管井降水工程施工组织方案.docx

1、管井降水工程施工组织方案*管井降水施工方案1编制依据1.1 施工文件资料表1.1 施工文件资料序号图纸名称工程编号设计单位出图日期1“山西涛沙房地产开发有限公司太原市圣爱花园”岩土工程勘察报告20140526山西省地质工程勘察院2014年7月1.2 主要施工规范、规程表1.2 规范、规程部分序号规程、规范名称编 号1建筑工程施工现场用电安全规范GB50194-20142建筑机械使用安全技术规程JGJ33-20123建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-20134施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-20125建筑基坑工程技术规程JGJ120-20126建筑基坑工程技术规范YB9258-

2、977建筑施工安全检查标准JGJ59-20112 工程概况2.1 工程概况本工程位于太原市和平南路与规划大井峪街交叉口之西北角位置。工程总用地面积94361.27，建筑面积375760。本单位工程0.000相当于绝对高程798.65m（1号楼为798.85m）。主楼为剪力墙结构。基础形式为桩基承台基础。表2.1 工程建设概况一览表工程名称天和福地工程工程地址*建设单位*设计单位*勘察单位*监理单位*质监部门*2.2地质条件根据山西省地质工程勘察院，“山西涛沙房地产开发有限公司太原市圣爱花园”岩土工程勘察报告（工程编号：20140526）可知，基坑开挖深度及影响范围内的场地岩土层特征及分布情况、

3、土性描述如下:勘察深度范围内地层为第四系冲洪积形成的松散堆积物，岩性以填土、粉土、中砂、圆砾和粉质粘土为主。地基土共划分8个大层：1 第层填土：分二个亚层（1层杂填土、2层素填土）第1层杂填土（Q42ml）：杂色，稍湿，松散状态。主要以建筑和生活垃圾为主，包含较多碎砖块、砖屑和煤渣等，成分复杂，欠压密度状态。底面埋深0.40-4.50m（标高790.02-798.42m，平均794.25m），平均层厚2.43m。第2层杂填土（Q42ml）：褐色，稍湿，欠压密。主要以粉质粘土和粉土为主，包含较多云母、氧化物、少量煤屑、粗砾砂和植物根系等，欠压密度状态。底面埋深0.40-6.00m（标高790.0

4、3-797.12m，平均794.21m），层厚0.40m-4.70m，平均1.97m。2 第层粉土（Q4lal+pl）：黄褐色，稍湿，稍密状态。土质较纯，含较多云母、氧化铁铝及少量砂质颗粒夹杂，局部相变为粉质粘土。底面埋深2.20m-7.60m（标高790.08m-795.22m，平均792.33m），层厚0.40m-4.80m，平均层厚2.42m。3 第层中砂（Q4lal+pl）：褐黄色，松散状态，局部饱和状态。该层以中砂为主，分选性好，磨圆度一般，砂质较纯。成分主要以石英、长石为主，充填有少量细砂、砂砾，少量卵石和圆砾。该层中部局部揭露有1粉质粘土透镜体：褐色，硬塑状态。土质不纯，砂质颗粒

5、较多，中压缩性粉质粘土。底面埋深4.10m-12.00m（标高785.82m-792.74m，平均789.57m），层厚0.85m-6.30m，平均层厚3.64m。4 第层粉土（Q4lal+pl）：黄褐色，湿，中密状态。该层土质不纯，含较多云母、氧化铁铝及少量砂质颗粒，局部相变为粉质粘土。该层上部揭露有1粉质粘土薄层和透镜体：褐色，可塑状态，土质较纯；中部揭露有2中砂：褐色，饱和，稍密状态，砂质较纯，分选性差，磨圆度一般；底部揭露有3中砂薄层：褐色，饱和，中密状态，分选性差，磨圆度一般，局部地段夹杂卵石、砾砂颗粒。底面埋深14.60m-37.30m（标高760.78m-782.88m，平均77

6、3.23m），层厚6.60m-30.00m，平均层厚16.77m。5 第层圆砾（Q4lal+pl）：黄褐色，饱和，中密状态。该层以圆砾为主，分选性好，磨圆度一般，砂质较纯。成分主要以石英、长石为主，充填有少量砾砂和卵石。该层局部地段上部和中部深度揭露有1粉质粘土透镜体、薄层：褐色，可塑状态。土质较纯，中压缩性粉质粘土。底部揭露有松散状态2砾砂和密实状态3中砂透镜体。底面埋深27.20m-51.60m（标高746.63m-769.73m，平均758.47m），层厚0.80m-25.20m，平均层厚12.04m。6 第粉土（Q3lal+pl）：黄褐色，稍湿，密实状态。土质较纯，含较多云母、氧化铁铝

7、及砂质颗粒夹杂。局部相变为1粉质粘土呈透镜体揭露：黄褐色，硬塑状态。该层中部和底部揭露有2中砂薄层：褐色，饱和，密实状态。砂质较纯，分选性差，磨圆度较好。地面埋深45.00m-75.00m（标高722.60m-751.84m，平均735.40m），层厚3.8m-43.00m，平均层厚22.18m。3 降水设计方案1 在挖土施工前，对基坑内的地下水进行预降水，以使土体固结密实，是基坑开挖时确保基坑稳定性的关键因素之一，因此合理布置深井井点，组织合适的降水工艺就显得特别重要。2 根据本工程施工工艺的特点，结合工期紧及深井降水的施工经验等实际情况，本工程将采用的深井降水工艺。3 经设计院及业主策划设

8、计，沿基坑北侧及四周每24米布置一眼井，深16米(到基础底板底部)，计31眼；每栋楼电梯间处布置一眼井，深18米(到基础底板底部)，共40眼。根据降水情况可以随时增加降水井。降水井成孔直径为700mm，深井管采用外径为360mm、内径300mm的无砂混凝土渗水管。具体位置见附图1。4 用水量计算对基坑开挖有影响的场地地下水主要为赋存于1层素填土、2层和4-1层粉土中的孔隙潜水。2和4-1层粉土水平和垂直渗透系数分别为3.09610-4cm/s、1.35810-4cm/s和2.79610-4cm/s、1.12910-4cm/s，透水性和富水性一般，有一定的水量；3层和4-2层粉质黍土水平和垂直渗

9、透系数分别为1.3610-6cm/s、1.0410-6cm/s和1.0910-6cm/s、8.0810-7cm/s，透水性和富水性较差；5层黍土水平和垂直渗透系数分别为1.410-8cm/s和1.210-8cm/s，透水性和富水性差，勘探时实测水位标高平均值为12.76米。由于室内渗透试验受取土代表部位及试验办界条件的限制，导致室内渗透系数偏低。在基坑降水设计时，以现场抽水试验得出的渗透系数作为基坑降水设计的依据， 1-4层综合渗透系数K=0.72m/d(8.3310-4cm/s)。基坑各土层的平均厚参照勘测报告相关内容。1 计算参数：（1）主楼降水区域面积为1590m，车库降水区域面积为43

10、70m；（2）降水深度应达到基坑底部最低标高下1000mm 、对电梯井等深度以1.5米计算。则车库降低水位为-10.05米、主楼降低水位-13.05米；（3）含水层厚度平均取16.85米；（4）主楼井管有效工作长度为6.5米，车库井管有效工作长度5.6米；（5）抽水井井内半径r=0.3m，透水系数为K=0.78m/d；（6）因4-2层渗透系数较小，本设计中取4-2为相对隔水层。4-1层及以上各层为潜水层。2 降水区假想半径：车库：=37.3米主楼：=22.5米3 抽水影响半径：式中：表示降水影响半径S表示基坑水位降深K表示渗透系数H表示含水层厚度车库：=27.3551.20米主楼：=210.3

11、572.10米4 降水区域总涌水量：车库：（非完整井）主楼：（完整井）基坑计算涌水量（m/d）表示含水层渗透系数（m/d）潜水含水层厚度（m）潜水含水层厚度与动水位以下的含水层厚度的平均值（m）引用影响半径（m）按基坑换算半径表示滤管有效工作长度车库： =108.52/0.415=261m/d主楼： =381.52 m/d5 管井的出水量计算：根据群井抽水理论，由下列公式确定单井排水量车库：=56.05m/d车库共计31口井，所以56.0531=896.8 m/d261m/d能满足要求主楼：=41.1m/d主楼40口井，所以41.240=370.8m/d381.52m/d，基本能满足要求。5

12、施工准备1 测量放线测量放线依据现场红线桩为基准，0.000标高采用精密测距仪和经纬仪，并根据井点布置图放线定位。放线经复核后报监理部门确认方可进行施工。2 施工用电、用水配置1）施工用电直接从配电房接入、315kVA能完全满足降水用电负荷，前期抽水施工用工没有接通时，采用300kw发动机发电。2）依据用水设备和施工经验，需用水量5 10立方米/小时直径50毫米管，就能满足施工用水。3 打井机械及井点设备打井机械可根据工期要求变更。井点设备是由井点管、连接管、排水主管及抽水设备等组成。具体如下:表5.1 机械设备一览表序号设 备 名 称规 格单 位数 量1电焊机BX1-315F-3台42钻机2

13、00型台43潜水泵出口直径100mm套80 (备用9台)4动力总配电箱200A个15动力分配电箱100A个56弯联管241.5根558泥浆泵个34 抽水设备的型号本工程抽水设备采用国产的潜水泵，型号为QX618 0.75，功率为0.75kw、扬程18米、流量为6m/h。口径为38mm。表5.2 主要材料用量表序号材料名称规格单位数量备注1滤管360节/1.5m600节2井管360节/1.5m300节3滤料1-3mm吨14504PPR排水管250m8505 人员的组织及安排（1）降水组织机构 图5.1 降水组织机构图（2）劳动力安排表5.3 劳动力人员安排一览表施工队长测量员水电工机械工钻井工降

14、水工1人2人3人4人20人8人6 工期安排计划2016年2月16日开始施工降水井，抽水时间至地下车库底板混凝土全部浇筑完成后，进行封井，降水工期计划至2016年5月底。表5.4 降水井施工计划表 工 期分 项进度计划（天）打井洗井安装排水管线安装抽水控制线路抽水开始至结束正常抽水至车库底板混凝土施工完成为止6 施工工艺图6.1 降水施工工艺流程图1 测量定位：按施工图放出井的中心点。正常情况下井位偏差不宜大于0.5米，因障碍物影响偏差过大时，应验算不利点降深。井位应设立显著标志，必面时用钢纤打入地面以下300mm，并灌石灰粉作标记。2 钻孔定位：以定好的井位点为中心，800毫米为直径作圆，向下

15、开0.50米作为井口。深度以见原状土为准，确认无地下管线及地下构筑物后放护筒，护筒外侧填粘土封隔好表层杂填土，以防钻井冲洗液漏失。3 桩机就位：桩机就位时需用水准仪找平，做到稳固、周正、水平，以保证钻进过程中的钻机稳定。起落钻塔必须平稳、准确。钻机就位偏差应小于20mm，钻塔垂直度偏差应小于1%。4 钻井：钻进过程中要随时观察冲洗液的流损变化，水的补充要随冲洗液的流损情况及时调整，一般应保持冲洗液面不低于井口下1米，当钻遇卵石层，冲洗液大量流失时，应加大补水量，必要时应投入适量的泥土形成一定粘度的泥浆以控制冲洗液漏失，防止塌孔事故。在以粘土为主的地层中钻井时，由于钻井自造浆较稠，钻进效率低，此

16、时可排走一部分泥浆，补充清水，调整泥浆密度到适宜状态。钻进中发现塌孔、斜孔时应及时处理。缩孔时应经常提动钻具修扩孔壁，每次冲击时间不宜过长，防止卡钻，用反循环钻机向下钻孔，钻至要求深度。1）反循环是将压缩空气通管路送至气水混合室，使其与钻杆内的水掺混，从而形成比重小于的掺气水流。在钻杆外侧水柱压力的作用下，钻杆内掺气水流挟带泥浆不断上升，将泥浆水排出井外。2）钻进时要不断向孔内大量供水，使孔内水位高出地下水位，利用水位差所产生的静水压力保持孔壁稳定。3）从加接钻杆的数量和入水深度判断钻进深度。4）估摸达到设计深度并深入0.501m时，停止钻进。5 换浆：钻孔至设计深度后（一般应大于设计深度的0

17、.51.0米），反循环钻进应将钻头提高0.5米左右，然后注入清水继续启动反循环砂石泵替换泥浆，冲击钻则用抽筒将孔底稠泥掏出，并加清水稀释，直到泥浆密度接近1.05g/cm，粘度为1820s。现场观察一般以换浆后泥浆不染手为准。替浆过程中，应按排泥浆的清运或排放工作。6 下管： 1）检查井管有无残缺、断裂及弯曲情况。2）将底层管堵与第一节井管公母接口接上，在外对称放上三根竹枇，用铁丝固定两圈。3）将提升用钢丝绳一头固定在井字架上，另一头套住管堵凹槽稳定后下降。4）使井管居于井孔正中，避免倾斜，并固定。5）下降第二节井管时，注意连接的公母接口，动作要轻缓，不能猛降猛放。6）井管安放应力求垂直并位于

18、井孔中间；管顶部比自然地面高500mm左右。井管过滤部分应放置在含水层适当的范围内。7 填料：安装完井管后，在无砂滤水井管外侧与井壁之间填砾料。1）砾料应缓慢填入，防止冲歪井管，一次不可填入过多。2）接近井口1.50米处，用粘土封严，以防地面水、雨水流入3）井管下入后，及时在井管与土壁间填充砂砾填料。粒径应大于滤网的孔径，一般为38mm的细砾石。砂砾滤料必须符合级配要求，将设计砂砾上、下限以外的颗粒筛除，合格率要大于90%，杂质含量不大于3%；不得用装载机直接填料，应用铁锹下料，以防分层不均匀和冲击井管，填料要一次连续完成。 8 洗井：冲击成孔的降水井一般都采用泥浆钻进，洗井应在下管填砾后8小

19、时内进行，以免时间过长，影响降水效果。1）将空压机空气管及喷嘴放进井内，先洗上面井壁，然后逐渐将水管下入井底。工作压力不小于0.7mpa，排风量大于6m/min，2）管周围填砂滤料后，安设水泵前应按规定先清洗滤井，冲除沉渣。一般采用压缩空气洗井法，其原理是当压缩空气通到井管下部时，井管中为气水混合物，密度小于1，而井管外为泥水混合物，密度大于1，这样管内外就产生了压力差，井管外的泥水混合物，在压力差的作用下流进管内，于是井管内就变成了气、水、土三相混合物，其密度随掺气量的增加而降低，三相混合物不断被带出井外，滤料中的泥土成分越来越少，直至清洗干净。当井管内泥砂多时，可采用“憋气沸腾”的方法，即

20、采取反复关闭、开启管上的气水土混合物的阀门，破坏井壁泥皮。在洗井开始30min左右及以后每60min左右，关闭一次管上的阀门，憋气23min，使井中水沸腾来破坏泥皮和泥砂与滤料的粘结力，直至井管内排出水由浑变清，达到正常出水量为止。洗井应在下完井管，填好滤料，封口后8h内进行，一气呵成，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化，难以破坏，影响渗水效果。9 安装抽水控制线路：潜水泵在安装前，应对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查。检验电动机的旋转方向，各部位螺栓是否拧紧，润滑油是否加足，电缆接头的封口有无松动，电缆线有无破坏折断等情况，然后在地面上转35min，如无问题，始可放入井中使用。深井内安设潜

21、水电泵，可用绳索吊入滤水层部位，带吸水钢管的应用吊车放入，上部应与井管口固定。设置深井泵的电动机座应安设平稳，转向严禁逆转（宜有逆止阀），防止转动轴解体。潜水电动机、电缆及接头应有可靠的绝缘，每台泵应配置一个控制开关。主电源线路沿深井排水管路设置。安装完毕应进行试抽水，满足要求后始转入正常工作。潜水泵安装智能控制开关，设置水位控制标高，水位达到控制高度后，启动自动抽水及停止装置系统，确保智能抽水。10 排水管布置基坑东西两侧在地面预埋250mmPPR排水主管道，埋深大于50cm ,坡度 0.4%。基坑内安装250mmPPR排水管，将降水井的水抽至排水管引至集水井内，再抽往排水主管道排至市政雨水

22、管。见附图2。 降水井排水方法：第一种方法在土方开挖阶段时，采取基坑内挖多个临时集水坑的方法，将降水井的井水抽排至集水坑，再抽至地面排水管引至市政雨水管。：第二种方法在土方开挖完成后，基坑内周边砌筑排水沟（300*300mm），将降水井的井水抽排至排水沟内，再抽至地面排水管引至市政雨水管。11 封井：在基础混凝土垫层施工前加工防水钢套管。钢套管采用热轧无缝钢管制作，套管高度不小于混凝土底板与垫层厚度之和。在套管外侧焊接止水外环，套管内侧采用型号相符的管法兰焊接止水内环，并将螺栓焊接在管法兰上，螺栓丝头朝上。在施工基础混凝土垫层时，将防水钢套管预埋于混凝土垫层中，将降水泵穿过防水钢套管进行降水。

23、 当可以停止降水时，取出降水泵，对降水井底部采用级配砂石进行回填，上部采用干水泥回填至钢套管止水内环处。对钢套管止水内环采用法兰盖加橡胶密封垫进行封堵，钢套管上层浇筑防水混凝土。封井采取在井管内先注浆后灌混凝土的封堵方法，基本操作顺序及有关技术要求如下：（1）当本基坑外的基坑挖至设计标高后，在基坑底开挖面以下10cm处，在井管外焊一止水板，止水板外圈直径500mm。（2）降水运行结束，封井前先预搅拌1.50m3左右的水泥浆，水灰比0.5。（3）井管内下入注浆管，注浆管的底端进入到离井底2.00m左右。在注浆管的下部设置一个压板，与注浆管连接并由注浆管送入井内。（4）正式注浆前井管口用铁板封死，

24、然后开始注浆，注浆的目的是尽可能将水泥浆通过滤水管注入含水层中。（5）注浆完毕，水泥浆达到初凝的时间后，抽出井管内残留的水。并及时观测井管内的水位深度或标高。观测24小时后，井管内的水位无明显的升高，说明注浆的效果较好。（6）当判定已达到注浆的效果后，打开管口的铁板；然后向井管内灌入混凝土，混凝土的灌入高度，与基坑底板混凝土面一样高。混凝土灌注结束，及时观测井管内水位的变化情况，以判断封堵的实际效果。（7）待井管内混凝土的龄期能符合要求，确定封堵的实际效果满足要求后，即可割去所有外露的井管。（8）井管割去后，在管口要用铁板封焊，管口低于基底混凝土面以下10cm左右。管口焊封后，用水泥砂浆将孔洞

25、填入抹平，封井工作完毕。（9）井管止水处理，在浇灌垫层前，首先将垫层以上降水砼管外壁清除，内插273*6钢管，其顶标高高出底板顶面400左右，其下端与降水井搭接长度0.50m，钢管缠绕麻丝，并用水泥封死；在底板中用两个半圆钢环焊在钢管外侧，形成止水翼环（厚6，内径273，外径573）焊缝要饱满，不得有缝隙，止水翼环共两道，上道位于底板顶面下200mm，下道位于底板底面100mm，上道止水翼环与下道止水翼环间距不小于300mm。（10）降水井封井时间与方法：封井具体时间由结构设计人员确定后进行封井，封井时于底板顶面下100mm处将钢管切断，底板顶4.0m以下用粗砂砾石回灌，然后用高标号素砼浇到底

26、板顶面下100mm处，加焊钢顶板（厚6，直径261），焊缝要饱满，不得有缝隙，最后用微膨胀砼浇平，砼等级比底板砼高一个等级。7 质量要求和质量保证措施7.1 降水井质量要求1 井管必须直立于井中心，上端应保持水平2 井的顶角偏斜不得超过度，以保证泵组上下井道通畅。3 无砂滤水管接口要用塑料布封堵。4 每打完一口井要用量井器测井深，以保证井深偏差20厘米。5 成孔孔径700毫米，偏差10厘米。6 吊放井管，检查管内外是否有杂物、粘土，以防影响透水性。7 洗井后的泥沙量控制在10以内。8 作好成井工序交接检记录。7.2 降水过程控制1 在正式降水前应作抽水试验，以验证方案的可行性，根据抽水试验结果

27、选择泵的扬程流量，基坑开挖前至停止抽水时止，每天对地下水位进行观测记录，调整抽水速度及抽水量。2 在基坑开挖过程中，应随时观测基坑侧壁、基坑底的渗水现象，并查明原因，及时采取施工措施，在土方开挖及做护壁过程中，对通向基坑的废旧管沟进行有效封堵，并检查基坑外管网有无渗漏。3 在抽水维护期间，根据单井出水量确定开、关水泵的时间间隔，委派专业人员24小时轮流值班，保证水泵正常运转及井内水位。现场准备多台备用水泵及零配件，以便及时更换或维修，注意保护井口，防止杂物掉入井内。4 发现基坑出水、涌砂，应立即查明原因，组织处理。5 降水开始时间为：基坑土方开挖前不少于10天。6 降水时间持续：上部结构的自重

28、大于地下水产生的浮力后方可停止降水。7.3 降水工程质量保证措施1 降水管理1）根据水位观测情况，控制降水井排水时间和时间间隔，控制真空泵抽水吸力度，应保证系统有足够的真空度。2）安排三班人员日夜值班，进行排水降水控制操作、水位观测和数据记录。3）在基坑开挖过程中，须密切注意真空效果，做好密封工作。4）若因地下围护结构大量渗漏而引起坑外水位下降超过规定值时，应控制抽水力度或停抽。5）暴露的降水井管四周要及时回填粘土封密2 施工技术措施1）根据基坑围护图、地质资料和对基坑降水的设计要求，作好施工组织设计，并按施工组织设计要求认真准备。2）对施工人员进行技术培训工作，充分了解关键部位的施工要求，精

29、心施工，保证真空泵的抽吸作用和水泵的降水作用。3）做好机井特殊结构的图样设计和工艺设计。4）精心选用和确定施工用的各种材料和设备。3 生产设备准备1）作好施工用的材料、设备和劳动力进场计划。2）降水作业队应提前作好钢材、黄砂、水表、真空表、水泵、真空泵管路、管道阀门等材料采购及单井制造工作。成井所用的构件、机械设备、材料必须隔天到场。4 质量措施1）根据降水要求，严格按施工组织设计提出的施工方法进行施工，施工人员应对工人作好技术交底工作，施工过程中必须落实各项技术措施；钻孔时应根据水文地质条件和土层物理力学性质，合理选择钻井设备，正确制备泥浆，控制好孔内冲洗液面的高度和钻井进度，以防塌孔。2）认真作好降水记录；坑外水位发生变化，应及时调整降水作业；3）第一层支撑撑好后，降水井与支撑之间应有效固定，起依附作用，便于安全操作；挖土施工中，注意保护电缆和管路不受破坏；4）挖土施工中，严防施工机械碰撞降水井。井管应具有足够的抗压、抗拉、抗弯强度，以保证井管能承收井壁地层和滤料的侧向压力及井管的全部重量。5）井管应无缺损、裂缝、弯曲等缺陷。两端面应与管线垂直，保证连接垂直。6）下管时，井管要正中垂直、连接牢靠，严禁井管强行插入沉淀的孔底，漏水管的强度应符合要求，缠绕滤网应严实，以