XX地铁车站基坑降水方案文档格式.docx
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10.1.4沉降监测等级16
10.1.5监测周期16
10.1.6资料提交16
10.2含水层底部残留水处理16
10.3备用电源措施17
第11章应急预案17
11.1沉降超限应急方案17
11.2停电应急方案17
11.2.1备用电源选择17
11.2.2备用电源措施17
第12章降水工程的环境保护和处理措施18
12.1地面沉降防治措施18
12.2地下水资源保护18
12.3地下水污染防治18
第13章附图19
11.1附图一：
主体基坑围护结构总平面图19
11.2附图二：
地质剖面图19
11.3附图三：
降水井平面布置图19
11.4附图四：
疏干井结构大样图19
11.5附图五：
减压井结构大样图19
11.6附图六：
排水平面布置图19
XX站降水设计方案
第1章编制说明
1.1编制依据
1、《XX市轨道交通2号线一期工程XX站岩土工程勘察报告》；
2、《XX市轨道交通2号线一期工程XX站施工图设计》；
3、场地地形图；
4、《岩土工程勘察规范》（2009年版）GB50021-2001
5、《供水水文地质勘察规范》GB50027-2001；
6、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012；
7、《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ/T111－98；
8、《建筑工程机械施工现场供电安全规范》（GB50194–93）。
1.2编制范围
本方案涉及的工程范围为XX市轨道交通2号线一期工程XX站基坑主体降水，具体工程内容包XX站的降水井设计、施工、排水、维护、拆除等内容。
1.3编制原则
1、由于工程场地地层透水性强、地下水丰富。
因此必须以“安全至上、质量第一”为准则确保施工安全。
2、优先采用技术工艺成熟、施工效率高、成本较低、风险较低的降水方法。
3、对于场地环境复杂、周边建筑密集，应充分考虑降水对周围建筑的影响。
4、排水设计必须首先详细调查施工场地附近城市地下排水管网现状，拟用排水管的现状特征数据，经有关单位审批后方可降水排入其中。
5、必须制定各项应急预案措施，组织有关专家进行技术论证。
6、本设计应经专家论证后方可作为降水方案使用。
第2章工程概况
2.1工程简介
XX站设于松北大道与银河大街地道桥交叉口西南侧，站址位于绿地下方，跨银河大街地道桥沿呈西北向东南方向敷设。
XX站为地下二层岛式车站，带有一层存车线。
车站有效站台中心里程：
右CK11+922.364，车站起点里程：
右SK11+520.264，车站终点里程：
右CK11+990.364，车站内包尺寸为470.10m（长）×
19.8m（宽）/23.6m（盾构加宽处），站台宽度12.5m。
标准段底板埋深约为19.0m，顶板覆土厚约3.900m，车站纵向由大里程向小里程设置2‰单坡。
车站设4个出入口4组风亭，出入口和风井均为地下一层外挂式结构。
车站及附属结构均采用明挖法施工。
基坑围护结构形式采用地下连续墙+内支撑支护体系。
车站主体围护结构1~19轴、41~50轴地下连续墙深36/39米；
19~41轴地下连续墙深50米；
全部进入隔水层，与地下连续墙共同作用，形成封闭的止水帷幕。
本降水工程场地平坦、空旷，地面降水影响因素较少。
XX站平面位置图
2.2地形与地貌
拟建场地位于XX市松花江主航道北岸太阳岛内，属于沙丘岛，以江漫滩湿地、江湾湖沼为地貌特征，以疏林草地、湿地草甸植被为植物景观，与市区隔江相望，属于松花江低漫滩地貌单元。
本站点经人工填筑，场地地形较为平坦，地面高程介于118.87～122.03m之间。
2.3工程地质与水文地质条件
2.3.1地层岩性
根据区域地质及钻探揭示对地层成因、年代的分析，本工点地层主要由第四系全新统人工堆积层（Q4ml）、第四系全新统低漫滩冲积层（Q42al）、第四系下更新统东深井组冰水堆积层（Q12dfgl）、白垩系嫩江组（K2n）组成。
2.3.2岩土工程评价
1、该场地地震动峰值加速度为0.05g（对应于地震基本烈度6度），故根据《城市轨道交通结构抗震设计规范》（GB50909-2014）第4.4.5条对地面下20m深度范围饱和砂土进行液化判定，其中2-2层粉砂液化抵抗率为0.47～8.4，液化指数为0.69～0.99，液化等级为轻微～中等；
其他液化等级为轻微。
2、根据站点工程地质纵、横断面图，站底板位于中砂层上。
要考虑抗浮问题。
3、场地地貌单元为松花江漫滩，地下水埋藏浅，且水量丰富，有潜水及承压含水层分布。
基坑开挖时,1-1杂填土及1-2素填土可能掉块、坍塌；
饱和松散状粉细砂层，基坑易发生流砂、涌砂等现象，侧壁稳定性较差。
勘察期间，基坑水位埋深4.1～8.7m，砂类土渗透性好，基坑需要人工降水，降水时易造成基坑周围土体的沉陷，主层7-1黏性土下部含水层具有微承压性，基坑设计及施工时应注意。
2.3.3水文地质
本工点位于松花江低漫滩地貌中，未见地表水。
地下水根据赋存条件，基岩以上地下水类型主要为第四系孔隙水与微承压水。
1、孔隙潜水
在松花江低漫滩普遍分布，含水层岩性主要为粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂等砂类土，夹黏性土层，含水层厚度一般为35.4～48.2m。
受松花江江水的影响，该类型地下水有较统一的自由水面，主要受大气降水入渗和江水侧向径流补给，排泄方式主要为蒸发、向河流径流排泄。
本次勘察期间孔隙潜水初见水位埋深为4.2～8.9m，稳定水位埋深为4.0～8.6m（高程111.71～117.66m）。
2、微承压水
在松花江低漫滩分布较广，含水岩组由中部主层7层中粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂、圆砾土组成；
顶部存在7-1或7-1-1、7-1-2黏性土层，层状分布，局部不连续，使得上下含水层局部可相通，层顶埋深21.9～31.9m，厚度1.1～8.3m；
底部为泥岩隔水层，该层存在微承压性，承压水头3.70～4.32m。
该微承压水主要补给来源为上部孔隙潜水下渗和松花江江水的侧向渗流，排泄方式以径流及向松花江水体侧向渗流为主，与松花江水具密切水力联系，呈互补互排关系。
含水层概化示意图
第3章降水设计
3.1地下水对结构施工影响分析
本车站最大开挖深度约21.85米，开挖深度较大，车站开挖影响范围内存在两层地下水：
潜水、微承压水。
结构设计统计表
位置
车站中心里程
地下水
基底埋深
（m）
水位最小
降深（m）
潜水
承压水
XX站
SK11+922.364
水位埋深：
4.0～8.6m
承压顶板埋深21.9～31.9m
21.85
18.85
承压水头：
3.70～4.32m
根据地下水对结构施工影响分析，总结如下：
1、依据勘察报告阐述的水文地质条件结合本工程结构埋深分析，为满足结构无水作业条件，本车站需进行降水。
2、依据规范及委托单位技术要求，需要将潜水降低至结构底板下不少于1.0m，满足该要求的本工程降水最大降深为18.85m。
3、降水方案采用：
地下连续墙+基坑内管井降水。
3.2基坑降水涌水量计算
本车站降水应处理两层地下水：
上层潜水，下层微承压水。
根据地勘报告提供数据，结合区域水文地质条件确定本工程场地含水层渗透系数33.43m/d。
潜水处理采取落底式止水帷幕布置疏干井计算；
基坑长470.1米，宽19.8m/23.6m（盾构加宽处），基坑面积：
10210.6㎡；
地下连续墙根据地层情况分块隔断形成封闭结构。
将基坑分为AB、BC、CD、DE、EF5个区域（分区位置见后附降水井平面布置图）。
承压水需进行抗突涌稳定性验算。
3.2.1潜水疏干计算
1、涌水量计算
2、
式中：
Q——基坑内总抽出水量，m3/d；
——含水层给水度；
含水层主要为细砂、中砂、粗砂，给水度取0.27
V——基坑内潜水土体的体积，m3。
V=S*
代入参数，计算结果如下：
区域
长度
宽度
面积
降深
涌水量
AB区域
147
25.2
3704
18553
BC区域
56.2
21.2
1191
5967
CD区域
79.6
1687
8485
DE区域
111.1
22.6
2510
12575
EF区域
2005
10046
总涌水量
52489m³
2、降水井数量计算
潜水含水层主要为细砂、中砂、粗砂，根据基坑条件及降水影响半径进行降水井布置。
共布置43眼降水井。
3、降水井泵量
车站降水工期为：
在满足降水条件后15天内达到潜水疏干的目的。
降水井泵量应满足如下要求：
q=1.2*Q/15n=15m³
/h
4、降水井结构
降水井为潜水完整井，施工时不得穿透7-1-2黏土隔水层.降水井最小深度控制在24米。
其中，
—单井出水能力（m3/d）；
rs—过滤器半径（m）；
取0.15m；
l—过滤器进水长度（m），取4m。
=120*
*0.15*4*
=728.3m³
/d>
q=15*24m³
/d
单井出水能力满足出水要求。
3.2.2承压水计算
1、承压水抗突涌稳定性验算
--抗突涌安全系数
--承压含水层顶板至基坑地板剩余土层的平均重度（KN/m³
）
D--承压含水层顶板至基坑底板剩余土层的厚度
--水的重度（KN/m³
--从承压含水层顶板算起的承压水头高度（m）；
基坑抗承压水突涌稳定性验算原理示意图
本工程承压水计算比较复杂，当承压水头按照《岩土工程勘察报告》给出数值：
微承压水的承压水头3.70～4.32m。
承压含水层顶至基坑底土层厚度最小值为5.20m，带入数据抗突涌安全系数K=
=2.36，满足要求。
b.当黏土隔水层被破坏或本身不连续，上层潜水与下层承压水成为混合水。
此时为承压水抗突涌验算最不利情况，按此条件考虑计算结果如下：
承压水头
承压含水层顶至基坑底土层厚度D
抗突涌安全系数
备注
23.2
5.20
0.45
不满足要求
7.06
0.72
-
混合水
26.4
9.6
0.73
抗突涌验算均不满足要求。
2、承压水处理
综上所述，如果地层完整承压水抗突涌验算满足要求，当地层结构破坏潜水与承压水形成混合水承压水抗突涌验算不满足要求。
因此综合考虑降水效果及基坑施工安全以及降水的经济性，在基坑外布置减压井作为安全储备。
选取设计参数
降水影响半径R
单井涌水量q
总涌水量Q
渗透系数K
含水层厚度H
水位降深
33.4m/d
48m
18.5
1288
728.3
24354
n=Q/q=24354/728.3=33.5眼
3、减压井优化布置
综上，综合考虑地下连续墙对地下水层的隔断作用及坑内降水井的影响，沿基坑外布置减压井，共25眼。
降水井间距为30米，降水井深32米。
减压井兼做观测井。
3.3降水设计参数
降水井结构参数
数量
井类型
井径
（mm）
管径
井管类型
井深
泵量
（m3/h）
15
疏干井
500
φ300/10
钢管
24
100QJ15-27/8
5
8
32
200QJ40-39/3
7
AB、BC、EF区
25
减压井
钢筋骨架竹片笼
总工程量
共计68眼降水井，总深度2280m，其中疏干井1160m，减压井800m。
3.4降水井布置
本车站长471m，宽26米，共布置68眼降水井，其中：
疏干井43眼，在基坑内布置，应避开格构柱；
减压井25眼，沿基坑外边线布置。
降水井中心距离结构边线不小于3.0m。
详见降水井平面布置图。
桥式冲压管滤管钢筋骨架竹片滤管
第4章排水设计
本工程共设计68眼降水井，分两期三区进行施工，一期北区日排水量峰值为23520m³
，一期南区日排水量峰值为17880m³
，二期日排水量峰值为7680m³
。
为便于施工按照日排水量峰值为23520m³
/d考虑。
排水计算：
根据GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》2009年修订版中的排水横管给排水管水流量计算公式：
式中，A——管道在设计充满度的过水断面（㎡）；
υ——速度（m/s）；
R——水力半径（m）；
I——水利坡度，采用排水管的坡度；
n——粗糙系数，钢管为0.012
当采用钢管排水，排水坡度为3‰，水流速度为1.6m/s，直径529mm排水管线可满足本工程的降水井同时运行排水要求。
因此排水方式：
降水井通过支管与排水主管线相连，集水主管线直径为529mm，壁厚6mm。
抽取地下水通过集水管排入市政排水系统中。
地表水控制措施：
基坑外沿基坑四周砌筑300mm×
300mm排水沟，挡土墙与排水沟之间砌筑500mm×
240mm挡水墙。
具体布置见图4.1。
图4.1基坑外排水布置图
以下述原则和技术要求设计排水管线：
（1）主排水管尺寸和类型应满足顺畅排水和抗压要求，排水管线铺设的纵向坡度应不小于3‰，若无法满足要求可设置水箱抬高水头，设置连通管进行排水。
（2）本段排水管线采用明敷与暗埋相结合的方式，在过路及特殊位置采用暗埋方式。
（3）暗埋井井口做检查井，以便水泵维修和进行水位观测。
（4）所有降水井出水管、支管和主管之间应采取措施（如单向阀连接），防止停泵时发生水倒灌现象。
（5）基坑内疏干井采用明排降水，基坑外降水井暗排，井口砌筑检查井。
（6）排水口处设置排水口工作井（检查井）。
第5章抽水维护与降水沉降监测
5.1抽水维护
（1）本车站分阶段施工，降水井根据总施工计划进行施工；
（2）降水井根据施工安排开启；
（3）抽水安排：
正式降水前进行试抽水，仅开启基坑内疏干井，对基坑外的减压井进行观测，如果水位下降明显证明基坑内外地下水存在水利联系。
正式降水时应将疏干井、减压井同时开启。
如果基坑外水位无下降则开启基坑内疏干井、基坑外减压井可每隔1眼开启1眼作为安全储备。
5.2降水监测
由于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，应建立地下水动态监测网。
⑴维护降水期应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；
⑵地下水动态监测网的项目包括：
地下水位、排水量（流量）、排水含砂量等。
⑶当地下水监测数据发生急剧变化应及时分析原因（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。
⑷为防止因抽地下水带出地层细颗粒物质造成地面沉降，抽水含砂量必须严格控制。
抽出的水含砂量必须保证：
粗砂含量<
1/5万；
中砂含量<
1/2万；
细砂含量<
1/1万；
5.3降水沉降计算及监测
地面沉降计算模型见下式：
s———最终沉降量（mm）；
△P———水位变化施加于土层上的平均荷载（KPa）；
Hi———计算土层的厚度（m）；
Ei———土层的压缩模量（MPa）
利用上述计算公式，预计降水引起的地面变形为2.50～3.60mm，满足要求。
（1）降水施工前应对周边管线进行调查，并根据相关要求进行保护或迁移；
（2）本工程周边无高大建筑，
（3）由于采用地下连续墙作为止水帷幕，基坑外水头降低较少，对周边地面沉降影响较小。
第6章降水配电系统设计
6.1降水用电设计参数
本次降水共有降水井管井68眼，水泵型号为100QJ15-27/8功率为2.2kw，共27台、200QJ40-39/3功率为7.5kw，共41台，水泵的额电总功率为366.9kw。
配电方式为：
总电源引入后进入一级配电箱构成电源的总控制系统，然后均衡地分配给二级配电箱，由二级配电箱分配给三级配电箱来对各降水井点进行控制，实现“一机一闸一空开”。
所用配电箱均应带有漏电保护装置，线路全部采用TN━S保护系统。
配电箱线路所经过的地段如遇到公路或路面施工场地需采取穿钢管暗埋敷设，埋深不得小于750mm。
需编号，加安全栅栏，悬挂警示标牌，并做防雨措施，明敷线路须架空。
所有降水井安装自动控制抽水装置，在降水井内水位上升超过潜水泵进水口高度时进行抽水，水位降低后停止抽水。
6.2备用电源措施
由于工程场地地下水丰富、水位（水头）高，停泵后水位恢复很快，因此降水期间必须确保抽水持续作业。
一旦因供电系统发生故障，不能持续供电，势必会造成停止抽水，地下水位迅速恢复将对基础施工和地下结构的稳定性产生严重影响。
因此为确保工程降水作业正常进行，不能中断降水井的抽水用电，需考虑备用电源问题。
建议采取如下措施：
6.2.1在原有供电系统上，可采取第二路供电系统应急备用电源，并配有自动切换装置。
6.2.2如因现场无法实施第二路供电系统，则必须配备发电机作为应急备用电源，并配有自动切换装置。
现场应至少配有1台300KW发电机组。
第7章降水工程的辅助措施和补救措施
降水工程常有异常现象，可采取以下辅助或补救措施。
7.1局部异常水处理措施
为了有效预防局部异常水给工程带来损失，应采取如下处理措施：
1、当遇到地下不明构筑物时不要盲目破坏，先查明构筑物性质，然后探明是否含水；
2、当确定地下构筑物含水时，应先查明是否有补给水源，断其补给源（引排或封堵），然后将其中的水抽出排走。
7.2防止沉降的地下水回灌措施
若通过沉降监测发现建筑物沉降已达到危险程度时，应及时查明引起沉降的具体原因，当确认是因降水所引起时，应马上采取回灌或采用地基加固措施。
回灌井点的具体设计应根据具体发生的沉降情况来定。
7.3地连墙接头渗漏水的封堵措施
1、成因分析：
成槽机成槽时，粘附在上段混凝土接头面上的泥皮、泥渣未清除掉，就下钢筋笼浇筑混凝土。
2、防治措施：
⑴在清槽的同时，对上段接缝混凝土面用钢丝刷或刮泥器将泥皮、泥渣清理干净。
⑵如渗漏水量不大，可采用防水砂浆修补；
渗涌水较大时，可根据水量大小，用短钢管或胶管引流，周围用砂浆封住，然后在背面用化学灌浆，最后堵引流管；
漏水孔很大时，用土袋堆堵，然后用化学灌浆封闭，阻水后，再拆除土袋。
地连墙发生渗漏后不宜再采用旋喷桩封堵。
第8章降水施工主要技术要求
8.1施工准备
1、降水工程作为结构施工的辅助工程，降水设计、施工所采用的线路平面图和结构断面图等底图和施工方法以总体设计院提供的最终施工图为准。
所以施工前将降水设计图与最新正式施工图进行对照，当有出入时应及时通知有关单位提请设计变更、调整。
2、降水施工与结构施工应密切协调，详细了解结构的施工方法、施工段划分、临时设施与井位的关系、工期进度等施工部署，发生矛盾的应协调解决。
3、施工前必须根据正式结构施工图结合结构施工方法、施工段划分优化调整降水施工设计。
4、施工前详细调查核实场区地下管线、构筑物分布情况，井位施放后应采取人工探孔等方法进一步确定，当确认地下没有各种管线、构筑物后方可施工。
8.2管井井身结构误差
1、井径误差±
20mm，垂直度误差≤1%；
2、井管安置应对中；
3、井深应满足设计要求。
8.3成井方法
应优先选择反循环方式成井；
选用其它成井工艺时（如冲击钻井）：
1、对不易塌孔、缩颈的地层宜采用清水钻进；
2、采用泥浆护壁时，洗井应达到设计出水量要求。
8.4管井填料
1、含水层段滤料应具有一定的磨圆度，粒料直径为1-3mm，滤料含泥量（含石粉）≤3%。
对含水层以上部分的砾料，在磨圆度和粒径方面可适当降低要求，但严禁使用片状、针状的石屑。
2、各方位填料应均匀、速度不得过快，避免造成滤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，实际填料量不小于理论计算量的95%。
8.5洗井
1、洗井要求达到“水清砂净”；
2、采用空压机洗井，钻井完成后应立即进行洗井；
3、洗井时最大水位降深应不小于设计最大水位降深。
8.6抽水
1、开挖前的提前封闭降水时间应不少于15天；
正式降水前应进行抽水试验，施工过程中降水水位宜控制在开挖以下0.8-1.0m。
2、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：
首次（洗井后抽水前）含砂量检测合格后，在抽水期间间隔时间不超过3个月定期进行含砂量检测，异常情况下应根据情况加密检测次数。
3、应对降水运行维护过程进行记录。
定时巡查、及时维修更换降水设备。
第9章降水设施的后期处理
基坑开挖前对机械设备操作人员进行详细交底，明确降水井的位置，并在开挖过程中设专人指挥，确保降水井不被破坏。
当土方开挖到一定深度时，应将降水井高出地面部分割除后，上部回填粘土封闭。
施工降水为结构工程施工的辅助工程，属于临时工程范畴，因此降水工程结束后，应予以拆除或采取适当处理措施。
本工程施工围挡、临时供电线路、临时建筑设施等，应在工程竣工或完成其使用目的后立即拆除，降水井和其
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