161m；
6、H=H1+h+iL+l=（400.2-382.025+0.2）+1.5+0.1*61+2.5≈28m
H实际=H+2=30m（实际钻井深度宜增加2m沉淀管长度）
7、基坑涌水量计算
依据《地下铁道轻轨交通岩土工程勘察规范》潜水井
完整计算公式：
基坑涌水量Q涌=
1.366*10*（2*12.5-4.5）*4.5/（lg161-lg61）=2989.6m3/h
8、干扰井群单井降水量计算：
Sw为井中应降水位降深；
根据地质勘察图，取10；
n为干扰井群的井数；
q=1.366*10*（2*12.5-10）*10/（lg（16118/6118-1*18*0.25））=203
经计算q=203m3/d
9、井点数量：
=1.1*2989.6/203=16
为保证降水施工的安全有效性，取n值为18
10、基坑排水量验算
基坑排水量Q排=n*q=18*203=3654m3/h
基坑涌水量Q涌=2989.6m3/h
11、基坑降水的降水深度验算
基坑中心水位降深，
X1,X2,X3,…Xn,各井距基坑中心距离。
H0=12.5-√（12.5*12.5-3654/（1.366*10）*（lg161-1/18*（12.5*25*…*100））
H=6.12m＞4.5m（取最不利条件，参考设计纵段面图）
实际降水大于设计满足要求。
第三部分；
降水井布设
根据本段工程与水文地质特点、支护结构类型、开挖方法及施工顺序等，进行降水作业。
井点，井点管距开挖施工边不小于5m，总管和井点布置在同一水平面上。
降水降至基坑底面下1~2m，取1.5m。
根据以上实际计算降水井总体布置为：
布井总数：
35个，井深平均按照30m；
井间距平均为25m。
在废水泵房两侧各增加1个降水井，降水井深度35m。
具体井点布置见附图。
五、降水施工
1降水井施工
（1）工艺流程
工艺流程详见下图。
（2）施工方法
1）施放井位
①降水井井位施放时必须详细调查核实场区地下管线分布情况，当无法确定时可采用人工挖探孔的方法，确认地下无各种管线后方可施工。
②为避开各种障碍物，降水井间距可作局部调整，降水井中心距围护桩外皮或隧道结构外皮≥5m，降水井间距25m左右，且降水井总量不得减少。
2）降水井成孔
为确保降水效果，减小洗井难度，所有管井采用旋挖钻机成孔。
井身结构误差要求：
井径误差±
20mm；
垂直度误差≤1%；
井深满足设计井深要求。
3）替浆及下管
下管前注入清水置换全井孔内泥浆，砂石泵抽出沉渣并测定孔深。
替浆过程中，安排好泥浆及渣土的清运工作。
井管采用无砂混凝土滤水管，在预制混凝土管鞋上放置井管，同时水位以下穿砂层时包缠一层60目尼龙网，缓缓下放，当管口与井口相差200mm时，接上节井管，接头处用尼龙网裹严，以免挤入泥砂淤塞井管，竖向用3-4条30mm宽、长2～3m的竹条用2道铅丝固定井管。
为防止上下节错位，在下管前将井管依井方向立直。
吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，为防止雨污水、泥砂或异物落入井中，井管要高出地面200mm，并加盖保护。
4）填滤料
井管下入后立即填入滤料。
降水井滤水管外的填料采用天然砂砾，粒径为3~5mm。
降水井洗井前应向井中投放粒径3~5mm的天然砾石，砾石高为0.4~0.6m。
填砾料时，滤料沿井管外四周均匀填入，宜保持连续。
要避免填料速度过快或不均造成滤管偏移及滤料在孔内架桥现象，洗井后滤料下沉及时补充滤料，要求实际填料量不小于95%理论计算量。
5）洗井
下管、填料完成后立即进行洗井，特殊情况如上路施工，成井-洗井间隔时间不能超过24小时；
可采用下泵试抽洗井，用潜水泵反复进行抽洗，直至水清砂净，上下含水层水串通，否则改用空压机由上而下分段洗井。
洗井过程中应观测水位及出水量变化情况。
6）抽水
开槽前的超前抽水时间不宜少于20天。
开始抽水时，因出水量大，为防止排水管网排水能力不足，可以间隔的逐一启动水泵。
抽水开始后，逐一检查单井出水量、出水含砂量。
抽水含砂量控制：
为防止因抽地下水带出地层细颗粒物质造成地面沉降，抽出的水含砂量必须保证：
粗砂含量<
1/50000；
中砂含量<
1/20000；
细砂含量<
1/10000。
当含砂量过大，可将水泵上提，如含砂量仍然较大，重新洗井。
连网统一抽降后连续抽水，不应中途间断，需要维修更换水泵时，逐一进行。
7）降水观测
降水期对地下水动态进行观测，并对地下水动态变化进行及时分析；
当地下水位急剧变化及时分析原因（如水泵损坏、地下含水构筑物突然破裂漏水或区域地下水位上升等），采取相应的处理措施。
2排水管路施工
（1）降水排水设计
该工程场地附近具备排水要求的既有市政排水主要管线有2条排水主管线、2条排水支管线，在不影响正常市政排水的条件下，可以为本站提供约20000m3/d排水量。
出水管、支管和集水管用单向阀连接，防止停泵时水倒流。
根据现场市政排水管布设特点，降水井出水排放采取分段汇集，经沉淀后，排入市政排水管道
。
集水管采用Ф300mmPVC-U管
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