降水工程安全转项施工方案黑龙江建设网.docx

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降水工程安全转项施工方案黑龙江建设网

降水工程安全专项施工方案

一、工程概况

1、工程概况

拟建工程位于道里区友谊路与通江街十字路口十字路口东北角，现哈尔滨警备区办公楼北侧，，距松花江堤约50m。

交通便利，场地较平坦。

基坑占地基坑面积约94×31.2m2，基坑开挖深度为－6.8m。

勘察资料显示场地地下水位-3.3m，为了保证工程基础正常开挖，根据降水规范，地下水应降至基坑开挖底板下0.5-1.0m，即地下水位降至7.3－7.8m以下。

2、工程地质条件

根据岩土工程勘察资料，场区地层岩性组成如下：

第

（1）层；杂填土：

0.00――――2.70m

第

（2）层；粉质粘土：

2.70――――5.80m

第（3）层；细砂：

5.80――――11.30m

第（4）层：

中砂：

11.30――――25.20m

第（5）层；粉质粘土：

25.20――――29.00m

第（6）层；中砂：

29.00――――30.50m

第（7）层：

粉质粘土与中砂互层：

30.50――――35.30m

第（8）层；粉质粘土：

35.30――――40.30m

第（9）层；全风化泥岩：

40.30――――50.00m

3、水文地质条件

场地地貌单元为松花江河谷漫滩区，根据地下水的埋藏条件，场地地下水类型为松散岩类孔隙潜水。

根据区域水文地质资料：

含水层厚30m，渗透系数25m/d，单井涌水量2000m3m3/d，补给区与分布区一致。

主要接受大气降水、地表水补给，以侧向迳流侧向迳流为主要排泄方式，地下水动态变化大，水量充足，分布稳定。

场地地下水与松花江水力联系密切，由于含水层渗透性和迳流条件好，因此形成互补的补给和排泄条件。

地下水位年变幅2-3m。

现地下水位埋深－3.30m。

主要赋存于细砂和中粗砂地层中，降水有效影响半径200m。

二、编制依据

1、《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）

2、《供水管井技术规范》（GB50296—99）

3、《水文地质钻探规程》DJ/T0148—94）

4、《水文地质手册》第二版（地质出版社）；

5、《工程地质手册》第三版（建筑工业出版社）；

6、《岩土工程勘察报告》

7、《建筑工程施工现场供用电安全规范》（GB50194—93）

三、降水设计、施工方案

1、降水方法的选择

本工程为在粉质粘土和松散砂类地层中进行的深大基坑工程，降低地下水位是必不可少的。

目前基坑开挖降水方法很多，有深井点降水，明排降水和轻型井点降水，根据本场地降水时间集中、水位降深及排水量较大的特点，明排和轻型井点的方法，都不能满足基坑开挖及基础施工干作业的要求，只有采用深井点降水方法，才能有效防止基坑底部土体隆起或突涌的发生，确保施工时基坑挖土和封底时的安全，不发生冒水冒砂，保证底板的稳定性，减少对周边环境的影响。

2、降水设计

（1）基坑涌水量

采用下式计

式中：

K：

含水层综合渗透系数，取经验值K=25m/d

R：

有效影响半径，R＝200m

H：

含水层有效厚度H=30m

S：

基坑中心水位降深，设计值S=4.0m

R0：

大井概化半径=36.31m

计算得Q基=9387.66m3/d即基坑日排水量至少为9387.66m3/d才能满足设计水位降深的要求。

（2）井数的确定

按场地的水文地质条件，结合前面的降水工程条件分析，拟采用深井点降水。

单井出水量、单井内水位降及基坑涌水量应满足如下条件：

考虑地下水渗流对基坑地基土的影响，单井出水量不宜过大，即不超过30m3/h，单井内降深应以稍大于基坑内最大水位降为宜。

基坑降水运行时总排水量应大于计算的基坑排水量，Q总=nQ单＞Q基

降水井数可按下式确定：

N=1.1Q基/Q单

式中：

Q单：

单井出水量Q单=30m3/h；

Q基：

基坑排水量9387.66m3/d；

n：

降水井点数

经计算当N=18.34≈18眼，基坑日总排水量为；Q总=nQ单=18×30m3/h×24h=12960.0m3/d，即Q总>Q基=9387.664m3/d，满足上面1、2条件。

经以上验算，基坑挖深6.8m时，降水井数18眼，单井水量30m3/h。

基坑降水日排水量=12960.00m3/d。

即选用额定出水量30m3/h、扬程大于25m的配套潜水泵。

（3）到达设计降深时间预测

采用下式预测

式中：

S：

计算点时间水位降m；

WS（ui）为第i眼井的泰斯井函数；

其他符号意义同上式。

经验算基坑中心点水位降达设计水位降时间约3天。

（4）降水井布置

根据降水计算结果和相关工程经验，降水井布置方案如下：

本降水工程采用环形方法布井，大部分井点布置在基坑外侧，部分降水井点布置在基坑边部（详见降水井平面布置图）。

井间距约17.89m，井深18m。

排水方案采用分管单井排水方法，排入甲方指定的就近地点。

设计技术参数见下表。

降水施工设计技术参数

井径（mm）

管径

（mm）

井管

类型

井深

（m）

井间距（m）

滤料

（mm）

降水井数（眼）

回灌井数（眼）

φ550

Φ275

双壁螺

旋管

18

17.89

φ3-5

18

7（其中2#、4#井兼做观测井）

3、降水运行

（1）可采用分次降水，即边打井边洗井边抽水，用调整泵深来调整控制降水深度，以使水位缓缓平稳下降，避免因剧烈水位下降会增加沉降量，导致相邻建筑物损坏。

（2）严禁挖土机、吊车等设备撞击井管、排水管线、电缆等。

（3）井管口有保护措施，防止杂物掉入井内。

（4）降水井要保证昼夜连续运转，防止因停泵使水位上升，造成“涌槽”事故。

（5）降水结束需缓慢稳定抬升水位必具备两个条件：

建筑物防水必须做好；建筑物荷载大于地下水上顶托力。

（6）基坑内的降水井停抽后把潜水泵取出，以便甲方采取措施，进行封井处理。

4、降水动态观测

（1）受场地条件及经济条件限制不单独布设观测井点，可在降水井外侧设立观测井点或运行时选择代表性降水井定时关停，测得水位下降情况。

（2）降水运行开始即对地下水位进行全面的观测记录，以便随时获得水位降落信息。

降水运行时，做好水位观测记录，记录一式叁份，甲、乙双方及监理单位各一份，为了取得下降水位深度数据，可采用单井临时停泵的方法进行测量。

（3）根据观测记录，及时分析降水过程中不正常状况及产生原因，提出调整及补充措施，确保达到设计降水深度。

5、降水井施工

（1）施工准备

1）调查场地周围雨污水管线及雨污水井分布状况，布置排水管线和供电线路。

2）组织施工人员进行安全、技术交底。

3）详细制定施工中各种材料计划和供应计划。

（2）降水井结构

根据地层及水文地质条件，降水井井深为18m，开终孔径φ550mm，下入井管为φ275mm双壁螺旋管。

（3）施工流向与施工流程

准备工作→钻机进场→放线定位→挖泥浆坑→埋设钢护筒→钻进→终孔→下井管→填滤料→封井→洗井→合理安装排水管及电缆→下泵→抽水→记录。

（4）施工方法

1）挖探井

在拟施工降水井位人工挖探井直至见原状土，3m以上较浅的探井在确认无地下管线及地下构筑物后下入护筒，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。

2）挖泥浆池

根据场地条件在距降水井1.5m左右处挖泥浆坑，一般每口井用一个泥浆池。

3）凿井

为确保降水效果，减小洗井难度，所有管井采用泵吸反循环钻机成孔，井径、孔深不小于设计值，井身应保持圆正垂直。

4）下管

按设计井深事先将井管排列、组合，下管时所有深井的底部按标高严格控制。

井管应平稳入孔，接头要接牢固，完整无隙，确保强度，以免脱落；过滤器包好井底布，缝隙清楚，下管要准确到位，自然落下，不可强力下压，以免损坏过滤结构。

下好井管后，把井管居中固定。

5）填砾料

井管下入后立即填入砾料。

砾料应保持连续沿井管外四周均匀填入。

填砾料时，应随填随测砾料填入高度，当填入量与理论计算量不一致时，及时查找原因。

不得用装载机或手推车直接填料，应用铁锹填料，以防不均匀或冲击井壁，如遇蓬堵可用水冲。

填砾完成后在洗井过程中，如砾料下沉量过大，应补填，砾料为φ3-7mm干净砾料。

6）洗井：

要求至少1个台班，确保洗井质量，直至井内出清水，基本不含砂，出水量大，井底沉砂不大于20cm。

7）封井：

为了防止上部泥浆及降水直接渗入砾料内影响成井质量，等填砾结束20分钟后，上部填粘土。

8）合理安排排水及电缆电路：

各井排水管和电缆应一齐铺设，排水要畅通无阻，就近排放，连接合理，采用分管方式排入甲方指定的畅通下水管道。

电缆应绝缘有一定抗拉、抗压强度。

9）水泵安装

潜水泵及泵管安装吊放，置于距井底以上2.0－2.5m处。

安装并接通电源，做到单井单控电路，并检查水位继电制动抽水装置和漏电保护系统。

10）抽降

连网统一抽降后应连续抽水，不应中途间断，需要维修更换水泵时，应逐一进行。

开始抽降时要间隔逐一启动水泵。

抽水开始后，应逐一检查排水管道是否畅通，有无渗漏现象，如接头处或排水管渗漏应返工或维修。

以及单井出水量、出水含砂量。

当含砂量过大，可将水泵上提，如含砂量仍然较大，应重新洗井。

6、排水管铺设及供电系统安装

（1）采用分管排水方法，排入甲方指定的地点。

抽降前，在基坑外围埋设排水管。

（2）供电电缆敷设及配电系统安装

降水井采用QS-30/26-5.5型潜水泵在所有泵全部开起的情况下降水用电总功率为110kW。

考虑到降水井数量较多、距离较远，应分别设立2个总电源。

线路途经地段一般采用架空明敷的方式。

控制系统所需各级配电箱均采用正规厂家生产的并带有漏电保护装置的配电箱。

各级配电箱均需编号，加安全护栏，悬挂警示牌，并做防雨措施。

当在降水期间受到外部条件的影响限制，造成对降水用水泵在井下的工作状况不能及时掌握时，需在一级配电箱上加装自动监控系统以实现对降水井总出水量、井内水位、降水用水泵电机功率等数据及时监控，从而做出及时调整。

为防止在降水期间发生意外停电事故，现场需有备用电源（如：

发电机、二路供电系统），并配有自动切换装置。

1）电缆敷设路径如遇过路或穿越其它建筑物时，须穿厚度为2mm以上护电套管加以保护。

2）供、配电系统用的电力开关柜、动力配电箱安放要牢固稳妥。

3）为保证降水工程连续运行，需备足25%用电设备备件，以便及时换修用电设备。

4）电力开关柜及动力配电箱要上锁，应做好防雨、防砸等防护工作，并须安装围栏，并在围栏不同方向悬挂警示标志，其放置地点要安全、平整，周围无杂物堆放。

5）供、配电系统设有三级保护装置。

电力开关柜中设有过流、短路、过热保护的自动开关。

动力配电箱中设有过流、漏电保护的自动开关。

7、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，降水管井在完成其使用目的后，应及时采取必要的措施进行封填。

保护地下水资源不受污染。

该项工作由水资源管理办公室负责。

8、注意事项

（1）降水井的布置

本工程在基坑外侧地下可能存在隐蔽工程，因此在降水井的布置上就必须综合考虑。

首先要在充分研究施工设计图纸的基础上，对已有降水设计所提出的布置方案进行局部变更，避开地下结构的重要构件，井孔施工过程中精确保证井孔的垂直度，确保降水井施工后对结构不产生影响。

（2）井点降水时应减缓降水速度，均匀出水，勿使土粒带出。

降水时要随时注意抽出的地下水是否有混浊现象。

抽出的水中带走细颗粒不但会增加周围地面的沉降，而且还会使井管堵塞，井点失效。

为此应选用合适的滤网与回填的砂滤料。

（3）若发生涌水、涌砂应及时封堵，必要时回填土体稳定险情，以便进一步采取有效措施。

（4）井点应连续运转，尽量避免间歇和反复抽水，保证降水位缓慢下降、达到降深要求后，调整抽水井布局，保证动水位稳定，以减小在降水期间引起的地面沉降量。

9、降排水维护管理及特殊情况的应急处理措施

降水工程施工结束后，是较长时间的维持降排水阶段，延续降排水要到基础施工结束，降排水维护与动态观测是该阶段的工作重点。

在降排水过程中也可能会出现诸如外来水涌出、潜水和不能完全疏干等问题，需采取必要的处理措施。

（1）定时巡视降排水系统的运行情况，及时发现和处理系统运行的故障和隐患，如水泵抽水出水情况，是否需要检修换泵；供电线路是否正常；排放水的含砂情况及排水联络管道是否畅通。

（2）在更换水泵时应先量测井深，掌握水泵安全合理的下入深度，以防埋泵。

（3）注意对井口的防护、检查，防止杂物、行人掉入井内。

（4）当发生停电时，应及时更换电源，尽量缩短因断电而停止抽水的时间间隔，备用发电机保持良好，要随时处于准备发动状态，建设方负责。

（5）随时了解掘进遇到的水情和土建施工单位对降水的意见，对管理和服务加以改进，发现出水、涌砂，应立即查明原因，协同施工单位及时处理。

四、基坑降水对周边环境影响及对策

1、基坑周边建筑物情况

降水对周边环境的影响因素主要是对地基土的破坏，降水时应保证地基土的结构不受破坏。

深井点降水技术主要特征是抽水不抽砂，不扰动原始地层结构。

场地位于道里区繁华地带。

基坑周边建筑物分诉如下：

基坑南侧---最近点距基坑2m远为警备区大楼、该建筑为上世纪20—30年代。

毛石基础，基础埋藏浅，是重点保护建筑。

基坑北侧---6层居民住宅楼，最近点距基坑21m，约为上世纪60—70年代建筑，基础形式不详，约为浅基础。

基坑东侧有三个建筑物：

（1）7层居民住宅楼，最近点距基坑8m，约为上世纪60—70年代建筑，基础形式不详，约为浅基础。

（2）3层锅炉房，最近点距基坑11m，约为上世纪60—70年代建筑，基础形式不详，约为浅基础。

（3）高层18层住宅楼，最近点距基坑13m，约为上世纪90年代建筑，，约为桩基础。

基坑西侧为通江街，道路中心线距基坑边界约11m，是道里区一条重要的交通要道（见基坑周边建（构）筑物分布示意图）。

2、降水影响计算

基坑降水后，建筑物最近、最远点因水位下降不同引起应力变化值的确定。

下降漏斗水位下降侵润曲线及断面不同距离各点水位下降计算，采用不完整潜水井公式：

式中：

y——断面不同点水位下降值（m）

h——降水井水位下降最低点至含水层底板之距（m）

Q——降水井涌水量（m3/d）

X——降水井边界至任意距离（m）

r——降水井半径（m）

k——含水层渗透系数（m/d）

B——待定系数（亦不完整井系数）由m/L×h/L而定，式中：

m含水层厚（m）；L：

过滤器长度（m）

沉降计算采用公式：

按规范法计算：

S=m0

式中ΔH——为计算点未降水前水位埋深及最大降深时水位深降差（m）

ΔP——为计算点水位下降引起水浮力减少（即附加应力差，KPa）

ES——为土体压缩模量，粘土ES为4.00MPa，细砂ES为10.00MPa。

M0——综合分层法修正系数，是根据我国多年沉降监测资料（高压缩综合分层法计算的沉降量偏小，而低压缩土又偏大的结果，而提出的修正值）。

因军区办公楼为保护建筑，是重点保护对象，是对沉降敏感的建筑，取1.3修正沉降值。

其它建筑物取1.0修正（见因水位降引起静水浮力减少值计算表）。

沉降差（倾斜率）计算采用公式：

ΔS=

式中：

ΔS：

倾斜率

S1：

距基坑近点沉降估算值

S2：

距基坑远点沉降估算值

L：

两计算沉降点间距离

保护建筑---省军区办公楼

两点间距L=15m

沉降差S1=2.24cm（距基坑3.5m处沉降值）

　　S2=2.07cm（距基坑18.5m处沉降值）

S1-S2=2.24-2.07=0.17cm

ΔS=

=0.000011

通过上述计算，在基坑（大井）降水时，位于其影响半径200m范围内的建筑物均受不同程度影响，由基础埋深形式和土体物理力学性质及各建筑物状态不同，影响程度存在一定差别。

重要保护亦是最敏感建筑物——省军区办公楼，15m范围两端点沉降为2.24cm—2.07cm，沉降差为0.17cm，其倾斜差为0.000011，小于0.002控制要求，但其距基坑最近点的沉降量2.29cm对敏感的保护建筑相对较大，应采取措施加以保护。

根据专家建议，南侧降水井移动到基坑内施工，降水井移动后距保护建筑近点距离为9.2m估算影响沉降值为2.16cm，远点（两点间距15m）24.2m处估算沉降值为2.04cm。

计算倾斜率为0.000008。

其它浅基础建筑物最近点沉降值最大值为1.67cm，沉降差（倾斜）均小于0.002。

高层18层住宅楼采用桩基础，由于桩侧壁失水，其侧摩阻力不会降低，应有所提高，故周围建筑物采用桩基的影响是不大的。

场地四周街道环境，经计算，在附加10吨暂时荷载的情况下，街道中心最大沉降为3.45cm（无附加荷载时沉降为1.64cm）。

此瞬间荷载影响深度大约在4m左右。

只要保证降水时不产生流砂，及土体掏空，就不会造成突然塌陷的严重危害后果，只能在局部段土体的物理力学有突然变差或修路时对土质处理不佳地段造成起伏或坑洼变化。

3、对策

为了将降水对周边环境的影响减到最小程度，在基坑边坡稳定的前提下，采取如下对策：

（1）滤水管外包两层60目井底布，使降水井抽水含砂量符合国家有关规范要求。

（2）根据专家要求在基坑内增加5眼降水井，距保护建筑物9.2m远，使保护建筑军区办公楼两侧最近点距基坑距离由现在的3.5增至9.2m，减少保护建筑物最近点水位降0.3m。

（见降水井布置示意图）

（3）靠保护建筑物一侧设一道止水帷幕，降水井布置在止水帷幕内，止水帷幕做为隔水边界，使止水帷幕外侧水位不受降水影响或影响很小。

靠止水帷幕附近降水井，在基坑内水井封闭时短时间启动。

（4）在保护建筑物附近设回灌井5眼，降水开始对其水位进行回灌，使保护建筑物周边地下水位保持不变或控制在自然变幅以内。

（见回灌井布置示意图），设观测井2眼，观测建筑物附近水位变化和回灌后水位变化（见回灌井布置示意图）。

（5）成井时，滤水管长度12m，减少进水流速，滤水管外填砾料保持砂层不与滤水管直接接触，滤水管上部用粘土封死，防止细砂土地基受到破坏。

（6）限定单泵出水量，防止因出水量过大，地下水流速过急，带动细砂涌入井内，造成地基土破坏。

（7）在保证地下水位降达到要求时，减少抽水量。

即用最小的抽水量达到降水要求。

（8）降水运行开始抽降时要间隔逐一启动水泵，先启动远离保护建筑物的降水井，后启动保护建筑物近处降水井，顺序如下：

先启动01#、02#、03#、04#、05#、06#、，隔3小时启动07#、14#、10#降水井，隔5小时启动15#、16#、17#、18#降水井。

（9）降水结束时要间隔逐一关闭水泵，先关闭保护建筑物近处降水井，后关闭远离保护建筑物降水井，顺序如下：

先关闭08#、13#、12#、11#、09#隔3小时关闭07#、14#、10#降水井，隔2小时关闭01#、02#、03#、04#、05#、06#降水井。

（10）聘有资质的测量单位，对周边建筑物和支护桩等进行沉降和位移观测，一旦发现问题，找出问题原因并加以解决。

五、文明施工与环境保护措施

1、文明施工

（1）严格遵守国家、市有关文明施工的规定。

认真贯彻业主有关文明施工的各项要求。

制定出以“方便居民生活，利于生产发展，维护环境卫生”为宗旨的文明施工措施，达到市文明安全工地标准。

（2）加强宣传教育，统一思想，使全体职工认识到文明施工是企业的形象，是队伍素质的反映，是安全生产的保证，以提高员工文明施工和加强现场管理的自觉性。

（3）结合本工程实际情况，成立以项目经理为组长的文明施工领导小组，对项目经理部及各作业队负责人进行明确分工，落实文明施工现场责任区，制定相关规章制度，确保文明施工现场管理有章可循。

（4）合理布置场地，严格按照有关部门审批后的平面布置图进行场地建设。

施工现场坚持工完料清，垃圾杂物集中堆放，及时处理，施工废水严禁乱排、乱放。

（5）进场材料、成品、半成品以及构件等分门别类，有条理地堆放整齐，机械设备指定专人保养，保持运行正常，机容整洁。

（6）合理安排施工尽可能使用低噪音设备严格控制噪音，对于特殊设备采取降噪消音措施，以尽可能减少噪音对周边环境的影响。

（7）施工现场给排水要统一规划，整齐统一，做到给水不漏，排水顺畅。

（8）施工用电有用电规划设计，明确电源、配电箱及线路位置，制定安全用电技术措施和电器防火措施，不准随意架设线路。

（9）现场实行安全、保卫制度，进入施工现场的人员一律要戴安全帽。

建立来访制度，不准留宿闲杂人员，经常对工人进行法律和文明教育，严禁在施工现场打架斗殴及进行非法活动。

2、环境保护

（1）建立完善的环境保护体系。

（2）学习贯彻国家及地方的环保法规及有关规定，加强宣传教育力度，使广大干部职工认识到环境保护的重要性，增强自觉性。

（3）制定奖惩制度，加强检查监督，落实环境保护责任制。

实行不定期检查制度，并进行记录分析。

（4）设专人对降水施工现场24小时进行清理，易飞扬的细颗粒散体材料，应安排在库内或严密遮盖；施工生产的垃圾杂物应及时清理集中堆放，及时装袋运出场外。

（5）对施工中可能遇到的各种公共设施，制定可靠的防止损坏和移位以及影响安全的实施措施，认真向全体施工人员交底。

（6）场地的清理物，如表土和垃圾及时运到指定地点废弃，不得妨碍施工及环境保护。

（7）施工中遇到不明管线应先探明后施工，妥善保护各类地下管线，确保城市公共设施的安全，提前做好相应的抢险措施。

3、成品保护及监测

（1）对施工人员进行成品保护意识教育，人人懂得成品保护的重要性，知道怎样保护工程成品。

（2）降水井填充砾石或水洗粗砂进场堆放在干净平整的场地，不得与其他泥砂等物混杂。

（3）潜水泵电缆、排水明管等按规定铺设，防止人车压坏。

（4）加强现场管理，科学组织施工作业，减少成品损失。