基坑降水井施工方案最终.docx

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基坑降水井施工方案最终

广州市轨道交通二、八号线延长线工程盾构1标段

【江泰路站—南洲站盾构区间】土建工程

降水井施工方案

编制：

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批准：

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中铁一局集团有限公司

广州市轨道交通二、八号线延长线工程盾构1标段

【江泰路站—南洲站盾构区间】项目经理部

2005年11月

广州轨道交通二、八号线延长线盾构1标段

降水井施工方案

一、编制依据

1、广州市轨道交通二、八号线延长线工程盾构1标段【江泰路站～南洲站盾构区间】土建工程相关设计资料、合同文件、招标文件及投标文件；

2、本标段工程地质勘测资料、现场调查资料及我公司在深基坑施工方面的丰富经验；

3、国家现行有关施工及验收规范、规则、质量技术标准，以及广州地区在安全文明施工、环境保护、交通组织等方面的规定；

二、工程概况

1、工程概述

本工程盾构始发井（兼做轨排井）及明洞段位于江泰路站南边渡线交叉处，其里程位置为YCK12+362.199～YCK12+462.399，包括围护结构其外包长度为100.2m，该部分采用明挖法施工。

盾构井外包长18.1米，宽27.7米，深21.23米，结构为双层双跨框架结构；轨排井及普通段外包总长为82.1米，宽23.2米，深20.973米，结构采用大跨度马蹄形断面。

该段基坑开挖深度约为22m，开挖总方量约5.8万立方米，基坑开挖范围内地层从上至下依次为：

<1>人工填土层、<4-1>、<4-2>冲、洪积粘性土层、<3-2>砂层、<7>岩石强风化带、<8>岩石中风化带、<9>岩石微风化带。

2、工程地质及水文地质

2.1工程地质

根据业主所提供的工程勘测资料（广东有色工程勘察设计院），本场区结合原位测试及室内试验资料，按成因、岩性、状态划分，将场地岩土分层简略描述如下表。

地质纵剖面图详见地质详勘报告。

表1岩土分层及其特征表

地层名称

地层编号

岩土名称

地层描述

人工填土层

〈1〉

人工填土主要为杂填土和素填土，而且各孔分布连续，颜色较杂，主要呈土灰色、土红色、褐红色、灰黄色等碎石，砼块、砖块、人工堆填的细砂、中粗砂、粘性土及风化岩碎屑组成，硬质物含量较高，结构松散或稍压实。

粉质粘土层

Q4mc

<2-4>

层厚1.58m，灰黄色、灰白色，软塑～可塑，以粘粒为主，局部含粉、细砂粒，土质粘韧，切面较光滑，局部有明显砂感。

粉细砂层（Q3al+pl）

〈3-1〉

粉砂

细砂

本层平均层厚2.66m，灰白、灰黄色、浅黄白色等，饱和，松散～稍密，级配不良，以石英质粉细砂为主，不均匀含粘、粉粒。

中粗砂层（Q3al+pl）

〈3-2〉

中砂

粗砂

本层层厚2.11m，灰白、灰黄、褐灰色等，饱和，稍密～中密，局部松散状，级配良好为主，局部级配不良，以石英质粗砂为主，含少量粘粒。

粉质粘土（Q3al+pl）

〈4-1〉

粉质粘土

浅灰、浅灰黄、灰～灰白、深灰色等，可塑状，局部为软塑状或硬塑状，土质粘韧，局部含少量砂。

淤泥质土Q3al+pl）

〈4-2〉

冲积～洪积淤泥质土层

本层层厚层厚1.64m，深灰～灰黑色，软塑，土质较为粘滑，含少量砂。

粉质粘土（Q3dl）

〈4-3〉

粉质粘土

本层层厚3.53m，土性：

黄褐色，硬塑为主，局部可塑，含少量砂粒，砂粒磨圆度差。

白垩系红层残积可塑状粉质粘土、稍密状粉土（Qel）

〈5-1〉

粉质粘土

本层层厚4.72m，褐红色、暗褐红色等，可塑，为泥质粉砂岩、含砾砂岩风化残积土。

浅成-超浅成流纹质英安斑岩、英安斑岩残积可塑状粉质粘土、稍密状粉土（Qel）

〈5λπ-1〉

粉质粘土

本层层厚5.00m，灰绿、灰褐、紫红及灰白色等，可塑，为流纹质英安斑岩或英安斑岩风化残积土；灰绿、灰褐、紫红及灰白色等，湿，稍密，为流纹质英安斑岩或英安斑岩风化残积土。

白垩系红层（Qel）

〈5-2〉

残积硬塑状粉质粘土、中密状粉土

本层层厚3.98m，褐红色、暗褐红色等，硬塑，为泥质粉砂岩、含砾砂岩风化残积土。

浅成-超浅成流纹质英安斑岩、英安斑岩残积硬塑状粉质粘土、中密状粉土（Qel）

<5λπ-2>

英安斑岩残积硬塑状粘性土、中密状粉土

本层层厚6.81m，粉质粘土土性：

紫红夹灰白色等，硬塑，为流纹质英安斑岩或英安斑岩风化残积土；粉土土性：

紫红夹灰白色等，稍湿，中密，为流纹质英安斑岩或英安斑岩风化残积土。

岩石全风化带（K2d2）

〈6〉

全风化泥质粉砂岩

本层平均层厚3.52m，沉积岩主要为白垩系上统三水组（K2s）、白垩系下统白鹤洞组（K1b），岩石种类为泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩及含砾砂岩等。

岩性：

暗红色、棕红色、紫灰褐色，岩石风化剧烈，组织结构已基本风化，但尚可辨认，呈坚硬土状，局部硬塑。

浅成–超浅成流纹质英安斑岩、英安斑岩全风化带（λπ）

<6λπ>

全风化英安斑岩

本层平均层厚4.88m，暗紫红色，深灰色，岩石风化剧烈，母岩组织结构已基本风化破坏，但尚可辨认，岩芯呈坚硬土状或密实粉土状。

岩石

强风化带（K2Sl）

〈7〉

强风化岩

本层平均层厚5.70m，沉积岩主要为白垩系上统三水组（K2s）、白垩系下统白鹤洞组（K1b），岩石种类为泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩及含砾砂岩等。

岩性：

暗红色、棕红色、紫灰褐色，岩石风化强烈，岩石组织结构已大部分破坏，但尚可清晰辨认，矿物成分已显著变化，结构强度显著降低，风化裂隙较发育，岩体较破碎，岩芯呈半岩半土状或岩块状，岩质极软，手可拆断，失水易裂。

浅成–超浅成流纹质英安斑岩、英安斑岩强风化带（λπ）

<7λπ>

强风化岩

本层揭露厚度较厚，平均层厚15.59m，暗紫红色，深灰色，岩石组织结构已大部分破坏，但尚可清晰辨认，矿物成分已显著变化，风化裂隙发育，岩体破碎，岩芯呈半岩半土状，岩质极软。

岩石中风化带（k2d2）

〈8〉

中风化泥质粉砂岩

本层平均层厚2.66m，沉积岩主要为白垩系上统三水组（K2s）、白垩系下统白鹤洞组（K1b），岩石种类为泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩及含砾砂岩等。

岩性：

暗红色、棕红色、紫灰褐色，陆源碎屑结构，厚层状构造，泥质及钙质胶结，岩体稍破碎，岩芯短柱状，少量呈碎块状，岩质稍硬，失水易裂。

浅成超浅成流纹质英安斑岩、英安斑岩中风化带（λπ）

<8λπ>

中风化英安斑岩

本层层厚6.81m，暗紫红色，深灰色，隐晶质结构，斑状构造，基质为隐晶质，成分主要为石英，次为斜长石，钙质胶结，裂隙较发育，岩芯呈短柱、碎块状，岩质稍硬。

岩石微风化带（k2dl）

〈9〉

微风化泥质粉砂岩岩

沉积岩主要为白垩系上统三水组（K2s）、白垩系下统白鹤洞组（K1b），岩石种类为泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩及含砾砂岩等。

岩性：

暗红色、棕红色、紫灰褐色，陆源碎屑结构，厚层状构造，泥质、铁质及钙质胶结，岩体较完整，岩芯多呈长柱状，少量呈碎块状，岩质较硬，失水易裂。

浅成–超浅成流纹质英安斑岩、英安斑岩微风化带（λπ）

<9λπ>

微风化英安斑岩、流纹斑岩

本层层厚3.24m，暗紫红色，深灰色，隐晶质结构，斑状构造，基质为隐晶质，成分主要为石英，次为斜长石，钙质胶结，裂隙稍发育，岩体较完整，岩芯多呈长短柱，少量呈碎块状，岩质坚硬。

2.2水文地质

地下水类型主要有两种：

一种为赋存于第四系松散土层中的孔隙水；另一种是赋存于基岩风化带中裂隙水。

第四系孔隙水主要赋存在海陆交互相粉细砂层<2-2>、冲洪积粉细砂层<3-1>、中粗砂层<3-2>中，第四系孔隙水具有一定的承压性，为承压水。

基岩风化裂隙水含水层主要赋存于中、微风化岩中的风化裂隙之中、含水层无明确界限，埋深和厚度很不稳定，其透水性主要取决于裂隙的发育程度和性质（包括裂隙闭合或形式、规模、充填物质，以及裂隙的组合形式、密度等）、岩石风化程度。

风化程度越高、裂隙充填程度越大，渗透系数则越小。

三、基坑降水设计及井点布置

1、基坑降水目的

基坑工程降水主要是为了使基坑内地面至基坑底以下一定深度内的土层疏干并排水加固，便于土方开挖，更有助于提高围护结构被动区及基坑内土体的强度和刚度，以确保基坑的顺利开挖和地下结构的施工，其中包括降低浅层潜水的地下水位，降低土体的含水率，提高土体的抗剪强度稳定性，防止发生流砂、管涌和基坑回弹隆起等。

2、基坑降水设计

根据工程与水文地质特点、围护结构类型、基坑开挖方法及施工顺序等，进行基坑降水作业。

拟在基坑地下连续墙做完后并达到设计强度要求后，进行基坑内降水；

由于基坑开挖深度在22m左右，基底地层地质变化不大，均为<9>微风化地层。

根据地层情况及基坑深度，基坑降水降至基底以下1m即可，因此降水井施工深度按22m考虑。

井孔开挖直径为800㎜，井管选择直径为500㎜的钢筋笼外裹2层透水纱布及钢筋网。

基坑降水管井数量设计根据施工具体情况进行设计。

（1）降水计算

设计井深22m，井孔直径800mm，井管选择500mm砼管，单节长度2m，便于开挖时随挖随拆卸，滤水管长度4m，设计基坑水位降至基底以下1m；

1）影响半径

式中：

R—影响半径（m）

S—15.5m为水位降低值（m），

H—含水层厚度，取H＝15.5m

k—土层渗透系数，取k＝3.5m/d

2）引用半径

本段总长98.9米，则：

因为A/B＝60/23.6＝3.2<5

式中：

A-基坑长度A＝60m

B-基坑宽度B＝23.6m

所以r0＝

＝

＝21.3m

式中：

r0---引用半径（m）

3）单段基坑总涌水量

式中：

Q—基坑总涌水量

S—基坑底水位降深，S＝15.5m

R’—引用影响半径，R’＝R+r0＝249.6m

＝1027.4m3/d

4）单井出水量

（d—井管直径，d＝0.35m，l—滤管长度，l＝4m）

＝432m3/d

5）井数、间距

因为3q>1.1Q>q，所以60米一段做3口井。

6）本段明挖段要设5口井，井间距D＝98.9/5＝19.78m。

（2）管井布置

沿基坑中线以19m左右间距并避开支撑设备布置。

四、降水井施工

降水采用重力降水办法用深井泵抽水，局部辅以真空泵抽水。

深井降水在土方开挖前20天进行，每口深井配深井泵一台，每4口深井配真空泵一台。

深井真空抽气要连续不断，深井泵抽水则不连续进行，有水则抽，断水则停。

按时抽水，最初水位高，水量多，每次抽水出水时间长，间隔时间短，以后随水位下降，每次抽水出水时间短，抽水的时间逐渐放长。

1、降水井管构造及降水设施

（1）井孔开挖直径为800㎜，井管选择直径为500㎜的钢筋笼外裹2层透水纱布及铁丝网，井内设通长砼滤管。

管外回填瓜米石至地面以下1～1.5米，上侧孔口部分用粘土填实。

回填时利用井管上设的对中线确保井壁四周填层厚度均匀。

井管构造见图2。

钢筋笼构造设计见图3。

（2）真空泵：

采用双节真空泵，2S-185型。

每4根井管合成一组共用一台真空泵。

（3）深井泵：

降水用QY-25型潜水电泵。

每井一台，并带吸水铸铁管或胶管，并配上一个控制井内水位的自动开关，在井口安装阀门以便调节流量的大小，阀门用夹板固定。

每个基坑有2台备用泵。

（4）集水井与排水明沟：

井管內抽出的地下水排水集水井，再通过排水明沟接通附近下水道。

图2井管构造示意图

图3钢筋笼结构图（单位：

mm）

2、降水施工

（1）降井施工流程见图4。

图4降水施工流程图

（2）降水施工方法和技术措施

1）成孔可根据土质条件和孔深要求，采用冲击钻机成孔，钻孔直径800mm，用泥浆护壁，孔口设置护筒，以防孔口塌方，并在一侧设排泥沟、泥浆坑。

施工中控制孔斜偏差<1%。

A．钻孔桩成孔施工

a．钻孔桩施