降水专项施工方案.docx
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降水专项施工方案
大庆辖区平改立工程K178+450下交桥
降水工程专项施工方案
编制：
张时钟
复核：
张天放
中铁二十三局二公司哈齐提速平改立项目部
2005年4月5日
施工方案审批单
单位审核意见
单位：
审核：
日期：
年月日
单位：
审核：
日期：
年月日
单位：
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日期：
年月日
单位：
审核：
日期：
年月日
审批意见
单位：
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日期：
年月日
单位：
审核：
日期：
年月日
一、工程概况：
1、滨洲线K178＋450道口平改立下交桥工程位于大庆市让胡路区喇化路，桥梁全长为348.25m，工程规模为净宽12m，铁路框构长12.5m，全高8.05m；公路框构长30m，全高7.45m；其余为全封闭式挡墙。
该工程地下水位较高，稳定期水位为96.83m，丰水期水位为98.83m，轨面相对标高100.00m。
2、施工环境
（1）、桥位处地势较平坦，地表为湿地及盐碱草地为主，地表以下为砂砾及亚粘土。
（2）、地震烈度为6级以下属弱震区，构造物的设计按6级地震度设计。
（3）、该工程由于铁路下交顶进桥，公路下交桥，又地处于城镇繁忙道口区段。
线路沿线障碍较多，地下、铁通、网通电缆及其它信号电缆、水管线较多。
地上地区高压线路水管井线、居民设施等。
3、气候条件、交通状况
（1）、该地区属北温带大陆性气候，冬季寒冷干燥，夏季温暖多雨，四季分明，温差较大，无霜期短。
（2）、框构出口引道与让胡路至杜尔伯特公路相连，濒临大庆石化厂。
处于城镇中心要道。
故车、人流量都比较繁忙。
4、工程特点
框构基坑开挖平均深度7.9m，全封闭式挡墙按3%左右坡度向两侧呈上坡趋势顺延，水位需降至基底以下1.5m，降水高度达到8.9m。
本工程依据特殊的施工情况，框构及两侧各两段挡墙采用基坑边坡布置三级井点同时降水的施工方案，其余采用二级井点降水方案。
二、施工部署
1、支护方案设计
由于基坑坑壁土质不易稳定，并有地下水，施工邻近建筑物限制，放坡开挖受到了限制。
基坑开挖采用分层开挖成型方案。
由于第三层基坑地质复杂（细砂与粉质粘土夹层）故需对第三层基坑进行支护。
a、支护类型的选择
受构筑物几何尺寸的影响，为满足施工作业空间要求边坡交角处由于局部水流力作用产生流砂，发生局部塌坍现象。
又考虑到施工快捷、方便原因，采用水平挡板短柱支护方案（如图）。
挡板支护坑壁的计算
挡板宽度b，水平挡板是受均布荷载q=bEa（KN/m）的连续梁，为简化计算与安全计，按简支梁计算，见图b。
土压力计算
土压按库伦公式计算，一般不计与挡板间的摩擦力
Ea=1/2γh2tg2（45。
－Φ/2）＝Pah
＝0.5×19×2.52×tg2（45。
－0/2）
＝59.4kPa
Ep=1/2γh2tg2（45。
+Φ/2）＝Pph
＝0.5×19×2.52×tg2（45。
+0/2）
＝59.4kPa
挡板所受的最大弯矩为
Mmax＝bEaL2/8＝2×59.4×1.52/8＝33.4KN·m
挡板所需截面模量为：
W＝Mmax/[δw]＝1.97×10-4m3。
挡板所需厚度为：
d＝（6W/b）1/2＝（6×1.97×10-4/2）1/2＝0.024m。
γ－坑壁土平均容重，KN/m3。
Φ－坑壁土平均内摩擦角。
，
h－基坑深度，m。
Pa、Pp－分别为主动土压、被动土压的增加率，kPa/m。
Ea、Ep－分别为主动土压、被动土压，kPa。
2、施工降水方案设计
由于施工地点地下水位线高（降水高度最大达到8.9m），为确保基底作业无水进行，故降水是整个施工过程的关键所在。
根所现场实际情况，土质较差有流砂涌泥现象，地下水位较高，挖基较深，坑壁不易稳定，施工场地限制等，采用轻型井点降水方案。
由于在标高93.859m处有夹层，出现流砂，故降水分两部分进行，一部分主要降夹层处水位，封住夹层处水位线，另一部分降基底水位线。
下面以铁路框构基坑断面为例计算降水量。
第一部分降水（细砂层）
（1）、确定井点管夹层处的埋设深度Ha（见图）。
Ha＝h1+h2+Δh+l+r/m
＝0.3+4.971+1+0.5+3/12
＝7.02 > 7m 此高度范围内须采用二级轻型井点。
Ha－井点的水泵轴至井点滤管底的深度，m；
h1－井点的水泵轴至未抽水前的地下水位的高度，m；
（水泵轴标高99.13m－夹层处标高93.859m＝4.971m）
h2＝原地下水位至夹层处的高度，m；
（水位线标高98.83m－夹层处标高93.859m＝4.971m）
γ－夹层边缘至井点管中心的距离，m。
取3m。
m－井点抽水后的水力坡降线的坡比，对双排轻型井点m取12。
Δh－抽水后的地下水位距基坑底面的安全深度，取0.5m。
l－滤管长度，m。
取0.5m。
（2）、基坑总涌水量计算
按无压完全井群的涌水量
Q=1.366k（2H－S）S/（lgR－lgr）
＝1.366×3×（2×8.856－5.971）×5.971/（lg61.6－lg12.83）
＝422m3
Q－总涌水量，m3/d；
H－含水层厚度m（水位线标高98.83m－假设基底不透水层标高89.974m＝8.856m）。
S－水位降低值（水位线标高98.83m－夹层标高93.859m＋1m安全深度＝5.971m）。
K－渗透系数，查表细砂为3m/d；
R－影响半径m，R＝2S（HK）1/2＝2×5.971×（8.856×3）1/2＝61.6m。
r－基坑假想半径m，对于矩形井群r＝η（A＋B）/4＝1.18×（21+22.5）/4＝12.83m。
A－矩形的长边；
B－矩形的宽边。
（3）、计算单根井点管出水量
地质为细砂层，透水性较好：
q＝65Лdl（K1/3）＝65×Л×0.03×0.5×（31/3）＝4.4 m3/d。
q－单根井点出水量，m3/d。
d－滤管外径m，取0.03m。
l－滤管长度m，取0.5m。
K－渗透系数，m/d，查表细砂为3m/d。
（4）、确定井点管数量n与间距a
n＝1.1Q/q＝1.1×422/4.4＝106根。
a＝L/n＝87/106=0.8 m。
第二部分降水（粉质粘土层）
（1）、确定井点管夹层处的埋设深度Ha（见图）。
Ha＝h1+h2+Δh+l+r/m
＝0.3+2.89+1+0.5+10.5/12
＝5.565 m < 7m 此高度范围内只采用一级轻型井点。
Ha－意义同前，m；
h1－意义同前，m；
h2＝意义同前，m；
（原地下水位既夹层处标高93.859m－基底标高90.974m＝2.885m）
γ－基坑底中心至井点管中心的距离，m。
17m/2+2m=10.5m。
m－意义同前。
Δh－意义同前。
l－意义同前。
（2）、基坑总涌水量计算
按无压完全井群的涌水量
Q=1.366k（2H－S）S/（lgR－lgr）
＝1.366×0.5×（2×2.885－3.885）×3.885/（lg16.35－lg10.4）
＝53m3
Q－意义同前，m3/d；
H－意义同前m（已降至夹层处水位线标高93.859m－基底标高90.974m＝3.885m）。
S－意义同前（夹层标高93.859m－基底标高90.974m＋1m安全深度＝3.885m）。
K－渗透系数，查表含砂低液限粉土取0.5m/d；
R－影响半径m，R＝2S（HK）1/2＝2×3.885×（8.856×0.5）1/2＝16.4m。
r－基坑假想半径m，对于矩形井群r＝η（A＋B）/4＝1.18×（17+18.5）/4＝12.83m。
（3）、计算单根井点管出水量
地质为细砂层，透水性较好：
q＝19.6Лdl（K1/2）＝19.6×Л×0.03×0.5×（0.51/2）＝0.65 m3/d。
q－意义同前，m3/d。
d－意义同前m，取0.03m。
l－意义同前m，取0.5m。
K－渗透系数，m/d，查表含砂低液限粉土取0.5m/d。
（4）、确定井点管数量n与间距a
n＝1.1Q/q＝1.1×53/0.65＝90根。
a＝L/n＝（17＋18.5）×2/90=0.8 m。
三、施工方法
根据计算结果，第一部分降水方要降细砂层，布置一、二级井点管，布置间距0.8m，第二部分降水主要降粉质粘土层，布置三级井点管，布置间距0.8m。
全桥基坑≤9m共布置1016根，基坑≤6m共布置1531根。
轻型井点管采用6m长，包括管端0.5m的滤水管。
井管滤管顶端处于同一个高程。
最大相差不大于10cm，以免影响降水效果。
为充分利用泵的抽吸能力，集水总管标高宜尽量接近地下水位线，并沿抽水水流方向有0.25%~0.5%的上仰坡度，水泵轴心与总管齐平。
轻型井点降水设备的制作。
a、滤管：
均用Φ30mm无缝钢管制成，长约0.5m，滤管的滤孔面积约为滤管表面积的20%~25%。
先用Φ3.2mm铁丝缠绕成螺旋形，间距1cm~2cm，外面再包100目的铜丝网1~2层，用Φ1.6mm的铁丝缠绕捆扎，间距1cm~2cm。
为了节约，可用2层尼龙窗纱代替铜丝网。
外面再用2~3层棕皮包扎。
以Φ3.2mm钢丝捆扎，间距也为1cm~2cm。
b、井点管：
直径与滤管相同，也用无缝钢管制成，长度按规定确定。
井点管上接集水总管，下接滤管，其间用螺丝套管连接。
c、集水总管：
可用Φ（102~127）mm无缝钢管制成。
按井点管距离焊装接头短管，以胶管将井管与接头管连接，再用夹箍夹紧。
d、抽水部分主要包括真空泵，集水箱，离心泵，气水分离器及连接管等仪表。
施工最终达到降水技术标准：
水位降至基底以下1.0m，土质夹层处无产生流砂现象，保证框构正常预制及顶进。
轻型井点降水设备的安装。
1、埋设井管：
用吊机或特制三角架吊起射水管，对准井点位置，用压力射水成孔，水压约为0.5~1MPa，射水深度应比井管深1.0m。
成孔后，拨出射水管，即将井点管插入孔中，同时四周回填粗砂，距地面1.5m内改用粘土封口，防止漏气。
2、连接井点管与集水管：
将己经插入土中的井点管上端用塑料软管与集水管的连接管头联接起来，并用胶带封严，接头处不得漏气。
3、连接抽水系统：
将集水管的三通与已经组装完成的抽水系统连接在一起。
4、开动抽水系统抽水：
各部分管路及设备经检查认可合格后，即可开动真空泵，集水箱内部形成部分真空，地下水开始从滤管吸入集水箱，即可开动离心泵，将水排出。
排水时要及时调节出水阀，使集水箱内吸水的水量与排出的水量平衡。
5、拨管：
施工结束，拆除连接管，用吊机或借助倒链，或用扒杆卷扬机将井管拨出。
所留孔洞用砂或土填塞，各种机械设备均要进行维修整理，滤管要拆开清洗，重新组装，供以后再用。
每一套井点的主要设备表
部分
名称
规格
单位
数量
附注
抽水部分
真空泵
V5或V6
台
2
包括电动机，一台为备用
离心泵
排水量60m3/h~80m3/h
台
2
包括电动机，一台为备用
冷却小水泵
台
1
循环水用
集水箱
个
1
气水分离器
个
1
管距部分
滤管
m
200
管长按2.0m计
井管
m
750
管长按7m计，包括接头管间距1.0m
集水管
m
100
胶管
与井管配套
套
100
其它
真空泵
只
2
压力表
只
1
夹箍
与胶管配套
套
200
施工降水劳动力使用计划表
顺号
降水名称
降水管的制作
降水管的安装
抽水系统安装及调试
抽水过程中的维修及保养
降水系统的拆除
1
一、二级井点降水
20
38
36
4
30
2
三级井点降水
10
16
16
4
16
施工降水计划安排
开挖基坑至自然水位线布置第一、二级井点、抽水 2d 继续开挖基坑至水位线
布置第三级井点管 2d 继续开挖基坑至基底设计标高
降水始终进行直至工程完毕
四、监控及救援预案
1、监控方案：
建立降水工作负责到人，24小时轮流监管，具体监控如下：
a、施工场地要作出合理的排水规划，及时排除抽出的地下水及地表雨雪水。
施工时冲孔的雨雪水也要用水沟引出。
所有管道沟渠不要防碍工地交通。
b、井点法降低地下水位，一经开始，就要不间断地进行，否则井点滤管易被堵塞。
故机械、电源设备要有保证，真空泵、离心泵都要有备用的。
c、在使用前，各接头处要详细检查，保证严密不漏气；开动前，必须将所有进出口的各种阀门关闭，达到一定的真空度后，再慢慢开启进水阀，让地下水进来。
d、如发现真空度不够，出水量很少，应首先找出原因是在抽水方面还是管道方面。
e、抽水系统应设在每一组集水管的中间，使各井点进水比较均匀。
集水管向抽水管的方向，要保持一定的坡度，使流水畅通。
f、在严寒季节，如因故停机，或施工完毕，应即将管道内及机械内存水放尽。
井管如不拔出，应将外露部分包扎防寒。
2、救援预案：
安全管理体系是确保施工生产顺利进行的根本保证，是实现安全管理目标的基础，根据招标文件的要求，我们建立了安全保证组织机构。
安全生产保证措施
1、施工现场临时用电安全措施
①根据现场情况和本单位的特点，制定安全用电措施和电防火措施。
②对用电、管电人员要定期进行培训，电工要持有效合格证上岗，电工等级与难易程度和技术复杂性相适应，不得无证人员从事电力作业。
③对现场用电设备采用一机、一闸、一保护，保证操作者安全。
安装、维修或拆除用电设施全部由电工完成。
④配电箱要具备防火、控制（计量）使用功能。
做到维修者与使用者责任分开。
任何人不得加大负荷，凡增大容量由安全用电管理人员批准。
⑤现场照明要采用防湿、防爆、绝缘性能好的灯具，不得使用简单灯具照明，并要有产品合格证。
⑥当施工现场与外电线路共用同一供电系统时，电气设备应做保护接零或接地。
但不得一部分设备做保护接零，另一部分设备做保护接地。
保护方式要求一致。
⑦现场配电室，必须做到“四防一通”（即防火、防风雨雪、防潮汛、防小动物和保持通风良好）。
应配齐电气灭火器、绝缘靴和手套，各种测试仪表。
⑧配电室要定期检查、维修和养护。
并填写检修及停电登记簿。
登记簿上应有批准人、停电人、检修人签字。
⑨对室外临时电缆，应进行防护。
可按标准埋深直埋。
要使每个人都知道电缆情况，并定期对职工进行文明施工教育，避免人为操作失误将临时电缆损坏。
⑩各施工项目要根据本工程的特点制定宿舍用电管理制度。
尤其对民工用电，要在宿舍安全用电中做出明确规定。
2、防火、防盗安全保证措施
①建立项目经理部、班组二级防火责任制，明确职责。
②重点部位，如仓库、木工房配置相应消防器材；一般部位，如宿舍、食堂等处设常规消防器材。
③施工现场用电应严格执行有关规定，加强电源管理。
④焊、割作业地点与氧气瓶、乙炔气瓶等危险物品的距离不得少于10m，与易燃易爆物品的距离不得少于30m，焊接人员需持证上岗。
施工场地安全要求
施工场地内的各种运输道路，生活房屋，易燃、易爆仓库，动力通信线路和其他临时工程危险标志，工地内的运输道路及通道设照明设备，同时配备消防设施。
五、技术组织措施
1、季节性施工安全措施
（1）、雨季施工措施
进入雨季，要与当地水文站密切联系，做好防洪工作，施工降水、有基坑支护所用机具设备同样安放到合适位置。
a、施工人员在作业时，必须穿防滑鞋，堆放横木、长物品需放置在高处。
b、施工人员在作业时，注意瞭望。
c、大雨时，停止任何施工作业，并支护好模板、构件等机具及设备。
d、雨天的各种施工均应合理安排工期。
e、施工现场挖改排水设施，并保证畅通无阻。
机械设备加盖防雨罩和搭设防雨棚等。
（2）夜间施工措施
a、施工人员严禁洒后上岗，并听从指挥。
b、机械作业时要注意作业半径，施工人员严禁在作业半径内停留或工作。
c、施工人员要在作业前将照明设备加固好，并使光线充足，不留阴角。
e、施工时注意照明及电机的电线布设情况，防止触电及损坏电器设备。
f、远距离夜间施工要配备对讲机或其它通讯设备，使作业人员有条不紊。
g、设专人对电源控制，保证电力供应。
h、为确保夜间施工工程质量，设立夜间质量责任负责人，负责夜间的施工。
（3）、冬期施工措施
a、及时收集当地气象台气象资料，建立观测制度，及时掌握气象变化情况。
b、落实工程有关材料、防寒物资、能源和机具设备。
c、编制冬期施工方案及技术措施，对有关人员进行技术交底和培训。
d、冬期施工对轻型井点降水设备做好防寒工作。
2、环境保护及文明施工措施
（1）、环境保护措施
a、生态环境保护措施
①对框构工程的基坑开挖弃土要弃到指定地点，严禁乱弃土。
②营造良好环境。
在施工现场和生活区设置足够的临时卫生设施，经常进行卫生清理，同时在生活区周围种植花草、树木，美化生活环境。
③工程完工后，及时进行现场彻底清理，并按设计要求处理。
对有害物质（如燃料、废料、垃圾等）要通过焚烧或其它措施处理后运至指定地点，防止对人员造成损害。
b、水环境保护措施
①生活污水按设计分别采用二级生化设施或化粪池处理。
②施工机械的废油废水，采取有效措施加以处理，不超标排放，避免造成对水源污染。
③来自生活区、办公区和施工区的污水，必须严格净化处理，并经检验符合环保标准后，方可排放。
④井点降水抽出的水应排放指定下水管线，不得随意乱排，更不得向附近居民区排放。
如果确定可以再利用时，可以用作其它用途，但不得污染环境。
c、大气环境及粉尘的防治措施
①施工场地和运输道路经常洒水防护，尽可能防止灰尘对生产人员和其它人员造成危害。
②车辆在运料过程中，对易飞扬的物料用篷布覆盖严，且装料适中，不得超限；车辆轮胎及车外表用水冲洗干净，不得污染道路。
③对于易松散和易飞扬的储存材料用彩条布覆盖严。
d、固体废弃物
①施工营地和施工现场的生活垃圾，应集中堆放。
②施工和生活中的废弃物也可经当地环保部门同意后，运至指定地点。
③加强文明施工，材料机具堆放合理、紧凑，尽量少占场地，施工场地周围设围栏，减少施工对行车的干扰。
（2）、文明施工措施
a、加强施工人员文明施工意识，组织学习文明施工条例及有关常识，进行上岗教育，讲职业道德、扬行业新风。
b、建立健全岗位责任制，把文明施工责任落到实处，提高全体施工人员文明施工自觉性和责任心。
c、现场布局合理，材料、物品、机具、土方堆放符合要求。
d、创建美好环境。
在工地现场和生活区设置足够的临时卫生设施，每天清扫处理，同时，在生活区周围种植花草、树木，美化生活环境。
e、认真进行现场调查，并与有关单位取得联系，及时处理或保护地下管线，以免破坏地下设施。
在施工中发现文物时，及时报告并做好现场保护。
哈齐提速平改立工程K178+450框构全桥井点布置图
哈齐提速平改立工程K178+450框构井点布置图
全桥剖面图
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