深基坑降水施工方案.docx
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深基坑降水施工方案
7.6降水工程
7.6.1降水设计方案概述
7.6.1.1编制依据
1、《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB50307—1999
2、《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ/T111—98
3、《工程地质手册》（第三册水文地质计算）
4、设计院提供的结构、建筑设计图
5、北京市地质工程勘察院设计提供的间降水招标用图
6、北京城建勘测设计研究院有限责任公司提供的《北京地铁6号线一期工程勘察01合同段（地下段）岩土工程勘察报告》
7.6.1.2地质条件及水文地质条件
1、地质条件
参见第二章工程概况。
2、水文地质条件
本车站及区间开挖深度范围内主要地下水情况见表7.6.1.1-1
表7.6.1.1-1地下水情况表
含水层类型
水位标高（m）
含水层岩性
补给方式
上层滞水
27.35～29.07
粉土
层或粉土
3层
大气降水及侧向径流补给，以蒸发、侧向径流、向下越流的方式排泄
潜水
19.63～24.87
粉细砂④3层和中粗砂④4层
接受侧向径流及越流补给，以侧向径流方式排泄
层间潜水
16.53～22.14
圆砾、卵石⑤层及中粗砂⑤4层
接受侧向径流及越流补给，以侧向径流和人工开采的方式排泄。
承压水
9.87～11.39
粉细砂⑦2层、中粗砂⑦1层及圆砾卵石⑦层
接受侧向径流补给及越流补给，以侧向径流和人工开采的方式排泄
7.6.1.3地下水影响分析
1、青年路站结构最深埋深约17-20m，根据勘察报告的地下水位情况，在本车站，上层滞水、潜水、层间潜水、承压水影响结构施工。
2、星火路站结构最深埋深约17-20m，根据勘察报告的地下水位情况，在本车站，上层滞水、潜水、层间潜水、承压水影响结构施工。
3、青年路站～褡裢坡站区间结构底面标高32.00m～15.63m，根据勘察报告的地下水位情况，在本区间K20+693.652～K21+300线路段，上层滞水、潜水、层间潜水影响结构施工，在区间K21+300～K21+400线路段，上层滞水、潜水影响结构施工，在区间K21+400～K21+700线路段，上层滞水影响结构施工。
4、星火路站～青年路站区间采用盾构法施工，不考虑地下水的影响，但区间泵房及联络通道等采用暗挖法施工。
结构底标高11.3m，上层滞水、潜水、层间潜水等的影响。
5、金台路站～星火路站区间采用盾构法施工，不考虑地下水的影响，但区间的风道、泵站、联络通道等采用明、暗挖施工，结构底标高10.0m，受上层滞水、潜水、层间潜水、承压水等的影响。
7.6.1.4降水方案选择
根据现场施工环境调查结果，该车站及明、暗挖区间主要位于朝阳北路沿线。
该路段地下管线较密集，地面交通繁忙，是本区域主要交通干道。
根据场地地质条件和现场施工条件，对站区间明挖采用双向双排管井降水，对车站采用封闭式管井降水。
北京地区在降水工程中选用的方法较多，主要有单级轻型井点法，多级轻型井点法，喷射井点法，管井抽降法，自渗降水法，及渗、抽结合的综合井点法。
根据场区所处的水文地质条件，结合我单位及兄弟单位在类似工程中的施工经验，本工程拟采用管井井点法降低地下水，通过调整降水井的间距，井径、井深等井结构参数，选择合适的成井工艺，管井抽降法适用范围很广，可用于粉土、砂土及砂卵石等各类地层。
渗透透性大的地层，井间距可布置的大一些，反之对于粉土之类的弱渗透性地层，应采用较小的井间距。
采用渗抽的方式，通过大井点降低地下水，并使上层的上层滞水入渗到下层。
从而通过投入较少泵组，达到快速可靠降水目的，确保地铁施工的干燥环境。
对暗挖段（青年路～褡裢坡站区间内），按照星牌建材铁路拆迁考虑，采取双线双排管井降水，如后期星牌建材铁路不拆迁，则采取管井结合辐射井方案（具体在后期实际施工中定）。
7.6.1.5降水设计参数
1、青年路站降水设计参数
该车站降水包括第一阶段车站主体、第二阶段站主体及附属结构降水，具体方案如下：
（1）第一阶段主体站（K20+214.817～K20+455）降水设计参数见表7.6.1.5-1
表7.6.1.5-1降水设计参数表
井类型
井径（m）
管径（mm）
井管类型
井深（m）
井间距（m）
滤料（mm）
井数
管井
600
400/50
无砂水泥管
27.0
6.0
粗砂
100
管井
600
219/4
桥式钢管
27.0
6.0
粗砂
2
（2）第二阶段主体站（K20+450～K20+693.652）降水设计参数见表7.6.1.5-2
表7.6.1.5-2降水设计参数表
井类型
井径（m）
管径（mm）
井管类型
井深（m）
井间距（m）
滤料（mm）
井数
管井
600
400/50
无砂水泥管
27.0
6.0
粗砂
87
（3）附属结构降水设计参数见表7.6.1.5-3
表7.6.1.5-3降水设计参数表
井类型
井径（m）
管径（mm）
井管类型
井深（m）
井间距（m）
滤料（mm）
井数
管井
600
400/50
无砂水泥管
23.0
6
粗砂
66
降水井平面布置图参考铁道部第一勘察设计院设计相关图纸，井身剖面图见图7.6.1.5-1
图7.6.1.5-1井身剖面图
2、星火路站降水设计参数
该车站降水包括车站主体降水及1#、2#出入口通道降水，具体方案如下：
（1）车站主体（含3#、4#出入口通道）降水设计参数见表7.6.1.5-4
表7.6.1.5-4降水设计参数表
井类型
井径（m）
管径（mm）
井管类型
井深（m）
井间距（m）
滤料（mm）
井数
管井
600
400/50
无砂水泥管
27.0
6.0
粗砂
133
管井
600
219/4
桥式钢管
27.0
6.0
粗砂
2
（2）1#、2#出入口通道降水设计参数见表7.6.1.5-5
表7.6.1.5-5降水设计参数表
井类型
井径（m）
管径（mm）
井管类型
井深（m）
井间距（m）
滤料（mm）
井数
管井
600
400/50
无砂水泥管
27.0
6
粗砂
47
降水井平面布置图参考设计院设计相关图纸，井身剖面图见图7.6.1.5-2
图7.6.1.5-2井身剖面图
3、青年路站～褡裢坡站区间降水设计参数
（1）区间K20+693.652～K21+300线路段管井设计参数见表7.6.1.5-6
表7.6.1.5-6降水设计参数表
井类型
井径（m）
管径（mm）
井管类型
井深（m）
井间距（m）
滤料（mm）
井数
管井
600
400/50
无砂水泥管
27.0
6
粗砂
206
（2）区间K210+300～K21+700线路段管井设计参数见表7.6.1.5-7
表7.6.1.5-7降水设计参数表
井类型
井径（m）
管径（mm）
井管类型
井深（m）
井间距（m）
滤料（mm）
井数
管井
600
400/50
无砂水泥管
19.0
10
粗砂
82
降水井平面布置图参考铁道部第一勘察设计院设计相关图纸，井身剖面图见图7.6.1.5-3
图7.6.1.5-3井身剖面图
4、星火路站～青年路站区间
采用盾构施工，不考虑降水，但区间泵房兼联络通道需降水，设计参数见表7.6.1.5-8。
表7.6.1.5-8降水设计参数表
井类型
井径（m）
管径（mm）
井管类型
井深（m）
井间距（m）
滤料（mm）
井数
管井
600
400/50
无砂水泥管
31.0
6.0
粗砂
20
降水井平面布置图参考铁道部第一勘察设计院设计相关图纸，井身剖面图见图7.6.1.5-4
图7.6.1.5-4井身剖面图
5、金台路站～星火路站区
采用盾构施工，不考虑降水，但区间风道、泵站兼联络通道需降水，设计参数见表7.6.1.5-9
表7.6.1.5-9降水设计参数表
井类型
井径（m）
管径（mm）
井管类型
井深（m）
井间距（m）
滤料（mm）
井数
管井
600
400/50
无砂水泥管
39.0
6.0
粗砂
24
降水井平面布置图参考铁道部第一勘察设计院设计相关图纸，井身剖面图见图7.6.1.5-5
图7.6.1.5-5井身剖面图
6、设计相关说明
（1）管径为：
外壁/壁厚；
（2）明挖施工工法基坑周围的降水井，井中心距离基坑围护桩外轮廓线≥2.0m，暗挖施工工法基坑周围的降水井，井中心距离基坑围护桩外轮廓≥2.5m。
（3）为避开各种障碍物，降水井间距可局部调整，但间距最大不应超过130%设计井间距。
（4）降水井节点详图见图7.6.1.5-6、图7.6.1.5-7、图7.6.1.5-8。
图7.6.1.5-6暗埋式井口示意剖面图
图7.6.1.5-7地面井口示意剖面图
图7.6.1.5-8排水口示意剖面图
7.6.1.6降水排水设计
设计排水管主管（集水管）为φ219mm/φ273mm/φ478mm钢管，支管采用φ89mm钢管。
排水采用明排和暗排，考虑交通的影响，除站体降水井以外其余降水井采用暗排，每隔暗排井点做一个工作井，主管线和支管线均埋设于地面以下0.8m。
出水管、支管和主管用单向阀连接，防止停泵时水倒流，然后恢复路面。
其它各井采用明排，明排管线直接铺设于不影响交通的路面或绿地上，并作防锈处理或冬季保温措施。
水从支管流经主管汇到雨水井，雨水井要做一工作井，采取暗排方式。
7.6.1.7降水配电系统设计
6#线本标段降水方案设计共有降水井769眼。
采用QD3-40/3-2、QD3-40/3-1.1型水泵做为降水泵。
降水用电总功率约为1500kW（根据各位置分级引进）。
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，埋深不小于0.75m。
所用的两级配电箱均采用正规厂家盛产并带有漏电保护装置，线路全部采用TN-C-S保护系统，所用电缆均采用YC型铜芯橡胶护套绝缘电缆。
配电箱需编号，加装安全护栏，悬挂警示牌，并做防雨措施。
明敷线路须架空。
如有些降水井在抽水期间由于受外界环境的限制（如道公路）不易观察，对降水用水泵在井下的工作状况不能及时掌握，因此需加装自动控制系统。
可对总出水量、井内水位、水泵电机功率等及时进行监控。
为防止在抽水期间发生意外停电事故，现场需备有备用电源，并配有自动切换装置。
7.6.2降水施工组织
7.6.2.1施工部署
1、施工准备
（1）提前做好交通围挡报批及市政掘路报批工作。
（2）调查场地周围雨污水管线及雨污水井，布置排水管线。
（3）组织施工人员进行安全、技术交底。
（4）做好施工中各种材料的计划和供应计划。
2、降水井施工机械配置和工期安排见表7.6.2.1-1。
表7.6.2.1-1降水井工程量统计及施工安排表
部位
数量
投入
设备
劳动力
配置
施工
工期
备注
青年路站
255口
6台
30人
16天
分2阶段施工
星火路站
182口
4台
20人
16天
青年路站～褡裢坡站区间
288口
6台
30人
16天
星火路站～青年路站区间
20口
2台
10人
5天
金台路站～星火路站区
24口
2台
10人
6天
3、施工流程
降水施工流程：
现场踏勘→井位布置→围挡→切割路面（井位及管线）→人工挖探井→钻机就位→成孔→替浆→下井管→填滤料→洗井→做人井→埋设排水联络管线及配电电缆→下泵抽水→恢复路面（地面）→抽水维护
降水井采用泵吸反循环泥浆护壁成孔，其工艺流程图见图7.6.2.1-1。
4、施工用电
打井施工期间用电总量约800KW；降水阶段用电总量约1500KW。
抽水期间在原有供电系统上，还要有第二路供电系统应急备用电源，并配有自动切换装置。
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配用电源，并配有自动切换装置。
图7.6.2.1-1降水井施工工艺流程图
5、施工用水
前期打井需提供5-10处小时流量不小于15方的自来水，打成若干眼管井后，采用已打降水井供水解决施工用水。
6、劳动力准备
按照施工进度计划及工程量配备劳力安排进场时间，用工高峰时全部现场劳动力约为100人。
7、主要机械设备使用计划见表7.6.2.1-2。
表7.6.2.1-2主要机械设备计划用量表
机械名称
用途
计划数量
SZ50泵吸反循环钻机
管井成孔
20台（全部）
空压机
洗井、破路面
5台
风镐
破硬化面
10台
潜水泵
抽水
800台
7.6.2.2降水井施工方法
1、挖探井
每口降水井上钻前人工挖探井1～4m（具体根据现场情况确定），见原状土，确认无地下管线,并下入护筒，护筒外侧填粘土封隔好表层杂填土层，以防止钻井施工用水大量漏失及塌孔，必要时随挖随做混凝土护壁。
如遇地下管线，需适当调整井位，重挖探井。
2、管井施工
（1）井位布设
按设计要求布设井位，布置井位时需考虑地下管线的位置，错开地下障碍物。
井位采用显著标志。
（2）围（挖）泥浆池
根据场地条件围泥浆池，车站位置每2～3口井共用一个泥浆池，区间降水井泥浆池根据现场具体情况进行设置。
（3）凿井
采用泵吸反循环钻机成井，井径不小于600mm，井孔保持圆正垂直，孔深不小于设计值。
（4）替浆
井管下入前注入清水置换，砂石泵抽出沉渣并测定井深。
（5）吊放井管
井管采用无砂混凝土管，在预制混凝土井鞋上放置井管同时水位以下包缠1层尼龙网，缓缓下放，当管口与井口相差200mm时，接上节井管，接头处用尼龙网裹严，以免挤入泥砂淤塞井管，竖向用2-4条30mm宽、长2～3m的竹条固定井管。
为防止上下节错位，在下管前将井管依井方向立直。
吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，为防止雨水泥砂或异物流入井中，井管要高出地面不小于200mm，并加盖临时保护。
（6）填滤料
井管下入后立即填入滤料。
滤料沿井孔四周均匀填入，保持连续，将泥浆挤出井孔。
填滤料时，随填随测滤料填入高度，当填入量与理论计算量不一致时，及时查找原因。
不得用装载机直接填料，用铁锹下料，以防不均匀或冲击井壁。
洗井后，如滤料下沉量过大，补填至井口下1米处，其上用粘土封填。
滤料为3-7mm干净豆石，杂质含量不大于3%。
（7）洗井
由于是反循环钻机施工的降水井，采用下泵试抽洗井，用潜污泵反复进行抽洗，直至水清砂净。
洗井在成井8小时内进行，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化,难以破坏，影响渗水效果。
洗井过程中观测水位及出水量变化情况。
3、排水管及电缆铺设
各抽水井排水采用硬塑料管就近与雨污水井或雨水箅相连，挖槽宽30cm，深80cm,排水管与电缆合槽铺设，排水管向水流方向的倾斜以1‰为宜,排放水达到市政管理部门的要求，及时发现并关停、处理出水含砂量较大的抽水井。
7.6.2.3安全措施
1、现场设专职安全员，随时检查安全生产情况，发现隐患及时处理；
2、对进入施工现场的职工进行安全教育，提高安全意识；
3、施工中要严格按照钻探操作规程施工；
4、现场做好防火防盗工作；
5、抽水用电表箱必须安装漏电保护器，电缆排列整齐；
6、降水井结构必须严紧，防止路面塌陷。
7.6.3降水技术要求及质量标准
7.6.3.1井位要求
1、井位施放时必须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，但间距最大应≯（设计“标准井距”×130%），且降水井总量不得减少。
如无特殊要求，对于暗挖工法，井距结构外轮廓应≥2.5m。
3、联络通道开挖施工前，降水井应已施工完毕。
7.6.3.2井身结构误差要求
1、井径误差±20mm；
2、垂直度误差≤1%；
7.6.3.3成井方法要求
在场地条件允许时，应优先选择反循环方式成井；选用其它成井工艺时，应着重注意洗井的效果以满足设计要求。
7.6.3.4填料要求
1、含水层段砾料应具有一定的磨圆度，砾料含泥量（含石粉）≤3%，粒径3～7mm；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、针状石屑；
2、要避免填料速度过快或不均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，要求实际填料量不小于95%理论计算量。
7.6.3.5洗井要求
1、洗井要求达到“水清砂净”；
2、下管、填料完成后应立即进行洗井，特殊情况如上路施工，成井-洗井间隔时间不能超过24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。
7.6.3.6抽水要求
1、联络通道开挖前的超前抽水时间不少于14天；
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：
粗砂含量<1/5万；中砂含量<1/2万；细砂含量<1/1万；
3、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。
7.6.3.7质量标准
降水质量标准详见表7.6.3.7-1
表7.6.3.7-1降水质量标准
序号
检查项目
允许偏差
检查方法
单位
数值
1
排水沟坡度
%
1-2
目测坑内不积水，沟内排水通畅
2
井管垂直度
%
1
插管时目测
3
井管间距（与设计相比）
mm
≤150
用钢尺量
4
井管插入深度（与设计相比）
mm
≤200
水准仪
5
过滤砂砾料填灌（与计算值相比）
%
≤5
检查回填料用量
7.6.4降水工程的辅助措施和补救措施
降水工程是一项受多种因素影响较大的工程，即使一个较完善的降水工程设计往往在工程实施工程中还要做多次调整。
地铁六号线经过北京老、新城区，地上地下建筑物、管线多且分布复杂，各类高大建筑、古建筑、属于危改类建筑较多，在降水范围内，为保证降水工程的顺利实施，对古建筑周边民房不造成危害性影响，必须要采取以下辅助或补救措施。
7.6.4.1建立地下水动态监测网
由于降水期较长，局部排水量较大，沿线过去的地下水均衡关系将发生较大变化，必然对周边环境产生影响。
为了较准确地掌握地下水懂套监测网，监测点的布设应掌握以下原则：
1、排水量较大的车站周围，抽水影响半径以内呈放射状布设观测孔；
2、抽水影响半径以内的高大建筑物、古建筑、危改类建筑与抽水系统之间布设观测孔；
3、不同含水层位布分层观测孔，取水样孔。
7.6.4.2建立沉降监测网
在降水工程实施之前，要根据降水设计中计算的抽水影响范围和该范围内的典型建筑（高大建筑、古建筑等）布设沉降观测点，在抽水期间要进行连续沉降观测，若累计沉降量接近预警值（根据不同类型建筑确定的不同预警值）时，及时上报有关单位采取必要措施。
7.6.4.3局部异常水处理措施
由于地铁六号线沿线经过北京新、老城区，有很多已废弃的地下构筑物多年来成了蓄水池，虽然这些水体没有稳定补给源，但由于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、当遇到地下构筑物含水时，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；
3、当以上工作需在基坑内或洞室内进行时，事先准备好临时支护设施和紧急排水设施后方可进行。
7.6.4.4潜水残留水处理
由于受潜水含水层底板凹凸不平的影响，或存在局部粘性土夹层，在含水层底部会产生残留水，这部分水若处理不好将带出地层中大量细颗粒物质，使基槽边坡土扰动出现坍塌，影响基槽开挖和基础施工。
出现这种情况时，为防止坑壁塌方，应放慢挖槽速度，及时在坑壁做盲管导流，并在槽边挖盲沟集水，再将集水排走。
导流盲管一般采用长0.5m的φ25塑料管，做成花管缠80目尼龙纱网。
盲沟一般贴坑壁挖，宽300mm，深300mm。
为防止水流将基坑底细颗粒物质带走造成基底土扰动，应在盲沟中填φ4-6mm砾石。
7.6.4.5局部加深部分的承压水影响分析及处理
本次降水设计是在结构初步设计条件下进行的，对区间隧道的局部加深情况了解不够，因此当地下结构出现局部加深段时，必须要针对承压水的影响进行专项分析，若设计的周边降水井能力已无法满足加深部分的降水要求时，可在车站站体内（洞内或槽内）针对加深部位专门设计降水井，抽水结束后对降水井必须进行封堵处理。
7.6.5降水工程的环境影响和处理措施
7.6.5.1地面沉降的防治措施
若通过沉降监测发现建筑物沉降已达到危险程度时，必须立即停止抽水，查明引起沉降的具体原因，当确认是降水所引起时，应马上采取回灌措施。
在沉降区域施工回灌井，回灌井与降水井之间的距离必须>5.0m，回灌井点的具体设计应根据具体发生沉降的情况来定。
7.6.5.2地下水资源保护
本区间降水井设计深度为23～39m，长期降水对区域地下水位影响很大，可考虑采用回灌方法保护地下水资源，由于抽水目的为④、⑤层，为了不影响深层水的水质变化，应采用“前抽后灌”方法，即充分利用卵砾石④、⑤层和⑦层有很好的水力联系、渗透性好、含水层厚度大等特性，在距抽水区域200m距离为施工回灌井，将同样水质的水回灌到卵砾石⑦层消纳，以缓解区域水位幅度下降对周边环境的影响。
具体回灌方案应根据具体情况以及要回灌的水量设计。
7.6.5.3地下水污染防治
本次降水工程中，防治污染的首要原则是不能再加剧浅层地下水的污染，因此降水设计以“抽-排”方式为主，即将上层滞水和潜水通过降水井从地下抽出，然后排入市政雨、污水管道，即使采用引渗方法降水，引渗的水量很小，并在消纳含水层中的强迳流带设了抽水井，将引渗的水及时抽出，因此不会加剧场区浅层水的污染。
为了掌握场区地下水水质动态的变化情况，应委托专业单位对降水区域的地下水水质进行监测、分析，进一步确定降水区域的浅层水是否被加剧污染，以制定相应的治理措施。
7.6.5.4降水井的后期处理
降水施工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（竣工）后，应予以拆除或采取适当处理措施。
1、降水管井在完成其使用目的后，首先切断抽水电源，拆除井下水泵、电缆、泵管，采用石硝填入井管内，回填高度为至井口3.0m。
利用井孔内存水使之饱和，依靠自重压实。
当井孔内存水不能使回填石硝饱和时，应边回填边注水。
距离井口3.0m以上采用粘土回填，并人工捣实。
近地表部分按原来地貌恢复。
混凝土在石硝回填后间隔3天回填。
回填处理的有关技术要求可参照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）及其它规范、规程进行。
2、暗埋排水管线、电缆等，当降水工程结束后，应按照北京市政管理的有关规定，将暗埋的排水管、电缆等挖出之后，分层回填级配砂石，并分层夯实到规定的高度后，填300mm厚的无机料，然后铺柏油。
3、降水井井口在抽水结束后，封填完成后，在路面部位要按照道路及市政要求，对井口部位要进行恢复到原有状态，确保车辆及行人的正常通
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