框架桥降水方案.docx
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框架桥降水方案
新建***客运专线D2K**+***.****路
10+2×1*.**+10米钢筋混凝土框架桥
降水工程专项施工方案
一、工程概况
新建***客运专线位于*****平原东北边缘，线路北起**，南至****市。
D2K**+***.****路10+2×1*.**+10米钢筋混凝土框架桥位于*****下穿***铁路的通道。
本框架桥轴线与线路中心线成5度夹角，本桥共设4跨，中间两主跨分别长12.51m，为机动车道，两侧各一跨10.0m，为非机动车道，全桥长51.886m。
主跨框架净高6.5m，附跨净高4.6m，桥顶填土厚1.5m。
本桥整个框架均沿通行方向设3.8%的斜坡，进出口接地方设计道路，不属于本图设计范围。
框架桥主跨顶板厚度0.95m，底板厚度1.05m，边墙厚度1.054m，采用整体开挖现浇方式施工，框架桥基础为明挖基础，框架桥主体采用C40抗侵蚀钢筋砼。
框架桥所处地段地质为：
表层为松软土及人工填土，厚2～2.5m；下伏细圆砾土，厚7～8m，基层为粗圆砾土。
本段地表有一排洪沟在框架外通过，地下水相当丰富，流量大，对施工有相当大影响，故需进行降水后才可进行基坑开挖。
二、方案编制依据及参考资料
1、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；
2、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；
3、《建筑设计施工计算手册》第二版；
4、D2K**+***.****路10+2×1*.**+10米钢筋混凝土框架桥图。
三、周边环境状况
1、相邻建筑物情况——线路*侧为既有**线铁路；
2、无地下管线影响。
四、工程地质及水文地质条件
1、场地地形、地貌特征：
原为农田，地形平坦。
2、基础土层情况：
表层为人工填土，厚2～2.5m；下伏细圆砾土，厚7～8m，基层为粗圆砾土，框架桥基底置于细圆砾土上。
3、含水层类型、渗透性等性质描述：
影响本本工程施工的主要为非承压水，赋存于细砂及以下细圆砾土中，渗透系数按经验值80m/d计。
五、地下水控制设计
本工程排水量大，降水深（8.4m）,降水面积大（72×20=1440m2）地质情况为细砂、细圆砾土层，符合深井（管井）降水的使用特点，且降水井布置间距较大。
经现场实测，地下水位线标高为***.**，拟降水至框架桥基底下1m（相关规范为基底下0.5~1m）处，其中降水计算图如下图所示：
其中A——基坑井点管所包围的平面面积（m2）;
——基坑的假想半径（m）;
Q——无压非完整井群井涌水量（m3/d）;
R——抽水影响半径（m）;
S——水位降低值（m）,取8.4m;
r——井点的半径（m）,取0.3m;
a——降水区域长边，含顺线路两端的放坡开挖长度（m）,共72m;
b——降水区域短边，含顺线路左侧的放坡8m,取28m;
本工程降水总涌水量，采用非承压非完整群井井点计算：
1、假想半径
由于本工程降水区域为一矩形基坑，且其长宽比
，故可将其化成一个假想半径为x0的圆形井，则：
2、抽水影响半径
估算深井井点降水的抽水影响半径：
式中
K——渗透系数,取80m/d;
H0——有效带深度（m）;
S——水位降低值（m）,取8.4m;
3、降水总涌水量
式中：
H0,S,R,K,x0——含义同上；
计算得Q=23798m3/d=0.2754m3/s。
4、深井进水过滤器需要总长度计算
深井单位长度进水量q可按下式计算：
式中：
K——渗透系数，取0.00084m/s；
深井进水过滤器部分需要的总长度L为：
L=Q/q=0.2754/0.00364=75.7m
76m
5、管井数量
假定深井数进行试算确定深井井点数量，当井数为10个时，取
H=H0－S=22.9-8.4=14.5m,则群井抽水单个深井（管井）过滤器浸入部分长度可按下式计算：
此数值符合n
=（10×13.8=138）≥
75.7m
76m）条件，现场单个深井（管井）过滤器浸入部分长度取8m即可。
井的深度钻孔不需打入不透水层，取16.5m。
深井井点的布置要考虑工程的平面尺寸经多次试排后，确定的10个深井井点距建筑物中心的距离如附图一：
x1=38.6m,lgx1=1.266;x5=15.7m,lgx5=1.197
x2=36m,lgx2=1.556;x6=15.7m,lgx6=1.197
x3=38.6m,lgx3=1.266;x7=25.7m,lgx7=1.411
x4=25.7m,lgx4=1.411;x8=38.6m,lgx8=1.266
x9=36m,lgx9=1.556；x10=38.6m,lgx10=1.266
∴lg（x1.x2.x3.x4.x5.x6.x7.x8.x9.X10）
=（1.197+1.556+1.411）×2+1.266×4
=13.392
再根据相关公式计算总涌水量：
=1.366×80×
=22788.6m3/d≈0.2638m3/s
按上图布置计算的总计算的涌水量与前式计算的总涌水量相近，故总涌水量、深井井点数（防护桩外侧1m增布3口备用降水井）和布置距离满足本工程降水要求。
单井出水量为：
q=
选用潜水泵：
＞1.1（安全系数）
六、降水井设计
1、降水井布置结合工程实地情况，按设计方案合理布置。
2、设计成孔井径
成井孔径为600以上，以确保填砾厚度。
3、井管结构为
降水井采用内径为300mm，外径350mm的钢筋砼井管，其中包括滤水管（外包一层100目的尼龙网布，可很好控制抽水时出水的含砂率）和井壁管（每根井管长度均为2.5m）。
七、抽水设备选择
可选择250QJ160-15型潜水泵，根据计算结果和设计降深选择合适流量和扬程的潜水泵，拟采用160m3/h，扬程15m的潜水泵。
八、降水施工工艺
1、测量放线
根据业主现场给定的基础平面图和设计方案，结合工地现场周边环境，测量放出各井位，并打入木桩。
2、成孔
采用CZ－22型冲击钻机成井，泥浆护壁工艺成孔。
钻机就位安装好后，核对井位，确定无误后，人工开挖0.5m深，埋好护壁管，管径700mm，护壁管埋设完毕后开始钻进成孔。
钻孔时保证垂直度,采用孔内自然造浆,钻进过程中泥浆浓度控制在1.1～1.15采用泥浆护壁，保持孔内泥浆高度，防止垮孔。
3、清孔换浆
钻孔至设计标高后,在提钻前将钻杆提至离孔底0.5m,进行冲孔清除孔内沉淀物,同时将孔内的泥浆浓度逐步调至1.1、孔底沉淤<20cm、返出的泥浆不含沉淀物为止。
4、吊装井管
井管进场后,检查过滤器的缝隙和测量孔深,符合设计要求后开始下井管。
下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器,以保证滤水管能居中,井管焊接要牢固、垂直,下到设计深度后,井口固定居中。
5、井结构
井下部为4节滤水管（4×2.5=10m）,滤管外侧均包一层100目尼龙网布，其最下1米做沉砂管用，沉砂管主要起过滤而不致因井内沉砂堵塞而影响进水的作用，管底口用铁板封死。
上部为3节共7.5米的井壁管，滤水管与井壁管的直径相同。
6、填砾
井管下入后立即填入规格砾石滤料,最大粒径≤5cm,级配良好,无杂质泥土。
在井管与孔壁之间的空隙均匀围填，填砾厚度12cm，填至井口下1m处，井口1m采用优质黏土压实封口。
7、洗井
在提出钻杆前,利用井管内的钻杆接入空压机先进行空压机抽水,待井能出水后提出钻杆再利用活塞洗井,当活塞拉出的水基本不含泥砂后,再下泵抽水,直至水清不含砂为止。
注意洗井在成孔8h内进行,以免时间过长,护壁泥皮逐渐老化,影响渗水效果。
8、降水过程控制
（1）基坑土方开挖前20d开始降水,降水运行过程中,做好各井的水位观测工作,及时掌握降水的变化情况。
（2）结合单井的地质情况，井位附近无细砂层的降水井先降水，以控制出砂量并保证降水施工不影响基坑的持力层原状土结构。
（3）降水运行过程中对降水运行的记录及时分析整理,绘制各种必要的图表,以合理指导降水工作,提高降水运行的效果。
（4）降水工作与开挖施工密切配合,根据开挖的顺序、进度等情况调整降水井的运行数量
九、 施工中可能出现的问题及防范措施
1、降水困难
在降水过程当中,降水后的水位满足不了到基底以下1m的要求,降水工作困难,产生这种现象的主要原因如下:
①降水井的滤料质量不好、洗井不彻底,引起降水井工作不正常;②降水井的深度不够、井径太小或井间距过大,引起降水后水位达不到设计标高。
解决方法如下：
（1）滤料必须经过筛选,选取粒径合适的级配碎石,一般粒径≤50mm,所筛滤料碎石进行清洗,严格控制滤料回填的时间及高度;采用活塞往复洗井的方法,利用活塞往复运动产生的压力把孔内沉渣清出,然后再下泵抽水,抽水过程中注意观测,时刻注意井管出水量及排出水的情况,抽水直至达到水清砂净为止。
（2）降水井钻孔完毕后由专人进行量测,确保井深满足要求;加大井径以增加接触面积,可以有效改善其透水性能;在地下水很丰富时减少井间距可较大提高降水效果。
2、降水井水位与基坑水位相差很大
降水井水位与基坑水位相差很大在降水过程中对水位的测量通常会出现降水井水位已降到很低,而基坑水位仍然较高,甚至开挖面仍然存在水流,产生这种现象的主要原因:
①降水井的水渗入量不能满足抽水水泵需要,造成水井抽空,引起水井水位下降;②在基坑附近有损坏的管道存在,其水流渗入基坑;③存在地下废弃建筑物并储存了水源。
解决方法如下。
（1）降水施工时首先采用较大功率的水泵抽水,一段时间后根据实际情况用较小功率的水泵替换,大泵向前移,循环利用,提高降水效果。
（2）在施工前对基坑附近的管道进行详细调查,对破损的管道尤其是排水、给水管道进行修复,防止管道漏水渗入基坑。
（3）对于地下废弃建筑,首先要查明建筑物的具体位置及水源补给情况,然后先切断其水源,再对建筑物的水进行清理。
3、基坑周围出现地面沉陷
基坑周围出现地面沉陷基坑周围地表出现沉陷,对周围建筑物、既有线及路面等周边环境造成影响,其主要原因是:
①由于井管滤网和砂滤层结构不良,抽水时把土层中的粘土、粉土颗粒甚至细砂连同承压水一同抽出地面,而引起地面沉陷;②由于基坑的土方开挖,引起地面沉陷。
解决方法如下。
（1）降水井持续大量抽取地下承压水,对基坑周围建筑物、地表和地下潜水水位等均会产生不利影响,在保证基坑底板稳定的前提下,严格控制抽取承压水的水位高度和抽水量,采取调整增开相邻部位的减压井的方式,最大限度减少因降承压水对周围环境的影响。
由于线路右侧临近既有**铁路，右侧设置五排沉降观测点，每排设置5个观测点。
第一排设置在防护桩顶上共5个沉降观测点；第二排设置在防护桩外侧2米处，沿框架桥线路方向（框架桥前后20米范围也纳入监测范围）每隔15米埋设沉降观测点；第三排设置在既有线下行线路基坡脚处，第四排设置在既有铁路枕木上，第五排设在既有**线上行线侧的路堤坡脚上，安排专人定时测量记录,地面沉降稳定前每天早晚测一次，稳定后每天测一次。
若抽水引发较大沉降量时，应及时调节灌、抽量,使灌、抽量基本达到平衡；必要时，采取回灌或在防护桩靠既有线侧地下注浆，形成隔水帷幕，保护既有线的运营安全。
线路左侧既有便道旁有民用建筑，为观测降水对建筑物的影响，在建筑物顺桥向布设一排沉降观测点予以监测房屋的沉降情况。
（2）防范抽水时带走土层中的细颗粒,在降水时要随时注意抽出的地下水中是否有混浊现象,抽走的水中带走细颗粒不但会加大周围地面的沉降,还会使井管堵塞失效。
为此,首先应根据土层的情况选用合适的滤网,同时重视埋设井管时的成孔和回填砾石滤料的质量。
优先采用泵吸反循环工艺,严格控制泥浆密度,确保井壁稳定,防止因抽取地下水带出地层细颗粒物质而造成地面沉陷,抽出的水含量控制为:
粗砂
1/5万、中砂
1/2万、细砂
1/1万。
降水抽出的地下水含泥量应符合规定,发现水质混浊时,应立即分析原因及时处理
（3）围护结构严格按设计要求施工,严格监控量测制度。
施工时一方面要保证基坑开挖施工的顺利进行,另一方面又要防范对既有线的不利影响,采取相应措施,防止因基坑开挖而对既有线的安全运营造成影响。
4、基坑边土出现坍塌
在降水和基坑开挖过程当中,出现开挖面没有明水,而基坑边土扰动突然出现坍塌的现象,其主要原因是潜水含水层底板凹凸不平或存在局部粘性土夹层,在含水层底部会产生层间滞水,这部分水若处理不好将带出地层中大量的细粒物质,使基坑边土扰动而出现坍塌或地面沉降。
若出现这种情况要放慢开挖速度,及时采取注浆堵水和插管引流措施,防止水流将基坑边土的细粒物质带走而造成扰动。
十、降水运转及维护
1、排水用水沟管引至指定的排水系统，防止排出的地下水回渗而流入基坑。
2、降水期间应对抽水设备和运行状况进行维护检查，每天检查不少于3次，观测和记录水泵的工作压力，电动机、水泵温度，电流、出水等情况，发现问题及时处理，使抽水设备始终处于正常运转状态。
3、为保证降水抽水的持续作业，备用一定数量的水泵，必要时更换。
十一、保证既有线行车安全应急预案
针对既有线可能发生的安全事故，能迅速有效地开展抢救工作，最大限度地降低列车安全风险，保障既有线的正常运营，特制定本应急预案。
施工中可能发生的事故：
钻孔桩施工时塌孔或承台开挖时引起既有线路基塌陷；施工人员在既有线边被列车冲撞；既有线通信信号、铁路自闭线路设备损坏等。
在施工作业期间，对施工管段及两侧各100米范围的线路要24小时有专人防护，按规定每1小时对线路进行一次来回的巡查，详细检查轨道、路基、水沟等情况，并作详细记录，一旦发现异常情况，应立即向现场负责人汇报。
1、组织机构及职责
成立安全生产事故处理及应急救援领导小组：
组 长：
***
副组长：
***、***
组 员：
***、***、***、***
应急预案应急领导小组成员分工见表7.1-1所示。
表7.1-1应急领导小组成员职责表
序号
姓名
职务
职责
联系电话
1
***
项目经理
负责应急预案的批准。
现场事故处理总指挥，事后事故调查负责人。
**********
2
***
副经理
现场事故处理实施
**********
3
***
总工程师
制定应急预案及事故处理方案
**********
4
***
生产队长
负责紧急救援现场的安全防护工作，参加事故调查和报告
**********
5
***
工程部长
编制应急预案并进行交底
**********
6
***
安质部长
负责紧急救援现场的安全防护工作
**********
7
***
施工员
负责劳力组织、安排，统一指挥工作等
**********
8
***
技术主管
负责应急预案现场技术交底及管理
**********
9
***
驻站联络员
施工单位联络员，负责物资、人员和设备的调动
**********
10
***
物资部长
负责应急所需物资设备的供给
**********
11
***
安全员
负责现场施工防护，防护人员安排
**********
12
***
照明组长
负责照明用电及发电机供电、用电安全
**********
2、紧急救援相关配合单位联系电话
**铁通公司联系人：
*工长 联系电话：
**********
**电务段技术科联系人：
*工长 联系电话：
**********
**公务机械段工长：
** 联系电话：
**********
**车务段技术科长：
**联系电话：
**********
**通信段工长：
**联系电话：
**********
**供电段副主任：
**联系电话：
**********
**工务段安调科：
**联系电话：
**********
3、应急物资设备
应急物资设备见表7.3-1所示。
表7.3-1应急物资设备表
序号
物资名称
单位
数量
备注
存放位置
1
P60钢轨（25m）
根
2
工务段提供
D2K**+***两侧
2
P50钢轨（25m）
根
2
工务段提供
D2K**+***两侧
3
鱼尾板
套
4
工务段提供
D2K**+***两侧
4
扣件
套
4
工务段提供
D2K**+***两侧
5
道钉
套
4
工务段提供
D2K**+***两侧
6
铁垫板
套
4
工务段提供
D2K**+***两侧
7
油木枕（2.5m）
根
30
自购
D2K**+***两侧
8
道砟
m3
100
自购
D2K**+***两侧
9
钻孔机
台
2
工务段提供
D2K**+***两侧
10
锯轨机
台
2
工务段提供
D2K**+***两侧
11
氧割
套
2
自购
D2K**+***两侧
12
撬棍
根
25
自购
工地料库
13
拉耙
把
25
自购
工地料库
14
道尺
把
2
工务段提供
工地料库
15
液压式起道机
台
5
工务段提供
工地料库
16
道镐
把
20
自购
工地料库
17
耙子
把
20
自购
工地料库
18
簸箕
个
35
自购
工地料库
19
大绳
m
50
自购
工地料库
20
编织袋
个
1000
自购
工地料库
21
回填粘土
m3
1000
自购
D2K**+***两侧
22
指挥车
台
1
单位车
D2K**+***两侧
23
运输车
台
2
单位车
D2K**+***两侧
4、应急预案
紧急状况一：
基坑塌陷
应对措施：
立即对基坑进行回填，对既有线铁路侧的地下水进行回灌处理，同时加强监测，确保铁路的安全运营。
紧急状况二：
路基沉降，影响列车安全运营
加强铁路侧沉降观测频率，掌握变化情况。
通过沉降观测点观测，发现路基沉降危及列车运营时，立即联系**车站行车调度，中断行车，积极配合**工务段下属**车间，利用备用道碴对沉降线路段进行补碴，整道作业，经配合单位检查合格后，才放行列车，保证既有线行车安全和施工人员人生安全。
5、事故紧急应变过程的步骤
在施工中遇有突发性威胁行车安全或侵限事件，不能确保列车慢行安全时，应及时拦停列车，进行紧急处置，不得盲目或冒险放行列车，并及时上报。
6、事故紧急应变过程的步骤
1）坍塌：
报警→人员撤退→向隔离体内送风送水送食物（若需要）→抢救被掩埋或隔离的人员→救治伤员→施工现场清理和善后处理。
2）高处坠落：
报警→救治伤员（若有）→维护现场→调查及协助调查→善后处理。
3）起重伤害：
报警→触电人员救治→调查及协助调查→善后处理。
4）触电：
报警→触电人员救治→调查及协助调查→善后处理。
5）铁路交通事故：
报警→受伤人员救治→调查及协助调查→善后处理
7、急应变过程的联络、报警和报案及信息发布、处置工作
7.1、联络报警、报案程序
事发现场人员→工点应急救援组和工点负责人→事先已经联络好的一前一后火车站调度值班人员，启动应急预案（急救电话120）→项目部应急救援值班室→***局***铁路工程指挥部值班室→***公司。
启动应急预案的具体联络报警方式为手机或固定电话，小范围内的联络和报警方式为口头或使用口哨；而上述报案程序是根据《安全生产报告制度》结合现场情况制定的，报案程序的具体操作将严格遵从国家和铁道部规定的报案时效。
7.2、现场保护
突发性的事故/事件发生后项目部立即派人赶赴事故/事件现场，负责事故/事件现场保护，立即开展收集证据工作。
因抢救人员、防止突发性高处坠落紧急事故/事件扩大等原因，需要移动现场物件时，要做好标志、标记，并绘制现场简图，写出书面材料，妥善保存现场重要痕迹、物证。
7.3、事态监测
发生突发性高处坠落紧急事故/事件并启动应急预案后，由项目部所属的安全环保部、工程部、综合办公室负责人各指定本部门1名人员组成事态监测小组，负责对事态的发展进行动态监测并做好过程记录。
7.4、警戒与治安
为保障现场应急救援工作的顺利开展，在事故现场周边建立警戒区域，与前后火车站取得充分联系并得到站方完成认同的情况下实施交通管制，维护好现场治安秩序，防止与救援无关人员进入事故现场，保障救援队伍、物资运输和人群疏散等的交通畅通，并避免发生不必要的伤亡。
在安全事故救援过程中现场警戒与治安由项目队和办公室保安人员负责实施，必要的情况下邀请当地派出所派员参加。
现场警戒措施包括：
危险区边界警戒线为黄黑带，警戒哨佩带臂章，警车鸣警灯和警笛，用扩音喇叭警告，警戒哨人员负责阻止与救援无关的人员进入事故救援现场。
7.5、人群疏散与安置
是减少人员伤亡扩大的关键措施，也是最彻底的应急响应。
应根据事故的性质、控制程度等决定是否对人员进行疏散。
7.6、受伤人员的救助
应急救援小组对在突发性高处坠落事故中受伤的人员进行现场急救。
对伤情严重的人员立刻转送至工程所在地附近医院或急救中心进行抢救，转送过程中指派专人进行途中护理，急救车为转送伤员专用车辆或120急救车。
在紧急转送伤员时，救护车鸣灯。
7.7、公共关系
突发性事故发生后，应将有关事故的信息、影响、救援工作的进展情况等及时向媒体和公众进行统一发布，以消除公众的恐慌心理，控制谣言，避免公众的猜疑和不满。
发布事故相关信息由经理部向局指挥部汇报批准，由项目部办公室发布，保证发布信息的统一性，及时消除传言。
7.8、应急救援人员的安全
应急救援过程中，应对参与应急救援人员（指挥人员）的安全进行周密的考虑和监视。
必要时，应有专业抢险人员参与指挥或作业。
在应急救援过程中，由项目部安全环保部指派专人负责对参与应急救援人员的安全进行过程监视，及时发现受伤人员并组织撤换抢救。
事故处理后由现场专门与一前一后火车站进行沟通的联络员及时报告现场处理完毕的情况;由安质部向上级相关领导部门汇报全过程情况，且采取措施消除事故后果影响、善后赔偿和应急救援能力评估及应急救援预案的修订等内容，由应急救援领导小组组长组织和恢复生产秩序。
7.9、奖惩措施：
在安全生产事故应急救援中顾全大局，表现突出，为人民的生命财产安全做出重大贡献的员工将给予500-2000元奖励。
同时将给予在应急救援中消极怠慢不作为者严肃处理。
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