市政道路降水专项方案.docx
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市政道路降水专项方案
市政道路降水专项方案
采取施工降水措施,将地下水降至沟槽开挖面底部高程以下0.5~1.0m处再进行沟槽开挖和管道安装工作。
三、方案编制的依据
1.本工程的岩土勘察报告
2.本工程的施工图
3.《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ111-98)
四、降水方案选择
针对地下水的情况,我处根据下表及施工现场实际水位制定了以下几种降水方案(降水方案按地下水位降至沟槽开挖面底部高程以下约0.8m处设计降水方案)
表4-1地下水控制方法与使用条件
方法名称
土类
渗透系数(m/d)
降水深度(m)
水文地质特征
集水明排
杂填土、粉土、粘性土、砂土
7~20
5
上层滞水或水量不大的潜水
降水
真空井点
0.1~20.0
单极<6
合级>20
喷射井点
0.1~20.0
<5
管井
1.0~200
>5
含水丰富的潜水、承压水
截水
粉性土、粉土、砂土、碎石土、岩溶土
不限
不限
回灌
填土、粉土、砂土、碎石土
不限
不限
1、明沟、集水井排水
1.1、明沟、集水井工艺流程
当沟槽开挖不是很深,沟槽涌水量不大时,集水明排法是应用最广泛,亦是最简单、经济的方法。
明沟、集水井排水多是在沟槽的两侧设置排水明沟,在沟槽两侧每隔20m设置一个集水井,使沟槽渗出的地下水通过排水明沟汇集于集水井内,然后用水泵将其排出沟槽外。
明沟、集水井排水示意图如下:
1.2、明沟及集水井设置
排水明沟布置在管道基础边0.5m以外,沟边缘离开边坡坡脚应不小于0.4m。
排水明沟的底面应比挖土面低0.4~0.5m。
集水井底面应比沟底面低1.0m左右,并随沟槽的挖深而加深,以保持水流畅通。
1.3、槽壁土质复杂情况处理
当沟槽开挖的土层由多种土组成,中部夹有透水性能的砂类土,沟槽侧壁出现分层渗水时,可在沟槽边坡上按不同高程分层设置明沟和集水井构成明排水系统,分层阻截和排除上部土层中的地下水,避免上层地下水冲刷沟槽下部边坡造成塌方。
1.4、降水时间
明沟、集水井排水,视水量多少连续或间断抽水,直至基础施工完毕、回填土为止。
1.5、集水排放
从沟槽内集水井中抽出的水通过管道排至附近鱼塘或者小雁河中。
1.6、明沟和集水井回填
管道安装完毕后,明沟和集水井采用碎石回填,其他部位按正常的管沟回填。
1.7、排水不良地基处理
排水不良造成地基土扰动时,扰动深度在100mm以内,宜填天然级配砂石或砂砾处理;扰动深度在300mm以内,但下部坚硬时,宜填卵石或块石,并用砾石填充空隙并找平表面。
1.8、人员及主要设备配置
表4-2明沟、集水井降水施工主要设备配置表
序号
机械名称
型号
单位
数量
备注
1
柴油发电机
1500KW
台
2
2
电缆
橡胶套3*25+2
米
1500
4
污水泵
2.5KW
台
20
5
水管
2.5cm
米
1000
6
运输车
皮卡车
辆
1
表4-3明沟、集水井降水施工主要人员配置表
序号
人员配置
单位
数量
备注
1
现场管理人员
个
2
2
电工
个
2
3
操作人员
个
10
4
司机
个
1
2、井点降水
2.1、井点降水适用情况
当采用明沟、集水井不能满足现场降水要求时,根据施工现场实际情况及设计要求(当基坑开挖较深,基坑涌水量大),应选择井点降水方法。
即用真空(轻型)井点、喷射井点或管井深入含水层内,用不断抽水方式使地下水位下降至坑底以下,同时使土体产生固结以方便土方开挖。
本工程在沟槽开挖过程中遇到明沟、集水井降水措施不能满足现场降水要求时,降水方案拟采用轻型井点降水。
2.2、轻型井点降水布置原则
2.2.1、井点布置应根据基槽断面形状与底部宽度、地质和水文情况、工程性质、降水深度等而定。
当基坑(槽)宽度小于6m且降水深度不超过6m时,可采用单排井点,布置在地下水上游一侧;当基坑(槽)宽度大于6m或土质不良,渗透系数较大时,宜采用双排井点,布置在基坑(槽)的两侧,当基坑面积较大时,宜采用环形井点。
挖土运输设备出入道可不封闭,间距可达4m,一般留在地下水下游方向。
2.2.2、井点管距坑壁不应小于1.0~1.5m,距离太小,易漏气。
井点间距一般为0.8~1.6m。
集水总管标高宜尽量接近地下水位线并沿抽水水流方向有0.25%~0.5%的上仰坡度,水泵轴心与总管齐平。
井点管的入土深度应根据降水深度及储水层所有位置决定,但必须将滤水管埋入含水层内,并且比挖基坑(沟、槽)底深0.9~1.2m,井点管的埋置深度应经计算确定。
2.3、轻型井点降水工艺原理及特点
轻型井点降水工艺原理:
在地下水位以下的沟槽开挖前,在沟槽四周的土层中成孔,埋入带有过滤装置的井点支管,并在支管四周填砂,通过水平集水总管,将所有井点支管和置于地面的真空抽水机组连通,使地下水被真空抽水机组吸至地面而排除。
此种方法具有降水速度快,施工简便,安全可靠,水位方便控制等特点。
2.4、轻型井点设计
2.4.1、平面布置
道路管线工程施工图设计中,以污水管线开挖深度最深,地下水涌水量最大,故以污水管沟槽开挖做为本次轻型井点设计的对象。
由污水管道纵断面图可知,污水槽管沟槽最大开挖深度约为4.0m,开挖单元长度按照100m考虑,井点管布置在离污水沟槽开口线1m处的位置上,以防砂井露气,井点管的间距为1.5m,集水总管按抽水水流方向的0.25%~0.5%上仰坡度。
根据沟槽的深度不同,每台射流泵接总管长度为40m。
轻型井点降低地下水位结构布置示意图如下:
2.4.2、井点管埋设深度的确定
井点埋设深度应根据降水深度及含水层所在位置决定,一般须将滤水管埋入含水层内,并且比开挖沟槽底深1.2m以上。
井点管埋设深度按下式计算:
H≥H1+h+iL+I
式中:
H—井点管的埋设深度(m);
H1—井点管埋设面至沟槽底边距离;
h—沟槽中央最深挖掘面至降水曲线最高点的安全距离(m);一般为0.5~1.0m,人工开挖取上限,机械开挖取下限;
L—井点管中心至沟槽中心短边距离(m);
i—降水曲线坡度,单排环状降水取0.1;
I—滤水管长度(m),取1.0m。
则:
H≥(1+2+0.8+3)+0.5+0.1×(1+2+0.8+3+0.66)+1.0≈9.0m。
为安全起见,再增加1/2滤管长度0.5m,井点管露出地面高度0.2m,则井点管埋设深度应为9.7m。
2.4.3、沟槽涌水量计算
沟槽涌水量按以下公式进行计算:
Q=1.366K(2H-S)S/lg(R+r0)-lgr0
式中:
Q—沟槽涌水量;
K—土壤的渗透系数,本次设计取1×10-4cm/s,即0.15m/d;
H—潜水含水层厚度,约为8.0m;
S—沟槽水位降深,S=5.0+0.5=5.5m;
R—降水影响半径,按以下公式进行计算:
R=1.95S√KH
=1.95×5.5×√0.22×8=14.22m;
K—土壤的水平渗透系数,取0.22m/d;
r0—沟槽的等效半径,近似于矩形的沟槽等效半径按下式计算:
r0=√ab/3.14=√7.12×100/3.14=16.33m;
a、b—分别为污水沟槽沟槽的平均长、短边长度。
则Q=1.366×0.15×(2×8-5.5)×5.5/lg(14.22+16.33)-lg(16.33)
=43.8m3/d
2.5、材料设备选择
2.5.1、井点管
单根井点管长度为5m,采用管径为48mm,厚度3.0mm的镀锌钢管。
滤管长度为1.0m,采用管径为48mm,厚度3.0mm的镀锌钢管。
管壁上钻直径为18mm的孔,呈梅花形分布,管壁外包两层滤网,内层为细滤网,采用30~50孔/cm2的黄铜丝布或生丝布;外层为粗滤网,采用8~10孔/cm2的铁丝布或尼龙丝布。
为避免滤管淤塞,在管壁与滤网间用铁丝绕成螺旋形隔开,滤网外面再围一层8号铁丝保护网。
滤管下端放一个锥形铸铁头。
井点管的上端用弯管接头与总管相连。
2.5.2、连接管与集水总管
连接管用透明管或胶皮管,与井点管和总管连接,采用8#铅丝绑扎,应扎紧以防漏气。
集水总管用φ75~102钢管,壁厚为4.0mm,用法兰盘加橡胶垫圈连接,防止漏气、漏水。
2.5.3、抽水设备
抽水设备选用ZBL-9-60型真空泵。
2.5.3、供电及冲孔系统
供电系统:
380V的施工电源,拟采用1台50KW柴油发电机供应;
冲孔系统:
7.5KW高压水泵1台,冲管为φ40钢管,前部设圆锥形冲嘴,在冲嘴的圆锥面上设三个8mm的圆形喷水管。
2.6、施工工艺流程及主要施工方法
2.6.1、工艺流程
平场场地、清除地下障碍物→井点沟槽放线、开挖→安装埋设井点管→布设安装总管→井点管与总管连接→安装抽水设备→试抽与检查→正式投入抽水程序。
2.6.2、主要施工方法
1)井管槽开挖
施工场地平整后,按平面图放出污水管沟槽位置,在距沟槽开口线1m处,采用人工挖出井点槽位置,井点槽宽0.6~0.8m,井点槽必须挖至原土层。
当井管槽与地下管线相遇时,必须事前开挖样洞,确定其位置、口径、标高,做好标志,妥善保护,必要时进行加固,并与井管保持一定的距离。
2)井点管安装
井点管安装要点:
井管组装前进行检查。
清洗井点管,保持井点管清洁、无积泥等杂物,保持畅通;保证滤管孔眼无阻塞,滤网绑扎要牢固,铁丝形成整体点焊牢固,端部闷头应拧紧;各连结端的丝牙应完好,涂抹黄油。
组装好的井管应搁离地面,堆放整齐。
3)总管布置
总管连接用法兰对接,间衬4~5mm厚的橡胶垫圈或橡胶套箍和弧形钢夹箍将两总管夹紧,总管终端用套盖封塞。
总管和弯连管均应逐根检查,管内不得有泥砂和沉积物。
总管布设应稳固,连接处不得漏水、气,总管与泵体连接处宜保持水平,一般总管起点与进泵处按1/1000~1/500落水坡度直线排设,减少弯角。
根据实际需要井点总管要设置总管阀门。
4)井点管冲沉
根据本地区的土质情况,井点管采用冲枪成孔后,放沉井点管。
冲枪下端设有冲嘴,冲枪除设有直孔喷嘴口外,还设有斜向喷嘴口以加强扩孔能力,如发现冲孔困难,可在冲水管两旁加设压缩空气管助动冲孔,冲水管长度应比所沉放的井点管长1m,冲枪顶端用高压橡胶管连接高压水泵,使用压缩空气时,也采用橡胶管与空气压缩机连接。
冲沉管采用人工配合人字把杆竖立,对准孔位,垂直贴近土面。
启动高压泵将高压水压入冲枪从冲嘴中喷出。
扶持冲枪的操作人员应摆动冲枪作转圈状搅动,使土面形成圆孔后逐渐下沉,冲孔应不小于30cm。
井点冲孔要比滤管底深50cm以上,冲枪冲至要求深度后应停留在原位继续冲片刻,使底层泥浆随水浮出,减少泥浆沉淀。
关闭高压水泵,迅速提出冲水管并立即下沉井点管。
井点管应垂直居中放入孔中,下放过程中不能太快,在快到底前要用手压住管口,在把粗砂灌至滤网以上后才能放手,以免管中的水位与孔中的水位不一样而形成水压差,把泥浆压入管中,造成滤网堵塞,影响抽水效果。
井点管放至规定深度后,应吊住不放并加以固定。
随即倾入中粗砂均匀地灌入孔内,灌砂时可采用长竹竿在孔内上下抽动和轻摇井管,使粗砂灌到滤网管底部及其周围,灌砂时管口应封住以防粗砂灌入井管内部,灌砂高度应为地面以下1米左右,以上部位采用粘性封堵至与地面齐平,防止漏气及明水渗入。
待灌砂完毕后才能松掉井点管。
井管下沉后要立即上好活络接头,联接好塑料软管与接头短管,接头短管方向要与总管接头管方向一致。
井管下沉后,应及时进行检查,当砂灌入井孔时,应有泥浆水从管口冒出,或将水注入管内很快下渗,则该井管是畅通有效。
冲枪冲孔的工作压力可根据不同土质进行调整,一般为0.2~0.5Mpa。
进