地铁车站降水工程安全专项施工方案培训资料.docx
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地铁车站降水工程安全专项施工方案培训资料
地铁车站降水工程安全专项施工方案培训资料（doc54页）
1、编制依据
（1）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ12-2012）；
（2）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2012）；
（3）《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308—2008）；
（4）《建筑安装工人安全技术操作规程》；
（5）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）；
（6）《详细勘察阶段岩土工程勘察报告》
（7）《土建施工图侯家桥站主体围护施工图设计》
（8）《地铁建设工程重大危险源管理办法》；
（9）《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；
（10）《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ111-1998）。
（11）我国现行有关规范、标准及其相关的部颁标准。
（12）施工所涉及的施工技术、安全、质量验收等方面的国家、成都市建委等制定的规范、标准和法规文件等。
（13）成都市工程建设质量监督、监理办法。
（14）踏勘现场掌握的有关资料及对现场周围环境的调查资料。
2、编制原则
（1）在仔细考察工程实地、认真研究施工设计图和有关规定的基础上，充分考虑本标段的特点和场地、设备、人员及气候等实际情况科学合理地组织施工。
（2）严格按照ISO9001:
2015国际质量认证体系和项目法施工要求，进行施工管理和质量控制。
（3）在施工方案的制定、施工工艺的选择、施工技术的实施方面立足规范化及标准化，优先选用科学、先进的施工方法，确保工程质量、确保工程工期。
（4）采用成熟的技术、先进的设备和工艺以及切实有效的技术措施，确保安全、质量、工期。
（5）合理组织，平行、交叉、流水作业，均衡生产，优化资源配置，实行动态管理。
（6）针对成都市区施工的特点，贯彻“以人为本、安全第一、预防为主”的原则，科学安排，合理组织、严格管理、精心施工。
（7）严格执行城市施工的有关规定，采取切实有效的措施，严格控制噪音、粉尘、废弃物的排放等，做到环保文明施工，最大限度减少对周围环境及居民正常生活的影响。
3、项目概况
3.1项目概况
车站位于校园路与金粮路交叉路口以东，车站沿校园路东西向布置。
车站为12米岛式车站，标准段宽度为21.1m，车站长度257米，总建筑面积17569.31m2。
顶板覆土厚度约为2.4～3.65m，底板埋深16.8～18.18m。
本站共设6个出入口通道，2组风亭。
车站采用明挖法施工。
表3.1侯家桥站概况一览表
序号
构筑物
长×宽（m×m）
基坑深度（m）
施工方式
围护结构
1
车站
标准段：
257.00×21.1
16.8～18.18
明挖
围护桩+内支撑
出入口及通道：
明挖，过街段暗挖
围护桩+内支撑
风亭组：
明挖
3.2工程地质、水文条件
3.2.1工程地质情况
表3.2岩土层的工程特征及水文特征统计表
序号
地层代号
岩土层名称
岩土特征
厚度
1
人工填土层
（Q4ml）
<1-1>
杂填土
松散～稍密，干燥～潮湿
0.3～6.0m
2
<1-2>
素填土
松散～稍密，稍湿
0.6～1.5m
3
冲积-洪积土层（Q4al+pl）
<2-2>
粉质黏土
可塑为主，局部硬塑
0.8～4.9m
4
<2-3-1>
黏质粉土
稍密～密实，湿，成土块状
1.5～2.5m
5
<2-4>
细沙层
湿～饱和，松散
0.8～3.4m
6
<2-5>
中砂层
稍密，质较纯，湿～饱和
0.6～1.0m
7
<2-9-1>
松散卵石层
湿～饱和
0.5～6.7m
8
<2-9-2>
稍密卵石层
潮湿～饱和，稍密
0.7～9.1m
9
<2-9-3>
中密卵石层
中密，局部稍密，饱和，圆砾、中砂填充
2.8～16.9m
10
<2-9-4>
密室卵石层
饱和，密实，花岗岩及石英质砂岩
1.6～34.6m
3.2.2水文地质情况
1）地表水
车站小里程端头39m处为金牛支渠，在车站北侧垂直线路走向；车站北侧距离主体15m处为金牛六斗渠，在车站西侧平行线路走向。
2）地下水
（1）地下水类型及赋存
场地地下水主要有两种类型：
一是赋存于黏性土层之上填土层中的上层滞水，二是第四系砂、卵石层的孔隙潜水。
①上层滞水：
上层滞水呈透镜体状分布于地表，赋存于黏性土层之上填土层中。
水量变化大，且不稳定。
②第四系孔隙水：
场地卵石层较厚，且成层状分布，局部夹薄层砂，其间赋存有大量的孔隙潜水，其水量较大、水位较高。
卵石层中孔隙水形成贯通的自由水面。
（2）地下水的补给、径流、排泄
①上层滞水：
上层滞水呈透镜体状分布于地表，赋存于黏性土层之上填土层中，大气降水和附近居民的生活用水为其主要补给源。
②第四系孔隙水：
场地卵石层较厚，且成层状分布，局部夹薄层砂，其间赋存有大量的孔隙潜水，其水量较大、水位较高，大气降水和区域地表水为其主要补给源。
（3）地下水动态特征
根据区域水文地质资料，成都地区丰水期一般出现在7、8、9月份，枯水期多为1、2、3月份。
丰水期历史最高地下水位埋深一般为地面下2.00～3.00m，水位年变化幅度约2～3m之间。
该车站详勘为2016年7～8月，实测地下水位埋深为4.80～10.50m，高程514.75～518.30m.
表3-3各岩土层水文地质特征一览表
层号
岩土名称
岩土层特征
水文地质特征
渗透系数
建议值（m/d）
<1-1>
杂填土
灰色、灰褐等杂色，松散～稍密，稍湿。
由混凝土、沥青、碎石等组成。
水量小，富水性差，透水能力较好
0.2～5.0
<2-2>
粉质黏土
灰褐、黄褐色，可塑，土质较纯
水量小，富水性差，透水能力微
0.05
<2-3-1>
黏质粉土
黄色、灰黄色，稍密，稍湿
水量小，富水性差，透水能力弱。
0.2
<2-4>
细砂
青灰色、灰黄色，湿～饱和，松散
水量一般，富水性中等，透水能力中等。
8
<2-5>
中砂
灰褐色、青灰色，稍密，质较纯，湿～饱和
水量较大，富水性中等，透水能力中等。
10
<2-9-1>
松散卵石
褐灰色为主，湿～饱和，卵石含量约50%～55%，粒径一般为2～5cm
水量较大，富水性中等，透水能力强。
22
<2-9-2>
稍密卵石
褐灰色、浅灰色，潮湿～饱和，稍密，卵石约占55%～60%，粒径一般2～8cm
水量较大，富水性中等，透水能力强。
22
<2-9-3>
中密卵石
褐灰色、浅灰色，中密，局部稍密，饱和，卵石含量60%～70%
水量较大，富水性中等，透水能力强。
22
<2-9-4>
密实卵石
褐灰色、浅灰色，饱和，密实，为花岗岩及石英质砂岩，卵石含量大于70%，卵石粒径2～20cm，含漂石
水量较大，富水性中等，透水能力强。
22
3.3周边环境情况
3.3.1交通位置与地貌
本车站沿在建校园路呈北西-南东向展布，在建校园路为双向6车道。
车站北侧为成都后花园小区，南侧为全兴路，路面车流量和人流量较小。
勘察期间，由于土建总体单位已基本完成场平工作，故车站勘察范围内大部分地形较平坦，局部出入口由于拆迁垃圾堆填，地形起伏较大，地面标高在521.42m～525.25m。
地貌为岷江水系Ⅰ级阶地。
3.3.2周边建筑物
车站周边建筑主要以待拆迁1～2层民房厂房为主，因市政道路建设，道路红线内建筑物基本已拆迁。
车站小里程端头39m处为金牛支渠，车站北侧距离主体15m处为金牛六斗渠，结合市政道路建设两条渠均有改造计划。
表3-4周边的建（构）筑物表
序号
名称
结构形式
基础形式
基础埋深
与降水井净距（米）
备注
1
车站C出入口处民房
2层砖混
条形基础
1
3（需拆除的房屋）
2
车站2号风亭处民房
3层砖混
条形基础
1
28（需拆除的房屋）
3
车站大里程外民房
3层砖混
条形基础
1
10（建议拆除的房屋）
3.3.3管线情况
表3-5主要管线表
序号
管线名称
材质
规格
与基坑关系
埋深（米）
与基坑距离（米）
1
污水
砼
DN500
位小里程金粮路上
4.8（新建）
8.（新建未使用）
2
雨水
砼
DN800
位小里程金粮路上
2.5（新建）
10（新建未使用）
3
燃气管
PE
De200
小里程横跨基坑
1.0（新建）
横跨基坑
4
金牛六斗渠
自然渠
宽约8m
位于车站西端侧
深约3m
距离车站最小距离39
5
金牛支渠
浆砌条石河堤
宽约3m
位于车站北侧
深约2.8m
车站距离渠边15
3.4围护结构设计概况
车站采用明挖法施工。
车站主体基坑围护结构采用φ1200@2200mm钻孔灌注桩+三道φ609×16mm钢支撑，基坑竖向设置三道支撑，第一道支撑水平间距6m，第二、三道支撑水平间距3m，第二、三道支撑腰梁采用双拼工45c。
桩间设置∅8@150x150钢筋网，喷射150mm厚C20早强混凝土。
桩顶设置钢筋混凝土冠梁。
3.5主要工程数量
表2.5主要工程数量表
序号
项目名称
单位
数量
1
基坑土方
m³
104304
2
主体围护桩
根
272
3
桩间网喷混凝土
㎡
9280
4
钢支撑
t
1690
5
冠梁
m
572
3.6施工总平面布置
施工总平面见附图。
4、施工管理总体筹划
4.1总体目标
降水工程是基坑工程建设中的重要组成部分，基坑开挖深度大，降水井数量较多，要求降水设计方案科学合理，施工方案安全可靠，管理信息化程度高。
所以，针对本工程的特点结合我公司多年的降水施工经验按照设计要求给出合理化建议。
同时，严格组织好现场施工队伍，积极配合业主安排好现场施工生产任务，全力以赴，做好施工前期准备和施工现场总体规划布置。
建立完善的管理组织机构，落实严格的责任制，实施项目管理，通过对劳动力、设备、材料、资金、技术、方法和信息的优化处置，实现工期、质量、安全生产及社会信誉的预期目标。
4.1.1工期目标
本工程经精心组织，合理安排，施工进度严格控制，降水井施工进行分期降水，保证降水井深度和降水效果到达优良，同时减少对环境的污染、降低噪音对周围居民的影响。
4.1.2质量目标
杜绝一切技术质量事故，工序、成井、资料等分项工程一次验收合格率达到100％，总体工程一次验收合格。
4.1.3安全生产目标
落实“安全第一、预防为主、综合治理”的安全方针，做到安全事故为零、安全检查达到100%合格，搞好与附近居民关系，为以后的施工做好群众基础。
4.1.4文明施工目标
为创建文明施工现场及保持现场周围清洁、卫生的环境，严格遵照成都市的有关规定。
本工程文明施工的总目标是：
创建“绿色环保工地”，达到成都市文明施工样板工地标准。
4.1.5环境保护目标
本工程施工过程中的环境目标及要求：
（1）加强对施工机械的管理，改进施工工艺，减少施工过程中的噪声。
各种超标的施工机械在夜间22时到次日6时内严禁使用，由于特殊原因在上列时间内需从事夜间施工的，必须办理夜间施工许可证。
（2）施工过程中配合甲方对有关管线的保护措施，无重大管线事故。
管线类别：
给水管、天然气管、雨污水管、电力电缆、通信电缆及光缆。
（3）在施工区域、生活区域配合甲方落实作好危险品现场控制、防台防汛现场控制、消防应急现场控制，确保现场事故为零。
4.2施工安排和主要劳动力、材料、设备使用计划
4.2.1工期计划
根据本本工程中降水井深度设计约为24m，计划施工深度为27.5m，共计30口，正常单机作业效率为每天2口，计划2016年10月1日进场，2016年10月20日完成施工；根据本工程基坑开挖工况，各部分的工期进度安排如下：
工程实际情况，计划安排成井设备1台，本工程的工期进度计划详见下表：
内容
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
进场
成井
撤场
表4-1工期进度计划表
4.2.2材料供应计划
为保证降水施工正常进行，项目部提前准备施工所需材料，主要材料供应计划见表。
表4-2主要工程材料供应表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
滤水管
φ300（内径）
m
450
每口井埋设12.5m
2
实管
φ300（内径）
m
450
每口井埋设15m
3
井盖
1000*1000*20钢板
块
30
4
砾石
≦10mm
m³
150.14
4.2.3主要机械设备配备计划
根据设计工程量及施工现场情况，本工程的主要机械设备配备见下表。
表4-3降水井施工主要施工机械表
序号
机械设备名称
型号规格
数量
国别产地
制造年份
额定
功率
生产能力
设备来源（自有或租赁）
目前所在地
1
钻机
OTR250D-2
1
湖南
2013
130Kw
良好
自有
成都
2
空压机
EAS75
2
上海
2011
55KW
良好
租赁
成都
3
电焊机
ZX7-400
4
成都
2013
21kw
良好
租赁
成都
4
测绳
50m
4
成都
/
/
良好
自有
成都
5
水位计
50m
4
成都
/
/
良好
自有
成都
6
水泵
40m³/h
30
成都
2012
5.5kw
良好
自有
成都
7
水泵
50m³/h
10
成都
2012
7.5kw
良好
自有
成都
8
发电机
KH-200GF
1
江苏
2012
200KW
良好
自有
成都
注：
以上机械为降水施工常用机械（不含备用物资），在实际施工运营过程中，根据现场情况以及物资配备情况，部分设备可能产生差异；以上表格仅供初步配备参考。
5、降水施工
5.1降水原因和目的
5.1.1降水原因
本站结构底板埋深16.8～18.18m，主要开挖地层为填土、粉质黏土、黏质粉土、砂和卵石层。
车站开挖地层自稳性差，同时卵石层具有透水性好、富水性好、涌水量大的特点，是车站主体结构中的主要含水层。
卵石层在天然状态下的稳定性为较差，降低地下水位后，卵石的自稳性普遍降低；在降低地下水过程中，如果井围滤料和井管滤网不能满足降水出砂量的控制，则势必掏蚀卵石层中的填充物质——砂；流失部分填充物质，使卵石孔隙率变大，造成稳定性降低，这极易发生潜蚀，如透镜状砂层被大量掏蚀，则会发生流砂或管涌，将极易造成地面不均匀沉降。
5.1.2降水目的
（1）通过降水及时疏干开挖范围内土层的地下水，使其得以压缩固结，以提高土层的水平抗力，防止开挖面的土体隆起。
（2）在基坑开挖施工时做到及时降低基坑中的地下水位，保证基坑干开挖施工的顺利进行。
5.2降水方案设计
5.2.1基坑降水方法选择
本工程采用管井超前降水和明排相结合的方法进行降水。
5.2.2管井降水
车站施工期间采用管井超前降水，降水井点的设置应保证地下水位的有效降低。
降水井直径为Φ300mm，设计井深约24m（基底下5m），计划施工深度标准段27.5m，扩大端及集水坑位置30m，沿车站两侧纵向对称布置，单侧井距20m左右，降水深度为不小于基坑底1m。
降水期间单井出砂率控制在1/100000以内。
降水井布置见下图。
5.2.3基坑外给排水及坑内集水明排
（1）基坑外截排水
（2）基坑内集水明排
图5-1降水井平面布置图
5.3降水井施工技术要求
5.3.1降水井结构参数
本工程采用管井进行施工降水，井孔为旋挖钻成孔，孔径600mm。
井管由多节钢筋混凝土管组成，内径300mm，外径360mm，井管由实管和滤水管组成。
降水井自井口以下约15m为实管；15m以下井管为滤水管（每根井管长度均为2.5米）。
滤水段由φ300mm满布滤水孔的钢筋砼管，以及其外包的铁丝网、10目密网和及50目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≦10mm无棱角的卵（砾）石，滤料填至井口位置。
10目密网+50目疏网
钢筋砼滤水管Φ300
图5-2降水井管大样图
5.3.2基坑涌水量
（1）基坑涌水量计算
本站长度257米，基坑宽度21.1米，开挖深度16.8～18.18m米。
根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）、《建筑与市政降水技术规范》的规定，群井按大井简化时，采用潜水非完整井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=22m/d；
H—潜水含水层厚度（m），按33m计；
h—降水后基坑内的水位高度，h=19m；
L—过滤器进水部分的长度，10m；
hm=（H+h）/2；
R—降水影响半径（m），
，S=14m；
r0—基坑等效半径（m）；可按
计算；
A-基坑面积（m2），5573.55m2；
经计算，本车站基坑涌水量Q=16030.29m3/d。
表5.1范围正常涌水量一览表
工点名称
L（m）
B（m）
S（m）
h（m）
H（m）
k（m/d）
hm
l
R（m）
r0（m）
Q（m3/d）
侯家桥站
257.0
21.2
14
19
33
22
19
10
754.44
41.64
16030.29
注：
①本站主体基坑尺寸，依据设计提交的钻孔桩布置平面图图解，附属结构未予考虑；
②综合渗透系数k为基坑开挖范围内按最不利条件地层考虑计算的土层渗透系数，渗透系数K值取车站基坑开挖线以上各岩土层厚度及渗透系数的加权平均值。
（2）单井理论出水量计算
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10.0m；
；
5.3.3降水井数量计算
计算公式为：
；
Q——基坑总涌水量；q——单井出水能力；
其中：
单井的涌水量
，由于水泵设计出水量低于管井理论出水量，以水泵设计出水量为准计算，取q＝960m3/d；
计算得n=19口。
所以计算得知车站主体至少应设置19口降水井。
但考虑到群井效应和降水漏斗影响，根据设计要求和成都地区降水施工经验，本车站深基坑降水井间距取20m左右，综合本工程特点及现场、周边环境条件，车站主体结构实际共设置30口。
5.3.4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QS40-25型潜水泵（局部采用QS40-32型）。
水泵流量40m3/h，扬程30m，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，井点系统预留6～8台水泵备用。
表5.2水泵参数表
序号
水泵型号
流量（m3/h）
扬程（m）
功率
备注
1
QS50-25型
40m³/h
30
5.5kw
标准段降水井
2
QS50-32型
50m³/h
30
7.5kw
盾构端降水井
5.3.5受降水漏斗影响高差计算
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，车站降水井横向间距最大为26.8m（扩大端），纵向单侧降水井间距为20m，故降水井间距取20m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）
==754.44m；
设计降深:
S=14m；
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=10×14/754.44=0.18m
图5-3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0.18m，要求降水深度≥14+0.18=
14.18m。
实际布设降水井深度为27.5m，满足要求。
5.4基坑外排水及坑内集水明排
5.4.1基坑外截排水
在基坑冠梁顶部设置高出地面30cm，厚20cm的C30钢筋混凝土挡水墙封闭基坑，防止地表水倒灌基坑，挡水墙外侧地面采用C25混凝土硬化处理，根据现场实际在外侧沿基坑四周设置宽450mm，深400mm的排水沟，用于收集降雨形成的基坑外地表水。
根据现场实际情况设置沉淀池，排水沟内积水经过沉淀池沉淀后，排入市政排污管网。
图5-4地面排水沟示意图
5.4.2基坑内集水明排
（1）降雨时，纵坡面采用土工塑料膜覆盖，雨水由坡面汇集至坡脚处集水井内，然后用水泵抽排至地面沉淀池内。
（2）基坑分段开挖至基底后，进行综合接地施工。
期间，基底暴露面用土工塑料膜覆盖的方法封闭。
视地下水和基坑侧壁渗漏情况，每段基坑内设置两道盲沟，在较低的端部各设置1个集水井，用水泵明排至地面排水系统。
具体要求如下：
a、盲沟底低于基坑底面，沟深0.3m，底宽0.3m方形明沟，沟底设置0.2%～0.5%的纵坡，使水流不致于阻塞。
b、排水沟设置于基坑两侧，距围护桩2.5m左右。
c、若降水井无法将地下水位降至基坑底面下0.5m时，采用集水井采用Φ300钢管集水井，钢管长1.8～2m，钢管在垫层以下部分开孔，孔径5mm，间距10cm，用砂布包裹，防泥沙流入，钢管井四周用砂石回填。
在集水井中部设置5mm厚、10cm宽止水钢板。
图5-5基坑底部排水系统示意图
（3）坑壁泄水
喷锚作业时设置φ50PVC排水管,L=1m,@2400×2400，采用明管将渗水引至基底排水盲沟内。
图5-6桩间排水水孔示意图
5.5降水井施工工序
管井井点施工流程见图。
主要环节的施工要点如下：
管线探挖
图5-7大口井降水施工工艺流程图
5.5.1成孔
采用奥盛特OTR250D-2旋挖钻机钻孔，确保孔径不小于600mm，深度大于设计深度，以考虑抽水期间沉淀物可能达到的沉积高度所产生的影响，并保证钻孔圆正垂直。
5.5.2清孔
井
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