降水井施工方案.docx
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降水井施工方案
成都市*河综合整治工程
7标块河道工程
降
水
井
施
工
方
案
目录
第一章工程概况、综述
第一节工程简介及地质条件
第二节设计基本依据
第三节工程特点分析、降水方案选择
第二章施工布置
第一节施工项目机构设置
第二节施工力量投入及主要工作量
第三节施工机具投入
第四节施工总工期控制
第三章降水方案设计及施工
第一节场地水文地质条件
第二节井位布置及成井工艺
第三节施工降水技术分析、论证
第四节降水及排水措施
第四章施工质量保证及施工安全保证措施
第一节施工质量保证措施
第二节施工安全保证措施
第一章工程概况、综述
第一节工程简介及地质条件
第一章工程概况、综述
第一节工程简介及地质条件
一、工程简介
驷马桥至三友路段河道工程包括左、右岸两部分，河道断面布置形式为：
河宽18.5~25.22m，两侧河堤设计主要采用直墙式复合河堤断面，人行平台略高于常水位及雍水闸坝挡水后的回水位，河堤每250m设计下河梯步，左右岸交错布置。
人行平台临河岸一侧设计斜坡绿化，宽3.5~7.0m，至河岸线。
在绿化斜坡内设计下岸梯步，每50m一处。
河道纵坡0.0008，河道糙率0.023~0.03，设计过流量为112m3/s。
河堤纵坡基本与河道纵坡一致，河岸以实际地形地貌为主。
河道工程主要工程量数据列表如下：
名称
单位
数量
条石盖帽
m3
106
浆砌条石
m3
1944
砼基础
m3
3732
人行道
m2
8152
下河梯步
座
5
条石拆除
m3
884
浆砌硅块
m3
4647
左岸围堰
m
1142
右岸围堰
m
826
我部在实际施工中，经实地测量，左、右岸树木的坐标桩号及里程如后附一。
该段树木特点为：
生长年代均在四十年以上，胸径达50cm，大多为法国梧桐树种，枝叶茂盛，但根系不发达，无主根，根部入土深度小于1.50m，须根分布约2.0m半径范围内。
树木距离设计河堤线很近，几乎无法保证正常施工，其详细数据见附二，需采取保护措施。
二、地质条件
（一）自然地理及气象
1、沿线位置
沙河整治河堤工程起于成都市北面洞子口沙河源头与府河交汇处，流经驷马桥、李家沱、电子科大、麻石桥、多宝寺、塔子山公园，止于成都市南面河心村与南河交汇处，全长约22公里。
2、气象
成都地区属亚热带季风型气候，其主要特点是四季分明、气候温和、雨量充沛、夏无酷暑、冬少冰雪。
根据成都气象台观测资料，成都地区的气象指标如下：
（1）气温：
多年平均气温16.2℃，极端最高气温38.3℃，极端最低气温-5.9℃。
（2）降水量：
多年平均降水量947.00mm，最大日降水量195.2mm。
（3）蒸发量：
多年平均蒸发量1020.5mm。
（4）相对湿度：
多年平均为82%。
（5）日照时间：
多年平均为1228.3小时。
（6）风向与风速：
主导风向为NNE向，多年平均风速为1.35m/s。
（7）最大风速为14.8m/s（NE向），极大风速为27.4m/s（1961年6月21日）
（二）地形、地貌及地质构造
1、地形
沙河起于成都市北面、流经东面、止于南面，穿越商贸大道、老成彭路、成渝铁路、川陕路、二环路北四段、太升路北沿线、府青路、建设路、二环路东二段、牛龙公路、成洛路、成渝高速公路、老成渝路、成仁路等主要道路。
沙河沿岸两岸所在位置大部分地段均有建筑物，部分地段为农田和绿化带，少部分地段为已建河堤，地形地物复杂多变。
地形起伏总趋势北高南底，勘探点孔口最高标高为512.88m（沙河源头处），最低标高为489.30m（沙河下游与府河交汇处），相对高差为23.58m。
2、地貌
沙河沿线所经过地貌单元：
沙河起点至水五厂，望江宾馆至沙河终点，为川西平原岷江水系一级阶地。
水五厂至望江宾馆，即29-29`剖面~38-38`剖面孔地段（下文简称沙河中段），为川西平原岷江水系Ⅱ级阶地。
3、地质构造
成都地区在地质构造体系上位于华夏系龙门山隆起褶皱带和新华夏系龙泉山褶皱带之间。
该体系于印支运动早期已具雏形，印支晚期则已基本定形，进入喜山期只在此基础上进一步加剧其发展。
老第三纪，青藏高原的上升，龙门山和龙泉山也跟随隆起，但地面高差不大。
进入新第三纪差异运动不明显。
早更新纪，龙门山急剧抬升，龙泉山随着抬升，平原西侧坳陷形成，粗碎屑之卵砾石堆积其间。
第四纪早更新世晚期至中更新世早期龙门山、龙泉山继续抬升，整个平原则普遍下沉。
中更新世晚期，新构造运动变得剧烈而复杂起来。
龙门山、龙泉山加速抬升过程中，原有的一些主干断裂继续加强活动，成都坳陷解体，东部边缘构造带和西部边缘构造带上升，局部成为台地，中央凹陷和边缘构造带的部分地段继续沉降，接受晚更新统沉积。
最终形成了成都地区现今的构造轮廓和地貌景观。
成都地区西部大地构造体系为华夏系龙门山构造带；其东部是新华夏系龙泉山构造带；处于两构造单元之间的成都平原北起安县、南至名山、西抵龙门山脉、东达龙泉山，惯称成都坳陷。
成都市区所处地壳为一稳定核块，东侧距龙泉山褶断带约20公里，西侧距龙门山褶断带约50公里，区内断裂构造和地震活动较微弱，历史上从未发生过强烈地震，从地壳稳定性来看应属稳定区。
（三）地层岩性及其分布
地层分布因阶地不同而有较大差异，根据地貌单元，沙河中段可确定为岷江水系二级阶地。
各钻孔勘探深度范围内所揭露的地层自上而下依次为第四系全新统人工填土层（Q4ml），第四系全新统冲积层（Q4al），第四系上更新统冲、洪积层（Q3al+pl），白垩系上统灌口组（K2g）地层。
1、第四系全新统人工填土层（Q4ml）杂填土与素填土层分布连续，厚度2.0m~4.7m。
淤泥质素填土：
深灰色。
含有机质和腐植物。
软塑为主，局部呈流塑状态。
很湿~饱和。
零星分布。
2、第四系全新统冲积层（Q4al）细砂：
灰色。
由长石、石英、云母细片、岩屑及暗色细颗粒矿物等组成。
松散、稍湿，呈透镜状分布于第四系上更新统冲、洪积层之上，属新近堆积土；仅在32-32`、35-35`剖面等个别钻孔揭见。
3、第四系上更新统冲、洪积层（Q3al+pl）粘土：
灰色、灰黄色、褐黄色。
含铁锰质氧化物斑痕。
网状裂隙发育，并充填白色高岭土。
湿。
状态分为可塑粘土、硬塑粘土两个亚层。
该层分布较连续。
粉质粘土：
褐黄色、黄色。
含铁锰质氧化物斑痕及其结核和少量钙质结核。
湿。
据其状态分为可塑粉质粘土、硬塑粉质粘土两个亚层。
层分布较连续。
粉土：
灰黄色、黄色。
含铁锰质氧化物斑点，偶见少量云母细片及暗色矿物颗粒。
稍密。
湿~饱和。
断续分布。
中砂、细砂：
灰、黄灰色。
由长石、石英、云母细片组成。
松散。
稍湿~饱和。
呈透镜状分布卵石土层顶部及卵石土层中。
根据砂土的粒径细分为细砂和中砂两个亚层。
卵石：
灰黄色、黄色。
卵石成分以岩浆岩、岩变质岩类岩石为主。
中等风化为主，部分弱风化。
磨园度好，多呈亚园形。
粒径一般为3~10cm，最大大于15cm。
充填物为中砂及粘性土，含量15~35%。
饱和。
根据卵石的密实程度和充填物含量上的差异，可将其划分为松散卵石、稍密卵石、中密卵石和密实卵石四个亚层。
卵石层顶板埋深起伏较大，在3.0m~9.7m之间。
4、白垩系上统灌口组（K2g）泥岩：
岩性同前描述。
本合同段无揭见。
基岩顶板起伏较大。
基岩顶板埋藏深度在5.70m~13.90m之间。
以上各土层的分布、埋藏及厚度变化情况，详见工程地质剖面图。
（四）水文地质条件
1、陆地水文
沙河主河道迳流长度22.2公里。
河面宽度上游为25.0m~30.0m、下游为40.0m~55.0m。
沙河常年流量16.0m3/s。
河曲发育中等，河底坡降不大，勘察期间河水面坡降在1.11‰左右。
河底深度在4.0m~7.0m之间，一般5.0m。
本次勘察测得河水水位标高为508.77m~486.65m。
2、地下水类型
二级阶地地下水为埋藏于第四系砂、卵石层中的孔隙水，微具承压性，个别孔段在人工填土层中揭见上层滞水。
3、地下水水位
沙河中段（Ⅱ级阶地）孔隙水埋深0.7~6.85m，相应标高489.70~505.00m。
4、地下水与河水的关系
二级阶地地段地下水，因具承压性，其水位高于河水水位。
丰水期时，其补给关系为地下水补给河水；在枯水期，则由河水补给地下水。
另河床为砂卵石堤段，地下水直接受河水的影响，河水水位与地下水水位基本一致；河床为粘性土堤段，地下水水位主要受季节影响。
5、水质分析成果
本次勘察在2212＃钻孔内取水试样各一件，根据水质分析成果，地下水类型分别为：
HCO3-·C1-·SO42--Ca2+型、HCO3--Ca2+型、HCO3-·C1-·SO42--Ca2+型、HCO3-·SO42--Ca2+型；PH值为6.7~7.6。
本场地环境类别为Ⅱ类，依据《岩土工程勘察规范》（GB50021—94）第13.3.2条及13.3.3条判定：
沿线地下水对混凝土结构均无腐蚀性，沿线地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性；沿线地下水对钢结构均具弱腐蚀性。
（五）、结论与建议
1、结论
（1）沙河现有堤基、堤身均具一定稳定性。
（2）成都市地震动峰值加速度为0.1g（相当于地震基本烈度7度），场地类别为Ⅱ类，为建筑抗震相对有利地段。
（3）沙河沿线地下水除局部地段外，均对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性；对钢结构均有弱腐蚀性。
（4）沙河沿线流经的二级阶地除局部近新沉积的细砂、粉土外，均可不考虑液化影响。
（5）二级阶地分布粘土为膨胀土。
胀缩等级为Ⅱ级。
属中等膨胀土。
（6）沙河中段的砂土层较厚，抗冲刷能力差，易产生渗透变形，在地震力作用下易发生液化，且在施工过程中易发生流砂现象。
无潜蚀和管漏作用。
2、建议
（1）卵石层中虽然中砂呈透镜状（如33-33`、36-36`、37-37`剖面），但由于河水的动力作用，砂土易于流失，对基础的危害较大。
因此，应对基础埋置深度以下河流最大冲刷深度范围内的中砂进行处理，即：
当厚度不大埋藏较浅时，可采用挖除置换处理；当挖除有困难时，可采用振冲加密处理。
（2）基础施工，其边坡坡度值细砂、中砂可按天然休止角计算。
粘性素填土和一般粘性土可按c、Φ值计算，也可参考下列数据：
边坡坡度允许值
土的类别
坡度允许值（高宽比）
坡高5m以内
坡高5~10m
一般性粘土（包括粘性素填土）
1：
1.00
1：
1.25
碎石土
1：
1.00
1：
0.75
（3）地基土物理力学设计指标建议值见下表：
地基土物理力学设计指标建议值表
地貌
单元
地层
时代
土名
重力
密度
γ
KN/m3
承载
力标
准值
Fk
kPa
压缩
模量
Es
MPa
变形
模量
Eo
MPa
内聚
力
C
kPa
内摩
擦角
Φ
度
基底摩
擦系数
f
二
级
阶
地
Q4ml
素填土
19.0
90
4.5
26
9.5
淤泥质
素填土
18.5
60
2.0
20
2
Q3al+pl
可塑粘土
19.5
180
8.0
50
10
硬塑粘土
20.0
240
10.0
75
11
硬塑粉质粘土
20.0
260
7.0
60
12
0.35
可塑粉质粘土
19.6
150
5.4
38
8
淤泥质粉质粘土
19.0
80
3.0
20
2.5
粉土
19.2
160
5.5
20
12
细砂
20.0
100
8
0
20
中砂
20.0
120
10
0
25
松散卵石
21.0
160
10
0
30
稍密卵石
21.0
350
24
0
35
0.50
中密卵石
22.0
600
35
0
38
0.52
密实卵石
23.0
800
45
0
40
0.55
K2g
强风化泥岩
21.0
300
0.40
中风化泥岩
22.0
500
0.50
（4）渗透系数建议值见下表：
岩土渗透系数建议值
岩土名称
渗透系数k
（m/d）
（cm/s）
素填土
<0.005
4.6×10-8
粘土
<0.005
3.6×10-7
粉质粘土
0.100
7.6×10-5
粉土
0.500
2.7×10-5
细砂
5.000
2.5×10-4
中砂
10.000
5.3×10-4
成都市卵石含水层渗透系数k值建议如下：
二级阶地含水层渗透系数k=17~20m/d
（5）成都市地震动峰值加速度为0.1g（相当于地震基本烈度6度），场地类别为Ⅱ类，为建筑抗震相对有利地段。
沙河南段大部分中砂、细砂层属易液化土层，液化等级为中等，易发生流砂现象。
（6）河堤护堤基础施工时，除以粘性土作基础持力层地段外均须降低地下水位，卵石土层的渗透系数可取K=15.0~25.0m/d。
可采用围堰排水法、井点降水法等施工。
（7）沙河中段，地质情况变化较大，易发生液化、流砂等现象，根据现场施工实际情况，按照《堤防工程地质勘察规程》（SL/T188—96）相关要求，进行施工阶段勘察，结果详见附三。
第二节方案设计依据
1、成都市勘察测绘研究院二OO二年十一月四日《沙河河堤整治工程驷马桥至三友路段岩土工程勘察报告》。
2、成都市市政工程设计院二OO二年九月《成都市沙河综合整治工程河道工程驷马桥至府青路桥段施工设计图》。
3、《建筑桩基技术规范》（JGJ94—94）
4、《地基基础施工及验收规程》（GBJ202—83）
5、临近场地地质资料
6、《水文地质手册》
7、其他技术资料及我公司研究成果
第三节工程特点分析、降水方案选择
一、工程特点分析
该工程采用C15砼基础，M7.5水泥砂浆砌条石墙身河堤，基础顶面埋置于现状水位下2.0~3.0m。
含水层中地下水水位基本与现状水位持平。
其基顶上1m之下呈透镜状分布厚大于1.40m的细砂层，须采取降水措施方能施工。
二、降水方案选择
根据拟建场地地质条件及地下埋藏条件并结合拟建物基础型式，建议采用井点降水措施。
现地下水静止水位5.0米，基底（临岸侧）位于自然地面下6.00~8.00米，地下水至少应降至14.0~16.0米，降深达16.0米。
方能满足施工要求，保证干作业以保证质量。
第二章施工布置
第一节施工项目机构设置
该场地交通便捷，地理位置优越，施工场地狭窄，操作困难。
我公司领导高度重视，对参加现场施工人员提出严格要求，根据工程特点，以项目经理、总工程师挂帅，直接指挥现场技术生产，对各种工程进行目标控制，保证工期，保证质量顺利完成。
第二节施工力量投入
本工程由于施工期短，量较大，地质情况复杂，场地窄，操作施工困难，所以在施工安排时要全面周全考虑。
应作好组织、计划协调工作，抓住关键环节，打歼灭战。
施工人员安排如下：
凿井工人6~10名，降水掏浆4人，管理人员1名，工程师1名。
第3节施工机具投入
降水机具投入表
名称
单位
数量
备注
冲击钻机
台
1
CZ-22-1
空压机
台
1
3VF-8
电焊机
台
1
120V
水泵
台
10
100t/h
输水管
根
40
每根6米
第四节施工总工期控制
工期安排：
根据本工程的设计特点及具体情况，以及降水井施工工艺特点和工程量，结合场地窄的特点，单井（井距18~22m）深22.5米施工2天一口，在降水井施工前应作好排水管网及沉砂池的修筑，同时准备好泥浆清运车。
由于现场地下水静止水位在5.00米左右，故在降水井施工作业的同时即可进行基桩的放线定位并开挖。
完成一口降水井即可开始抽水。
要注意的是作好夜间施工作业的监督工作，以便连续作业避免井壁跨塌。
第三章降水方案设计及施工
第一节场地水文地质条件
场地地下水为埋藏于卵石层中的孔隙潜水，微具承压性，静止水位约5.0米，含水层厚约20米。
根据成都市K值（渗透系数）分布图及我们在市区多年的工作经验，确定地下降水工程采用渗透系数K=20m/d。
应注意的是现时正处在接近丰水期，水位会略有上涨。
第二节井位布置及成井工艺
一、井位布置方案
1、本工程采用管井井点降水方法。
2、管井布置方案拟沿沙河两岸布置（见附图）。
3、井深22.5m，间距18~22m。
4、单井出水量每小时100吨。
二、井工艺及管井技术参数
1、采用冲击钻进，一字冲击钻头，冲击成孔、泥浆护壁工艺，口径650mm，“一种口径，垂直成井、一道井管”的成井施工方法施工。
钻孔内下入井管和滤水管，井管必须扶正安装，保证井管位于钻孔正中，以利于填砾厚度均匀。
2、填砾：
为保证抽水井中含砂量小，填砾粒径0.5~2cm，上部可填2~5cm粒径的砾石，以便节约。
3、洗井、用空压机排浆；同时活塞拉洗。
4、孔内下入外径为φ360mm，内径φ300mm的钢筋混凝土井管与滤水管（花管），滤水管长度10~12.5米，如遇砂层部位，应下缠丝水管。
三、为保证质量，技术要求如下：
1、活塞洗井不少于1次，空压机洗井不少于8小时，同时应正吹，反吹，以增大出水量。
2、出水含砂量不超过1/5000。
3、填砾厚度不小于75mm。
4、滤水管填砾粒径0.5~1.0cm为宜。
5、钻机钻头勤焊，尺寸不小于500mm。
6、井深误差不超过20cm。
第三节施工降水技术分析
一、降水设计
1、基本参数取值
根据地质条件及地下水活动情况，采用管井井点法降水。
降水设计基本参数如下：
地下水静止水位：
H0=5.0m
管井半径：
rw=Φ/2=0.30m
含水层厚度：
H=20m（假定）
地下水渗透系数：
K=20m/d
井内降深：
S=17.5-5=12.5m
2、降水设计
（1）影响半径：
R
根据潜水井库萨金公式：
=487.50m
（2）单井出水量：
Q1
根据Dupuint假设，稳定流量
=121.87吨/小时
由上述计算可知，单井降深17.5米时，出水量每小时121.87吨。
抽排困难，但考虑群井干扰时，出水量会减少。
（3）群井干扰时出水量Q2，假定二口降水井同时抽水，井距20.0米,则单井出水量相等。
=92.69吨/小时
由上式可看出：
Q1+Q2等于半径为
的单井流量，但由于
>rw，在技术上打两口井比打一口井降水容易些。
根据以上计算结果，C15砼基础埋置最深时降水满足设计要求。
3、降水井身结构设计
根据成都地区降水施工经验，设计井深22.5米，井距18.0~20.0米，钻井井孔口径600~650mm，降水井井管选用内径300mm，外径360mm，每根长度为2.5米的钢筋混凝土井管。
滤管采用条孔、缠丝，填过滤豆石，内径为300mm，外径为360mm，骨架为混凝土的条孔管，开孔面积10×100mm2,缠丝直径3mm，间距3~4mm，孔隙率20%，单管长2.5米。
根据经验，22.5米井，井管为4根，共长10.0米，其下则滤水管，5根，单根长2.5米。
第四节降水排水措施
1、由于现时地下水位在5.0米左右，故可在降水井施工的同时开始河堤施工。
待降水井施工完工后立刻抽降。
2、在抽降水时，为了排水顺畅及集中管理，避免四处漫泄，采用φ120mm无缝钢管作排水管道。
3、为清洁排水，须设置沉砂池；勤掏淤砂，避免堵塞下水道。
4、为保证施工期间降水顺利进行，保证顺利施工，现场设置专业发电机组，确保连续降水。
5、抽降水采取三班倒，组成抽水小组，以便及时排除故障，连续降水。
第四章施工质量及施工安全保证措施
第一节施工质量保证措施
1、建立以项目经理为组长的质量管理小组，实行项目经理负责制。
2、采用两检两审制，即作业人员、施工人员自检和专业工程师检查制，主任工程师审查、总工程师审查制，加强质量管理程序。
3、施工凿井及降水时，人人必须注意安全，避免事故发生。
4、派专业人员负责检查凿井施工所用豆石、黄泥、焊条、混凝土井管等的质量，不合格者禁用。
第二节施工安全保证措施
1、项目上建立安全责任制，项目经理成为安全第一责任人，项目经理亲自抓安全，以安全促生产，以安全确保工期和质量。
2、加强安全意识教育及班前安全教育，强化施工人员的安全意识。
3、坑内作业人员必须正确戴好安全帽。
4、施工现场采取24小时值班制，随时观察坑内地下水情况，发现异常及时采取措施，现场抽水不得停顿，以保证基坑安全。
5、严禁酒后上班，上班穿工作服，胶底鞋，严禁穿高跟鞋，易滑动的鞋上班。
6、降水井及基坑四周设护栏，以防人员坠落。
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