地铁车站施工降水方案.docx
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地铁车站施工降水方案
1、编制说明1
1.1编制依据1
1.2编制原则1
1.3编制范围1
2、工程概况1
2.1概述1
2.2工程地质和水文地质2
2.2.1工程地质条件2
2.2.2水文地质条件3
2.3降水目的及方法3
3、施工部署4
3.1施工目标4
3.2施工组织机构4
3.3施工准备4
3.3.1技术准备4
3.3.2现场准备4
3.4施工顺序安排4
4、降水施工技术方案5
4.1施工降水方案概况5
4.2基坑涌水量计算5
4.2.1参数选择6
4.2.2基坑涌水量计算6
4.2.3受降水漏斗影响高差计算6
4.3降水井计算7
4.3.1单井理论出水量计算7
4.3.2水泵选择7
4.3.3降水井数量计算8
4.4观测井布置8
4.5地面沉降9
4.6其他降排水施工措施9
4.7技术要求9
4.8主要施工方法9
4.8.1工艺流程9
4.8.2施工方法10
4.8.3成孔过程中泥浆处理措施11
5、施工进度计划12
6、资源配置计划12
6.1劳动力配置计划12
6.2主要机械设备配置计划13
7、质量管理13
7.1质量管理措施和管理体系13
7.1.1质量管理措施13
7.1.2质量管理体系13
7.2降水井质量保证措施14
7.3防止降水对周围建筑影响的保证措施15
8、安全管理15
8.1防火安全措施16
8.2施工用电安全措施16
8.3施工机械安全措施16
9、环境保护及文明施工17
9.1管理目标17
9.2保证措施17
10、附图18
降水井施工方案
1、编制说明
1.1编制依据
1、围护结构施工图
2、《成都地铁7号线工程初步勘察阶段岩土工程勘察报告》（中国建筑西南勘察设计院2011.11）
3、中国二院勘察设计研究院有限公司提供的管线资料的电子文件
4、中国二院勘察设计研究院有限公司提供的地形资料的电子文件
5、主要采用的国家和地方规范：
《成都地区基坑安全技术规范》（DB51T5072-2011）
《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
《成都地区建筑地基基础设计规范》（DB51/T5026-2001）
《建筑与市政降水工程技术规范》（JBJ/T111-98）
1.2编制原则
1、严格执行国家及成都市政府所制订有关施工的法律、法规和各项管理条例，并做到模范守法、文明施工。
2、针对城市施工的特点，科学安排，合理组织，严格管理，精心施工，以减少对周围环境及居民正常生活的影响。
3、以切实有效的技术措施和先进工艺，控制地面沉降，确保建筑物及地下管线等不受损坏，维持正常使用功能。
4、在施工组织设计的基础上，根据现场的实际施工条件，优化施工安排，细化施工工艺，指导施工。
1.3编制范围
中铁二局股份有限公司成都地铁7号线4标项目部三分部沙河铺站YCK13+675.30～YCK13+852.80段主体结构及附属结构降水井施工。
2、工程概况
2.1概述
沙河铺站为7号线工程的中间站，为地下二层三跨岛式车站，站台宽度为12m岛式站台。
车站全长177.5m，标准段宽21.1m，顶板覆土厚度为2.8~4.5m，车站外包总高双层段为15.21m、三层段为18.41m，车站建筑总面积约12300㎡。
车站初期共设置3个出入口，1个战时次要出入口,3个紧急疏散口。
2组5个风亭,风亭均为低风亭。
车站起讫里程分别为YCK13+675.300、YCK13+852.800，车站有效站台中心里程为YCK13+770.000。
地面高程502.45～504.29m；车站中心里程处顶板覆土约3.0m，中心里程处底板底埋深约18.75m。
主体结构采用明挖法施工，采用围护桩结构人加内支撑的围护结构体系，桩间挡土采用挂网喷射混凝土。
基坑降水采用坑外管井降水。
2.2工程地质和水文地质
地质部分按照《成都地铁7号线车站初勘报告》取用。
表述如下：
沙河铺站为
级阶地。
其工程涉及地层按照工程地质分层，从上至下分述于后：
根据拟建车站本阶段及工可阶段钻孔揭示，场地范围内上覆第四系全新统人工填土（Q4ml）；其下为第四系上更新统冰水沉积、冲积成因（Q3fgl+al）的黏土<3-1-2>；下伏基岩为白垩系上统灌口组（K2g）泥岩。
按分层依据，根据钻探揭露，本车站按岩土层层序，从上至下分述如下：
1、第四系全新统人工填土（Q4ml）
<1-2>杂填土：
褐灰、灰褐等杂色，成分较杂，多由碎石、粉质黏土、砖瓦碎块等建筑垃圾组成，局部为较纯的黏性土。
广布于车站地表，层厚2.3～11.0m。
该层均一性差，多为欠压密土，结构疏松，具强度较低、压缩性高、荷重易变形等特点。
2、第四系上更新统冰水沉积、冲积层（Q3fgl+al）
<3-1-2>黏土：
黄褐色、褐黄、灰黄等色，硬塑，局部可塑。
质较纯，偶夹卵石、砾石。
广泛分布于表层人工杂填土之下，层厚一般1.5～7.3m。
本层顶板标高为490.30～499.40m。
标贯实测击数平均值N=15.6击/30cm。
根据室内试验：
天然密度ρ=1.88～2.07g/cm3，天然含水量w=20.3～34.7%，天然孔隙比e=0.601～0.970，饱和度Sr=82.9～98.5%，液限WL=36.2～56.7，塑限WP=17.6～26.2%,塑性指数IP=17.2～30.5,液性指数IL=0.15～0.48，天然快剪指标：
凝聚力c=31.4～117.9kPa，内摩擦角Φ=6.6～22.1°，压缩系数av=0.10～0.78MPa-1，压缩模量Esv=2.17～17.06MPa，基床系数KV=7.0～56.1Mpa/m。
自由膨胀率Fs=23.0～55.0%。
3、白垩系上统灌口组（K2g）
泥岩顶板起伏不大，顶板标高490.23～499.40m，本次勘察未揭穿，与上覆第四系土层呈不整合接触。
M7Z2-CS-009号孔揭示：
26m以下局部见薄层石膏，厚1-3mm。
<5-1-1>全风化泥岩：
紫红、褐红、肉红色，呈土状，原岩结构已破坏，偶夹少量碎石、角砾。
该层呈透镜体状分布于基岩顶部，厚度一般2.0～3.3m。
<5-1-2>强风化泥岩：
紫红、肉红色，泥质结构，岩质软。
岩芯多呈碎块状，少量短柱状。
层位顶板标高490.02～494.70m，层厚0～2.6m，局部尖灭。
根据室内试验：
天然密度ρ=2.03～2.45g/cm3，天然含水率w=12.3～25.7%，天然抗压强度0.115～10.0MPa，天然饱和抗压强度2.18～4.37MPa，饱和吸水率20.28～80.11%，膨胀力26～393kPa，自由膨胀率15.0～45.0%。
<5-1-3>中等风化泥岩：
褐红、紫红色，泥质结构，厚层状构造。
局部节理发育。
岩芯多呈短柱状、长柱状，少量为碎块状。
RQD：
50～70%。
本层本次勘探未揭穿，层顶标高489.03～492.10m。
根据室内试验：
天然密度ρ=2.07～2.51g/cm3，天然含水率w=4.8～19.7%，天然抗压强度0.82～30.0MPa，天然饱和抗压强度1.40～11.2MPa，饱和吸水率5.94～56.19%，膨胀力41～151kPa，自由膨胀率2.0～30.0%。
1、地下水
根据成都区域水文地质资料及本车站地下水的赋存条件，本车站地下水主要有三种类型：
一是赋存于黏土层之上的上层滞水，二是赋存于黏性土中的裂隙水，三是基岩裂隙水（基岩溶孔溶隙裂隙潜水）。
2、上层滞水
上层滞水呈透镜体状分布于地表，赋存于地表人工填筑土中，大气降水和附近居民的生活用水为其主要补给源。
水量变化大，且不稳定，初见水位与静止水位基本一致。
由于其水量相对小，对地下工程基本无影响。
3、第四系松散土层的孔隙水
本车站第四系松散土层孔隙水主要为黏性土中的裂隙水。
黏性土层的透水性及富水性均较弱，赋存少量孔隙水。
2.3降水目的及方法
为保持基坑开挖时基底干燥，在土石方开挖期间利用降水井对基坑进行降水作业，确保土方挖运时基底干燥，满足施工要求。
本工程采用深井管井降水法。
在围护桩施工前，原则上沿车站基坑两侧布置两排纵向降水井。
3、施工部署
3.1施工目标
本工程采用深井管井进行施工降水，井孔为旋挖钻成孔，孔径600mm，降水井深24m。
主体23口、附属18口降水井，共计41口降水井；工期预计30天。
3.2施工组织机构
本工程降水井施工组织机构图如下所示：
岑刚（项目经理）
钟朝明（队长）
李建军（总工）
孙鹏（安全总监）
（测量）
车宏强
（领工员）
潘跃
（工程部长）
李膺宇
（技术员）
吕露
（测量）
谭军
（技术员）
王棚
3.3施工准备
1、工程部所有技术人员，根据提供的施工设计图进行详细认真审核，然后对图纸中存在的问题进行汇总，在设计交底时让设计院进行解答。
2、项目总工程师组织工程部的技术人员认真学习施工当中所涉及到的规范和规程。
3、根据施工图设计，及时收集施工时采用的技术资料。
4、逐层做好技术交底工作，让参与施工的所有人员必须明白设计意图。
降水井施工前，做好相应场地平整的工作以及所需机具、材料、人员到位。
3.4施工顺序安排
主体结构：
由于受锦绣大道交通疏解及管线迁改影响，车站降水井分为两次进行施工，具体施工方法大致为：
先施工能施工部分降水井，待管线改迁完成后施工锦绣大道及管线影响的降水井。
附属结构：
对各个附属结构围护桩施工时分别施工。
4、降水施工技术方案
4.1施工降水方案概况
本工程设计采用深井管井进行施工降水，井孔为旋挖钻成孔，孔径600mm，降水井深24m。
井管由多节钢筋混凝土管组成，内径300mm，外径360mm，每节长度3m。
每口井上部4节井壁管，下部3节滤水管和1节沉砂管，管高出地面200mm；滤水段由φ300mm满布滤水孔的钢筋砼管，以及其外包的铁丝网、密网和疏网滤砂透水层组成（详见下图管井大样图）。
井管吊放好后沿井管周围均匀投放滤料，滤料为直径8～10mm的碎石，滤料填至井口下1m左右时用粘性土填实夯平。
图4-1降水井管大样图
4.2基坑涌水量计算
本车站地层在垂直剖面上，自上而下为人工填土、黏土层，局部为透镜状分布的粉土、黏土夹卵石、卵石土，其下为泥岩的全、强、中等风化层。
根据本站的水文地质条件，表层杂填土中存在上层滞水，但水量变化大；站区分布的黏土层为含水层，富水性较差，相互间水力联系较差；下伏基岩泥岩形成风化带含水层，地下水富集规律性较差，在一定条件下，局部地方可形成含水块段。
故本站基坑开挖的涌水量主要为泥岩的强风化层及中等风化层的涌水量。
基坑长L=177.5m，宽B=21.1m。
L/B<10，简化为圆形基坑进行计算。
车站底板位于泥岩的中等风化层中。
根据《基坑工程手册》的规定，群井按大井简化时，采用潜水公式计算基坑涌水量：
Q—基坑涌水量（m3/d）；
k—含水层渗透系数（m/d），取k=1m/d；
H0—潜水含水层厚度（m）,取30m；
S—基坑地下水位的设计降深（m）,取19m；
R—降水影响半径（m）,
；
r0—基坑等效半径（m）；可按
计算；
A—基坑面积（m2）；
经计算，Q正=1256.7m3/d。
考虑到季节性、突发性暴雨、强降雨等引起的地下水位急剧升高，基坑最大涌水量计算采用涌水量计算的2倍：
Q最大=2Q=2×1586.5=2513.4（m3/d）
本工程降水井形成井点系统，考虑群井效应的有利影响（各个单井水位降落漏斗彼此发生干扰，产生群井效应，单井涌水量比计算的要小，但总的水位降低值大于单井抽水时的水位降低值），将两个降水井之间的中心点处视为水位最高点，计算受降水漏斗影响的降水高差。
由于降水漏斗的降落曲线以降水井为中心向外扩散，与降水井对比处于等半径位置时降落曲线高程一致，车站降水井间距最大为20m，保守计算时降水井间距取10m进行计算。
根据上述计算，影响半径（水位降落漏斗曲线稳定时的影响半径）
R——影响半径，
，设计降深S=24m，水位最高处为离降水井间距10m的位置，即x=10m，求y。
由于影响半径远大于设计降深，可将降落曲线视为直线，计算得出：
y=10×30/262.91=1.1m。
图4-2降水漏斗示意图
即降水时的水位最高处比降水井处水位高1.00m，要求降水深度≥24+1.14=25.1m。
实际布设降水井深度为24m，不满足，按25.5m设置（设计加长1.5m）。
4.3降水井计算
单井的出水量
按下述管井经验公式计算：
；
——过滤器半径（m），本工程管井管直径0.3m，
＝0.15；
——过滤器进水部分长度（m），考虑进水长度为5.0m；
；
4.3.2水泵选择
根据基坑涌水量、单井出水量的计算结果及设计降深，选用QS40-32型潜水泵。
水泵流量
，扬程32m，电机功率5.5kW，日抽水量为40×24＝960m3/d。
抽水过程中，每井一台水泵，带吸水铸铁管或胶管，配上一个控制井内水位的自动开关，在井口安装75mm阀门以便调节流量的大小，阀门用夹板固定，井点系统并预留6～8台水泵备用。
计算公式为：
；
Q——基坑总涌水量；
q——单井出水量，由于水泵出水量高于管井理论出水量，以单井理论出水量为准计算，取q＝565m3/d；
。
依据以上计算，车站主体至少应设置5口降水井。
但考虑群井效应及降水漏斗影响，根据《建筑基坑支护技术规程》和成都地区降水施工经验以及泥岩渗透系数小的特点，深基坑降水井间距一般不超过20m，综合本工程特点及现场、周边环境条件，车站主体结构实际设置20口,附属结构布置13口，原则上降水井沿基坑两侧对称布置（见附图降水井平面布置图）；基坑两端在超出至少3m位置布设降水井，使整个降水井系统形成封闭，满足降水要求。
潜水泵通过排水管将水直接排在沉砂池中，水经沉淀后排入市政雨水管道。
4.4观测井布置
为确保降水施工的顺利进行，设置观测井对降水效果进行观测，确定实际的土层渗透系数。
根据本车站站位特点、施工围蔽以及地下水流向情况：
1）车站小里程部分为降水水位较高的区段；2）观测井设置需要有足够的场地（最后观测孔与主井间距≥30m）；3）观测井需要与地下水流向平行或垂直线上布置，本站地水位为西高东低，即地下水流向为自西至东。
综合以上因素，以7#降水井为主井设置观测井，根据相关技术规范要求及成都地区经验，取砂卵石层土中观测井与主井的间距，共设置两个观测井，第一孔与6#降水井的间距为10m，第二孔与第一孔的间距为25m，最后观测孔与主井间距为35m，满足要求。
观测井直径为75mm，相关施工方法与降水井类似。
4.5地面沉降
场地地下水主要是泥岩裂隙水，所以降水后含水层产生的沉降不是很大，按经验地面最终沉降量为2-4cm。
降水过程应保持连续降水，并且加强观测监控，依照反馈数据及时调整降水措施。
4.6其他降排水施工措施
沿主体结构基坑四周设置排水沟，将地表水引入沉淀池沉淀后排入市政管网，防止地表水流入基坑。
基坑土方开挖过程中，当由于下雨等原因造成基坑表面积水时，应加大降水力度，确保满足挖孔桩及基坑开挖要求，并在基坑内采用挖排水沟、集水井的方法集水，然后用水泵将水抽出。
4.7技术要求
基坑工程施工降水的要求很高，如果不把地下水位控制在基底以下是无法保证安全和正常施工的，控制不当会造成基底土体隆起、围护结构整体倾覆及地面沉陷等严重后果。
施工降水必须要满足建筑工程基坑技术规范和地下地铁工程有关规范要求。
1、降水应使地下水位保持在基底以下0.5m。
停止降水时，必须验算涌水量和结构的抗浮稳定性。
当不能满足要求时，不得停泵；应在基坑回填土至原水位以上时方可停泵；
2、滤水段钢筋混凝土井管空隙率不应小于20％，滤料投放量不得小于计算量的95％；
3、降水观测孔沿基坑中心向两侧垂直成排布设，并宜延长至基坑外2-3倍降深长度，临近地表水、地下给排水管道附近的渗漏水层和临近建筑物应增加观测点；
4、抽水实施三班制，每班均需对各口降水井的流量和水位进行观测，及时反馈数据以便指导施工。
观测水位时，应在降水前观测初始水位高程，以后定期观测，雨季增加观测密度。
降水抽出的地下水含砂量应符合规定，发现含砂量过大或水质混浊应分析原因及时处理。
5、雨季施工时，地面水不得渗漏和流入基坑，遇大雨或暴雨时，必须及时将基坑内积水排除，并配备排污泵，随时启用。
4.8主要施工方法
在场地提供工作面后马上准备施工人员、机械设备、材料进场进行施工，施工工艺流程如下：
定位探管钻机对中成孔井管安装填充滤料洗井试抽正式抽降水（水位、含砂量观测）停泵拔管
1、定位探管
1）井位施放时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开孔的方法，当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，但间距最大不应超过130%设计井间距；
3）基槽土方开挖前，降水井的布设应已形成封闭或超前2倍基槽宽度。
2、钻机对中
将旋挖钻机移动至井位附近，核对井位，将钻头中心对准管井中心点，调节钻机垂直度，井身要做到一下要求：
1）井径误差±20mm；
2）垂直度误差≤1%；
3）井深应满足井结构图中文字说明部分的要求。
3、成孔
先用人工埋设护壁管，护壁管装好后开始钻进成孔，钻孔采用泥浆护壁，施工时保持孔内泥浆高度，防止塌孔，孔深达到设计深度后终孔，钻进中应取土样并做好记录。
4、井管安装
井孔深度经验收合格后，用抽渣筒清孔，清孔后采用汽车吊吊装井管。
各节井管之间应同心并焊接严密，吊装时调整好井管中心位置与垂直度，井点管就位固定后，管上口设临时封闭。
5、填充滤料
井管吊放好后沿井管周围均匀投放滤料，滤料为8～10mm碎石，滤料填至井口下1m左右时用粘性土填实夯平。
滤料投放前应清孔稀释泥浆。
当投放滤料管口有泥浆水冒出或向管内灌水能很快下渗时为渗水性能合格；
6、洗井
采用空压机、活塞联合洗井，在空压机洗净之后再采用活塞洗井。
重复以上洗井过程，直至满足出水含砂率小于1/20000，以保证抽水设备正常运转及不致使泥砂带出会引起地层下沉。
1）洗井要求达到“水清砂净”；
2）下管、填充填料完成后应立即进行洗井，成井—洗井间隔时间不能超过8小时；
3）采用隔离塞分段洗井，如果泥浆中含泥砂量较大，可先进行捞渣，再进行洗井；
4）当常规洗井效果不好时，可加洗井剂浸泡后再洗井。
7、试抽
管井运行前进行试抽，检查抽水是否正常，有无淤塞现象，如情况异常，应进行检修。
8、正式抽降水
试抽正常后进行正式降水，基坑开挖至地下水位标高前的超前抽水时间不少于14天，水位没达到设计深度以前，每天观测三次水位，水位达到设计深度后，每天观测一次水位。
观测时记录水位、流量、含砂量，抽水过程中还应经常对抽水机械的电动机、传动轴、电流及电压等进行检查。
为防止因降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<1/5万；中、细砂含量<1/2万。
9、停泵拔管
管井降水完毕后，可用起重设备将管井管口套紧徐徐拔出，滤水管拔出后可洗净再用，所留孔洞应用砂砾填实，上部500mm用粘性土填充夯实。
为了避免在降水井成孔施工过程中泥浆渗漏，给周围环境造成污染，对市民带来不便。
特制定以下泥浆处理措施：
1、在每口凿井机工作范围内安装铁皮专用泥浆池，如受场地限制无法安装铁皮泥浆池时，可采用砖砌式泥浆池。
2、在安装铁皮泥浆池时，池底四周必须采用膨胀螺丝固定，以防止泥浆池受侧压力的影响造成泥浆泄露。
3、在凿井过程中，工人必须随时观察泥浆池的稳定性以及泥浆液面标高，泥浆面必须低于泥浆池上口30cm。
4、在洗井过程中，必须采用泥浆泵及泥浆管将泥浆排放到挖好的沉淀池内，经沉淀后排入市政管道，严禁将泥浆直接排放到市政污水、雨水管道内。
5、每口井施工结束后，必须及时清理好施工现场，做好文明施工工作。
5、施工进度计划
根据前期施工准备工作情况，预计2013年6月15日开始进行降水井施工，于8月13日完工，总工期60天。
其中施工准备1天，测量放线1天，降水井成孔放管58天。
施工进度安排详见施工进度横道图（图5-1）。
工作内容
工作时间（天）
6.15
6.16
6.17
6.18
……
8.10
8.11
8.12
8.13
施工准备
测量放线
降水井
施工
降排水
…
图5-1降水井施工进度横道图
6、资源配置计划
6.1劳动力配置计划
施工降水直接影响后续工序施工，必须尽快完成，工期紧，为确保高质高效地完成施工任务，在施工期间所有人员必须持证上岗，确保其适合本工作岗位的要求。
根据综合考滤工程的特点和施工场地条件的限制，确定降水井施工的劳动力力数量。
详见表6-1：
降水井主要工种劳动力用量表表6-1
序号
工种
人数
1
管理人员
4
2
成孔技工
10
3
机修工
2
4
电工、焊工
4
5
起重工
4
6
普通工
15
合计
35
注：
以上人员作为参考，必要时根据施工情况增减人员，在施工中尽量利用多技人员。
6.2主要机械设备配置计划
机械设备配置：
按照此方案进行机械设备的选型配备，同时考虑了特殊情况下的应急设备、备用设备，以确保施工工期和工程质量，满足工程施工的需要。
确保上投入机械设备的性能完好，设备数量充足，保证工程的正常施工。
主要机械设备计划表。
详见表6-2：
拟投入本工程工程的主要机械表 表6-2
序号
机械名称
规格型号
额定功率（kw）或容量（m3）吨位
数量（台）
用途
备注
1
旋挖钻机
PR626D
55KW
1
2
潜水泵
QS40-32
5.5KW
80
3
切割机
J36-400A
2.5KW
2
4
电焊机
BX—400
11KW
2
5
潜水泵开关箱
60
6
水准仪
AL222
2mm
2
7
全站仪
徕卡TS03
±2″
1
8
汽车吊
8T
1
7、质量管理
7.1质量管理措施和管理体系
1、实施方案审核交底，通过确保方案的实施保证工程施工质量。
2、严把材料（包括原材料、成品和半成品）的出厂质量和进场质量关。
3、确保工程资料与工程进度同步。
建立由项目经理领导，由总工程师策划、组织实施，生产副经理中间控制，专业工长、质检员检查监督的管理系统，形成项目经理部和专业施工作业班组的质量管理网络。
项目质量管理组织机构见图4-1：
图4-1 项目质量管理组织机构
7.2降水井质量保证措施
1、成孔时精心施工，杜绝塌孔事故发生，防止因塌孔而危及周围建筑物安全；成孔保证孔径上下一致，圆顺垂直，防止井孔缩径、倾斜；
2、各节井管焊接时上下管应对准，保证上下同心、焊接严密，不透水、不漏气；降水设备的管道、部件和附件等，在组装前必须经过检查和清洗，滤管在运输、装卸和堆放时应防止损坏滤网；
3、洗井采用空压机、活塞联合洗井，每口井活塞洗井不少于两次，每次提拉活塞时间不少于2小时，空压机洗井不少于2个台班，达到正常出水时含砂率小于0.05‰；
4、抽水前统一测一次各井静止水位，抽水开始后，水位未达到设计降水深度以前，每天观测三次水位（根据观测数据绘制水位降深值S与时间t过程曲线图分析水位下
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