地铁井点施工方案(实施).doc
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南京地铁二期工程东西线
集庆门大街基坑
降水
施工组织设计
河海大学
二○○六年四月十七日
审核：
周志芳马晓辉
校核：
杨光中周继凯
方案设计：
杜明王锦国
目录
一.概述
二.基坑降水计算分析
三.降水方案
四.主要工程量和工期安排
五.施工要点
六.施工方法
七.机械设备和主要材料
八.施工保障措施
九.应急预案
附：
降水井平面布置示意图
降水井剖面布置示意图
一．综述
集庆门大街站是南京地铁二号线一期工程的中间站，同时也是二号线正线、西延支线、远期六号线的换乘车站，本期修建的工程包括二号线车站、六号线车站、存车线、二号线与六号线联络线以及相关的交叉渡线等工程，车站功能复杂、规模大，是非常重要的控制性工程。
车站有效站台中心里程为K8+584，车站起点设计分界里程为K8+491，车站终点设计分界里程为K8+826。
车站位于江东南路（经四路）与集庆门大街交叉口，车站沿江东南路呈南北向布置，埋置于江东南路中部路面以下。
江东南路道路红线宽80m,双向10车道，是南京市河西新区的主要城市干道之一，目前路面交通流量不大。
集庆门大街现状道路红线宽50m，与江东南路“T”字相交，待江东南路西侧规划路建成后，集庆门大街才与江东南路“十”字相交。
车站附近的主要建筑有长江医院、诺玛特商场等，与车站主体距离大于20米，不影响车站围护结构设计。
车站主体范围内主要是沿江东南路（即车站纵向）布置的地下管线和在集庆门大街与江东南路路口横穿江东南路的地下管线。
其中受车站主体结构施工影响的沿江东南路布置的地下管线主要有：
Ф1500mm的排水管（埋深3.75m）、Ф800mm的排水管（埋深2.0m），Ф500mm的排水管四根（埋深1.2~1.8m），Ф1000mm、Ф800mm、Ф300mm、Ф100mm的给水管各一根，电信管一根，380V路灯电缆一根；在集庆门大街路口横穿车站主体结构的管线主要有：
Ф300mm的煤气管一根，Ф300mm的给水管一根，Ф1200mm、Ф600mm的排水管各一根，电信管一根，TV光缆一根，10kV电力管一根。
车站总长312.2m，标准段宽度48.2m，车站顶板埋深约3m，底板埋深约15.5m。
车站南端与二号线西延支线及渡线连接，该段区间工程采用明挖法施工，现地面高程约在6.44~8.08m，原地面高程约在6.00m左右，人工堆填土约1.50m。
地貌类型属长江低漫滩。
集庆门大街站长江漫滩相沉积物呈二元结构，上、中部主要由淤泥质粉质粘土为主，下部以砂性土为主，场地地下水类型属孔隙潜水；深部砂性土层（②-3c2-3、②-3d2-3）中地下水具微承压性。
地下水主要补给来源为大气降水及人工用水的补给。
深部承压含水层（②-3c2-3、②-3d2-3）中的地下水与长江及外秦淮河均有一定的水力联系。
（2）地下水位埋深及承压水头
勘察期间各钻孔实测稳定水位埋深0.80~1.80m，相应高程介于5.77~6.85m。
潜水位埋深介于1.10~2.10m之间，平均埋深1.60m，相应高程约5.77~6.08m；承压水位埋深介于2.73~3.90m，平均埋深3.315m，相应高程约4.18~4.24m。
观测结果表明：
潜水位和承压水位存在约1.72m的水头差，说明深部地下水具一定的承压性。
（3）地基土的渗透性
地基土以微透水~弱透水层为主。
（4）地下水不良作用
集庆门大街站基坑开挖范围南端和中部土层以②-2b4、②-3b3-4层淤泥质粉质粘土为主，中部局部含②-2d3粉砂薄层，地下水不良作用主要表现为基坑突涌。
基坑开挖范围内北端以及中部偏西土层以②-2b4层淤泥质粉质粘土、②-2d3层粉砂层为主，地下水不良作用主要表现为潜蚀、流砂和基坑突涌等现象。
二．降水方案
根据设计图纸、地质条件以及结合以上计算结果和其他类似工程的施工经验，综合其它因素基坑降水采用管井降压井和疏干井相结合进行降水的方法是有效可行的降水方法，在开挖过程中视降水情况，局部可以采取轻型井点真空加强处理，但降水井的布置间距和深度等参数可在开工后通过部分井的抽水情况作相应调整。
所谓轻型井点降水就是在工程的基坑周围布置大量的小口径抽水井，各井之间用密封的管路相连，组成井群系统，通过真空抽水设备集中抽吸基坑地下水，使基坑地下水位在短时间内降至设计深度，以便进行基坑施工。
由于井点降水施工简单，操作技术容易掌握，降水速度快，适应性强等优点，广泛用于第四系地层的基坑疏干等工程。
轻型井点降水的井点管、集水、输水、阀门、泵房安装完毕后，启动抽水设备，在管路系统和井点管中形成真空，则井点管和下部渗水管内的压力小于周围含水层中的压力，在压差作用下，地下水向滤水管中渗流，地下水经井点管及总管被真空泵吸走，地下水不断被抽吸，在井点周围形成了降落漏斗，抽水过程中各井点周围的地下水降落漏斗不断扩大并相互干扰，井点间降落深度叠加，使基坑周围地下水的降落深度达到设计要求。
管井降水则是在工程场地按一定的间距布置大口径井管，通过放置井管内的潜水泵抽吸地下水，井管内水面迅速低于井管外地下水面，在井管内外水头差的作用下使井管外的地下水渗流到井管内，从而使井管四周形成降落漏斗，随着抽水时间加长降落漏斗不断扩大、降深加大，以降低基坑内地下水，使基坑快速疏干，由于施工简单、快速，多应用于渗透性较好的砂性土层降水。
对于本工程场地上部的含水丰富、透水性差的②1b2-3粉质粘土和②2b4淤泥质粉质粘土层、②2d3粉砂层，宜采用疏干井进行降水；下部的粉砂层宜用降压井降水减压，避免基坑开挖到底后出现基底突涌现象，车站基坑开挖底面宽约48.6m，采用以下降水方案：
基坑两侧为钻孔灌注咬合桩作支护桩和止水帷幕，基坑南北方向中心线位置布置三排管井，旁边的两排距离基坑边8.0m，深度为20m（底标高为-10.0m），排间距为16.0m，排内井间距为15.0m，呈梅花形布置，结合地质报告，可根据降水井的成井施工过程反映的地层情况，对不同地段的管井深度、间距进行调整，在开挖过程中视降水情况，局部可以采取轻型井点真空加强处理，对于基坑两端加深的度线段，可以加深降水井的深度到28m，达到降压的作用；出入口部分待施工时再根据需要另安插降水井，针对本基坑的土质情况，上部每层开挖到位后应及时形成排水沟，加强明排加快暴露土层的排水固结；根据开挖情况，如果在开挖时局部涌水量较大，可以在基坑中间加布轻型井点。
由于基坑开挖深度大，并距离建筑物较近（如东侧距长江医院20.0m），应在基坑周围设置观察井，及时了解地下水位，为避免降水引起地面沉陷过大，应在基坑外布置回罐井，以便根据需要及时回灌，补充地下水，抬高地下水位，减小沉降。
管井具体参数如下：
①.采用XZ—150型水文钻机清水钻进成孔，孔径为φ700mm，一径到底，超钻50-80cm，以防孔内砂砾沉淀。
②.井管直径为φ350mm，单管长度为4.0m，滤管孔径大于35mm，密度不小于30%，管外裹一层网眼3mm×3mm的钢丝滤网，再在钢丝滤网外裹上60目的滤网。
③.每口井结构为上部一节实管，其余用滤管，最下部一节井管的底部用钢板焊接封死，管间必须进行焊接，并要求全缝焊接，防止抽水过程中漏砂。
④.井管安装过程中，每节管焊接对直，确保井管位于孔中间，以保证井管与孔壁间间距不小于150mm，并用直径为2~4mm的绿豆砂从孔底向上填充，作为井管外滤层，填充到距孔口1m左右再用粘土封实。
⑤.用活塞洗井，或采用空压机洗井；
⑥.用流量为12-15m3/h的潜水泵抽水，对部分井可加大泵量抽水。
轻型井点具体参数如下：
①.水冲法成孔，直径200-250mm，单根井管长6m。
②.井管直径50mm，滤水管内径同井点管的直径，集水总管内径75~127mm，每台泵带40根井点管；泵组应设置在集水总管的中部。
③.井点管下沉达设计标高后，在管与孔壁之间用绿豆砂填实距地表500mm，上部采用粘土封口捣实。
④.所填滤料采用0.5～1.5mm的粗砂，应经过筛选，剔除杂质，形状以近似圆形为好。
⑤.真空泵的真空度约为0.05MPa。
⑥.井点一次降深按4.8m考虑，实际抽水时可根据现场情况分层开挖的深度合理安排井点换插的次数。
施工参数：
主要参数
直径
（mm）
孔隙率
滤网
滤料
（mm）
成孔直径
（mm）
含砂率
轻型井点
50
25％
60-80目
0.5～1.5
200～300
<0.005％
三．主要工程量和工期安排
根据设计方案本基坑降水的主要工程内容为管井、轻型井点、回灌井、水位观察井、明沟排水，主要工程量分为降水井的安装和拆除，以及降水井的抽水运行，而降水井的抽水运行是同地质条件、基坑的开挖和结构施工时间密切相关的，根据整体工期计划的安排，本车站计划在2006年6月19日开挖，抽水时间按255天考虑，降水试验井在4月5日施工，施工6口管井，两口井抽水，另四口井观测，根据试验井情况，在4月20日开始施工降水井，5月20日左右开始抽水。
主要工程量：
序号
项目名称
单位
数量
备注
1
管井
口
63
2
管井运行
天
11475
3
轻型井点
套
12
暂定
4
轻型井点运行
天
5
明排
台班
240
6
观测井
口
6
每口井按12m考虑
7
回灌井
口
4
每口井按18m考虑
四．施工要点
对于本工程中采用的管井降压井和疏干井相结合进行降水的方法方法，在开挖过程中视降水情况，局部可以采取轻型井点真空加强处理，结合本基坑地质条件复杂、地下水丰富、离周围建筑物近、施工区地下管线密集的特点，降水施工应控制地下水位下降速率，加强基坑四周的沉降以及基坑外地下水位的观察，控制沉降量在允许范围内；管井和轻型井点施工严格按规范要求实施，特别是滤料的投放和管井的抽水前的洗井尤为重要，轻型井点降水要保证真空度；同时基坑排水也应考虑，在围护桩外侧挖一条排水沟，并按一定距离设置集水井，以排除地表水；在基坑内设置排水沟和集水井以排除基坑内降水井的抽水，并通过集水井统一向外排放。
五．施工方法
（一）轻型井点
1．主要设备
（1）井点管：
用单节Φ50mm的钢管，单根长度为6.0m，其中下部1.2m为花管（即滤管）。
（2）连接管：
用内径等同井点管外径的塑料透明管（或胶皮管）。
（3）集水总管：
用Φ127mm或Φ89mm的钢管，长度为6.0m，两端各留0.5m，再在上面每隔1.0m割一个50cm大小的孔，垂直焊接长度为20cm的井点管，焊接处要求不漏气。
（4）抽水设备：
专用轻型井点真空降水泵。
（5）成孔设备：
用高压水泵射水成孔。
施工流程：
检查不成功
投滤料
下井管
射水成孔
放样
施工准备
抽水
集水管、降水泵安装
2．施工前的准备和场地整理工作
（1）施工准备：
在施工前应先用60-80目的纱网将井点管的滤管部分包起来，并用细铁丝捆扎紧。
（2）在施工场地具备条件后，对于轻型井点轴线上的杂物应预先进行清理，并沿井点轴线挖一条沟，以方便井点管的安插。
3．井点管埋设
井点管的埋设采用射水法。
（1）工作地面挖坑：
按设计要求测设各井点管的位置，打入竹钉作为记号，在竹钉位置挖一20×20×20cm小坑。
（2）射水下沉：
利用和高压水泵连接的自射井点管注射水流，并转动井管，慢慢下沉；射水压力一般应大于0.5MPa，孔径一般为250mm；冲孔深度比滤管深度低0.5m左右
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