省博物馆站降水施工方案.docx

1、省博物馆站降水施工方案昆明市轨道交通三号线东标段二工区省博物馆站基坑降水施工方案编制： 复核： 审核： 批准： 中国铁建昆明轨道交通三号线工程指挥部二一二年二月1 工程概况1.1 工程简介省博物馆站是昆明市轨道交通3号线工程的中间站，同时也是5号线的换乘站，位于东风西路与五一交叉路口以东道路下方，车站站位沿东风西路呈东西向布置，为地下三层岛式站台车站。车站有效站台中心里程为YCK14+635.000，包括车站设计起点里程YCK14+561.025 至车站设计终点里程YCK14+711.025范围内的主体部分和附属部分。主体结构外包长度150m，标准段宽23.3m，扩大段宽度为35.80m。车站

2、设置4个出入口与2组风亭。车站附属建筑面积为2610，主体建筑面积为14455，总建筑面积17065 。车站主体采用明挖顺筑法施工，基坑深度约27m，基坑安全等级为一级。基坑围护结构采用地下连续墙+内支撑支护体系，安全等级为一级。地下连续墙厚度为1000mm，第一道支撑为600800mm截面混凝土支撑，第二第六道支撑及倒撑采用609mm，壁厚为16mm的钢支撑。1.2 周边环境车站西南面紧邻省博物馆，北靠省公安厅、景星街、景星花鸟市场，东为中银大厦，其余周边还有顺城双塔、五华大厦、京王酒店、鸿雁情婚纱店、中华小学、红旗小学、景星公园和多栋居民住宅等各类建筑景点分布，是昆明市中心区主要繁华地段之

3、一。车站范围内地下管线密集，车站范围内路面以下埋设有各种市政管线，包括给水、污水、雨水、煤气、电力、通信、交通信号等管线，车站施工前需对其进行改迁或拆除。2 编制依据与原则2.1 编制依据1、昆明轨道交通三号线省博物馆站招标文件；2、昆明轨道交通三号线省博物馆站围护结构设计图；3、昆明轨道交通三号线省博物馆站地质勘查报告及现场补勘取得的现场情况；4、地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）；5、地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范（GB50307-1999）；6、建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）；7、建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）；8、供水水文地质勘察规

4、范（GB50027-2001）；9、建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T111-98）；10、施工现场临时用电安全技术规程（JGJ46-2005）；11、建筑机械使用安全技术规程（JGJ33-2001）；12、建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300-2001）；13、建筑施工手册（第四版），中国建筑工业出版社。2.2 编制原则1、科学设计、突出重点，以确定基坑安全为前提；2、确保安全、质量、文明施工和环境保护等各项目标的实现；3、在认真领会设计文件的基础上，结合场地现况，确保各项施工方案科学合理，尽可能的降低成本。3 工程地质和水文地质条件3.1 地形、地貌本工程位于云南省昆明市主城区

5、，自西向东横跨昆明断陷湖积盆地中部，昆明盆地位于金沙江、南盘江、红河三流域的分水岭地带，是在中新世末期南准平面形成后，沿普渡河断裂带发生断陷而形成的新生代盆地，呈南北向狭长腰子形，南北长70余千米，东西宽15-25千米，面积约1500平方千米，其中西南部还保存着306多平方千米的滇池水面，海拔1886米。本工程场地位于昆明湖积平原中部盘龙江极地东侧，地势平坦开阔，地势较低，海拔高程在1900m左右，自然横坡1，由东向西微倾斜。3.2 工程地质依据勘察报告提供资料显示，场区内分布新生代第四系全新统和上更新统覆盖层，覆盖土层厚度超过25m，下伏为寒武系中统陡坡寺组泥页岩和砂岩。场地地层层数较多，岩

6、性较为复杂，上覆（Q4ml）的人工填土，（Q4al+pl）的粘土、粉质粘土、淤泥质粘土、淤泥、圆砾、砾砂、粉土，（Q3al+l）泥炭质土、粘土、粉质粘土、粉土、粉砂、砾砂、圆砾，（2d）的砂岩夹泥岩、白云岩、泥页岩、粉砂质泥岩。地质剖面图见附图一所示。场地内不良地质为砂土液化、活动断裂。特殊岩土为人工填土和软土。本场地土类型为中软土，建筑场地类别为类。场地在普渡河中强地震带内，为建筑抗震不利地段。3.3 水文地质省博物馆站位置附近分布的玉带河，河流大多被路面填盖，成为相应道路下的暗河和下水道。该河沿东风西路从西向东方向的机动快车道路面下流过，位于省博物馆站地下站点右上方，并与线路方向平行。该河

7、有一定水量，对车站基础和基坑也有不利影响。沿线地下水主要有上层滞水、孔隙潜水两类。上层滞水赋存于全线结构松散的人工填土层中，含水量小，其动态受季节控制，主要接受大气降水渗入补给，对工程影响小。孔隙潜水主要赋存于第四系冲洪积相、冲湖积相的粉土、粉砂、砾砂、圆砾等个含水层中，在工程影响深度范围内多层分布，一般具有承压性。距含水层埋深浅，含水层层数多，层间透水性一般，补给条件较差等特点，总体富水性中等。从上至下对车站基坑开挖影响较大的各含水层为：圆砾：该层揭示顶板深度为4.5013.00m，揭示厚度2.0011.20m，平均厚度4.06m，在区内广泛分布。粉土：该层揭示顶板深度为3.66.4m，揭示

8、厚度为0.804.00m，平均厚度1.81m。局部粘粒含量较高，呈透镜体状分布。砾砂：该层揭示顶板深度10.40m，厚度为3.60m，呈透镜状分布。粉砂：局部夹中、粗砂，揭示顶板深度8.8046.70m，厚度为0.508.30m，平均厚度2.30m，在区内广泛分布。粉土：该层揭示顶板深度11.0047.30m，厚度为0.508.30m，平均厚度1.95m，在区内广泛分布。这些含水层在场区内分布广泛，对工程影响较大。场地所处区域混合地下水位长期观测稳定，埋深雨季一般在地表下0.72m，旱季一般为0.93.5m，水位年变幅一般为11.5m，场地地下水受盘龙江和玉带河水位控制，形成互通补给关系，渗透

9、系数较大。本场地地下水位埋深为地面下1.04.0m，地下水位标高为1887.631890.15m。地下水腐蚀性评价：根据岩土工程勘察报告，场区地下水对混凝土结构无腐蚀性、钢筋混凝土结构中钢筋为微腐蚀。环境土对混凝土及钢结构腐蚀性评价：根据岩土工程勘察报告，场区环境土对混凝土、钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性，对钢结构有中腐蚀性。4 降水目的及要求4.1 降水目的根据本工程基坑开挖及基础底板结构施工要求，本方案设计降水目的为：（1）疏干开挖范围内土体中的地下水，保证挖掘机和工人在基坑内干作业施工；（2）降低基坑内土体含水量，提高土体强度；（3）减少坑底隆起和围护结构的变形量，防止基坑底部突涌等不

10、良地下水作用发生，确保基坑底板稳定性，以及基坑周围建筑物、道路及地下设施安全。4.2 降水要求1、降低基坑范围内地下水位至基坑开挖面以下1.0m，最终降至基坑底以下1.0m；2、降低基坑开挖影响范围内承压水水位至安全水位以下。5 降水方案设计5.1 基坑抗突涌稳定性验算1、地下水风险分析根据场地工程地质条件与水文地质条件分析，本工程施工存在的地下水风险有如下几点：（1）基坑开挖深度范围内土层主要为杂填土、粉质粘土、粘土、圆砾、砾砂、粉土、粉砂。其中圆砾、粉土、粉砂厚度较大，储水量高，影响基坑的干开挖施工；粉土、粉砂层土层含水量高，在动水压力作用下容易引发流水、流砂作用，影响基坑稳定。（2）基坑

11、开挖面下部分布有粉土、粉砂等富水性较好的地层，且各层交错分布，相互联通，含水层厚度较大，且存在弱承压性。根据工程实际情况，基坑围护结构已隔断基坑内外潜水的水力联系，但随着基坑开挖深度的不断加大，上覆土层对含水层的压力逐渐减小，基坑存在突涌的可能性。2、基坑底板抗突涌稳定性验算基坑底板抗突涌稳定性条件：基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于安全系数下承压水的顶托力。即：hs FswH式中：h 基坑底至承压含水层顶板间距离（m）；s 基坑底至承压含水层顶板间的土的重度（kN/m3）；H 承压水头高度至承压含水层顶板的距离；w 水的重度（kN/m3），取10kN/m3；Fs 安全系数，一般为1.0

12、1.2，本工程取1.10。由于本基坑的围护结构较深，并且入岩8-10m，已经断开开挖范围内地下含水层基坑内外的水力联系，不考虑基坑外承压水对底板产生突涌的影响。基坑内基坑底至承压含水层顶板间存在粘土、粉质粘土，由于土层分布不均匀，基坑底至承压含水层顶板间距离取为2.8 m，基坑底上覆土层土的重度取18.7 kN/m3；基坑底承压水层粉土，平均厚度1.95m，粉砂平均厚度2.30m。结合上述公式得知：2.818.7=52.36（1.95+2.30）101.1=46.75KPa，基坑是安全的，不考虑突涌现象。由于土层分布不均匀，随着基坑的开挖，基坑与承压含水层顶板间距离减小，相应地承压含水层上部土

13、压力也随之减小，基坑范围内含水层水位应随基坑开挖降至基坑开挖面以下1.0m，最终保证水位降至基坑底以下1.0m，保障基坑安全，保证基坑干挖顺利进行。5.2 疏干井设计为确保基坑顺利开挖，需降低基坑开挖深度范围内的土体含水量，本工程需要疏干基坑范围内开挖底面以上土层中的地下水。1、基坑疏干总涌水量计算根据工程实际情况，基坑围护结构已隔断基坑内外潜水的水力联系，基坑开挖深度范围内总涌水量可按下列公式计算：式中：W应抽出的水体积（m3） V含水层体积（m3），V= AM； A基坑面积（m2）； M疏干含水层厚度（m）； 含水层给水度。根据本工程勘察资料，结合土层的性质与上述公式计算本工程基坑各土层涌

14、水量，如表5.2-1所示。基坑总涌水量计算成果表 表5.2-1地层平均层厚（m）给水度（经验值）基坑面积（m2）每层总涌水量（m3）杂填土1.39（水位以下）0.01455063.25粉质粘土1.490.024550135.59粘土2.150.024550195.65淤泥4.100.032000（预估）246.0圆砾4.060.1045501847.3砾砂3.600.1045501638粉土1.810.064550494.13粘土1.900.024550172.9粘土3.150.022000（预估）126.0粉质粘土2.340.024550212.94粉土1.950.064550532.35粉

15、砂2.300.064550627.9基坑疏干性总涌水量（m3）6292.012、疏干井井数计算基坑开挖前30d进行基坑内疏干降水。考虑到井群影响和施工实际情况等因素，工期扩大了3倍，303=10d。日抽水量：6292.0110=676.631m。根据在昆明地铁施工中降水经验，取单井涌水量q=65 m/d。所需井数量：629.2016510口。所以，共设置10口井进行基坑内疏干降水，井号为J1J10。3、疏干井的布设本工程基坑内降水在考虑上部的疏干降水同时，还需考虑下部粉土、粉砂层含水层的降水减压作用，因下部部分区域泥岩埋深较浅，泥岩含水量较小，可不考虑对该层的降水作用。综合考虑各个地层的降水要

16、求及地层分布情况，本基坑疏干降水井的深度设计为3235m。其中井J1、井J2、井J3、井J8、井J9深度为33m，井J4J7深度为32m，井J10深度为35m。疏干井具体井位详见附图二所示。4、疏干井结构设计及要求为满足降水要求，地面以下4.0m5.0m至沉淀管上端口采用通长设置滤水管的设计方案，主要设计参数如下：终孔直径：井径600mm；井口：高出地面0.30.5m，为防止污水进入井内，井壁外围一般采用优质粘性土填实封闭，其深度不小于2.0m；井管：采用焊接钢管，直径273mm；过滤器（滤水管）：采用圆孔滤水管，直径273mm，所有滤水管外均包一层80目的尼龙网，尼龙网搭接部分约为20%50

17、%；尼龙网包好用铁丝捆绑牢实； 滤料：从沉淀管底至顶部过滤器以上2.03.0m围填中粗砂；沉淀管：与滤水管同径，滤水管底部搭接1.0m沉淀管，防止井内沉砂堵塞而影响进水，沉淀管底口用铁板封死。疏干井结构设计、过滤器的安装部位如图5.2-1所示。图5.2-1 疏干井结构图5.3地下水位监测井（孔）为保证基坑开挖期间信息施工，基坑内以疏干井作为降水水位观测井，基坑外在靠近围护结构周边，基坑四角点、短边中点共设置10处地下水位监测点。基坑外地下水位监测孔井管采用水位管。地下水位监测孔应与疏干井同时施工，基坑降水抽水试验前应施工完毕，并测得原始监控数据。6 成井施工工艺及技术要求6.1 成井施工工艺采

18、用冲击成孔、泥浆循环钻进、机械吊装下管成井施工工艺。成井施工工艺流程如图6.1-1所示。图6.1-1 成井施工工艺流程图6.2 施工准备1、测放井位根据疏干井布置图的井位测放井位，井位测放完毕后应做好井位标记，方便后期施工。若布设井位无法正常施工，应及时沟通、处理，必要时适当调整井位。2、埋设护口管埋设护口管时，护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土或草辫子封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面0.1m0.3m。3、安装钻机安装钻机时，为了保证孔的垂直度，机台应安装稳固水平，立好钻架，对准孔中心，拉好缆风绳，开始钻进，钻具选用重型冲击钻头和捞渣筒配合使用。6.3 成井施工施工机械设

19、备选用CZ-6型工程钻机及其配套设备。成孔时利用冲击锤往下反复冲击产生的冲击能量将岩土（石）击碎，利用泥浆的悬浮功能将钻渣悬浮，然后利用抽渣筒取出钻渣，直至成孔完成。1、钻进成孔开钻时用钻头以小冲程反复冲击造浆。护筒底脚以下12m范围内，采取小冲程、高频率反复冲砸成孔，调整泥浆比重确保孔壁稳定。钻进冲程根据地质情况及岩石强度的变化分别确定。防止发生斜孔。钻进时还要注意均匀地松放钢丝绳长度，严禁“打空锤”现象的发生，确保钻机、钻架和钢丝绳不受损害。2、掏渣破碎的钻渣，经泥浆悬浮后，用捞渣筒清除出孔外；一般每冲击钻进2米左右，换捞渣筒清除孔底泥渣一次。3、下井管井管进场后，应检查过滤器的缝隙是否符

20、合设计要求。首先必须测量孔深，并对井管滤水管逐根丈量、记录。封堵沉淀管底部，为保证沉淀管底部封堵牢靠，下部封堵铁板不小于6mm。其次要检查井管焊接，井管焊接接头处应采用套接型，套接接箍长20mm，套入上下井管各10mm；套管接箍与井管焊接焊牢、焊缝均匀，无砂眼，焊缝堆高不小于6mm。检查完毕后开始下井管，下管时为保证滤水管居中，在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器（找正器），扶正器采用梯形铁环，上下部扶正器铁环应1/2错开，不在同一直线上。4、围填滤料填滤料前在井管内下入钻杆至离孔底0.30m0.50m，井管上口应加闷头密封后，从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步调浆使孔内的泥浆从滤

21、水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆，使孔内的泥浆密度逐步调到1.05，然后开小泵量按井的构造设计要求填入滤料，并随填随测滤料的高度，直至滤料下至预定位置。填滤料时，根据孔口返水情况调整泵量。填滤料过程中要跟踪滤料上返高度。6.4 洗井措施成井结束后，接上空压机进行空压机洗井，吹出管底沉淤,直到水清不含砂为止。空压机洗井原理如图6.4-1所示。图6.4-1 空压机洗井原理示意图6.5 质量控制要求本工程降水施工过程中质量控制要求，见表6.5-1。降水施工质量控制要求表 表6.5-1序号检查项目技术要求检查数量1成孔直径(mm)井管外径280mm全数2井身偏差应圆正，上口保持水平，井身顶角倾斜

22、度不得超过1，井管与井深的尺寸偏差不得超过全长的2/1000全数3井管间距（m）偏差0.50m50%井数4滤料规格d50=（612）*d50全数5滤料围填按疏干井结构图围填，滤料体积95%全数6孔口段粘土封填采用粘性土，不得使用粉性土，厚度1.5m50%井数7出水含砂量抽水稳定后，出水含砂量不得超过1/200008井内水位抽水稳定后，井内的水位应处于安全水位至下全数7 抽水试验7.1 抽水试验的目的及内容在正式降水方案实施之前需要进行实际抽水试验，其主要目的及内容为：1、测定含水层的初始水位；2、确定试验井的单井出水量，了解地层的富水性。7.2 抽水试验工程量布置根据抽水试验要求，结合场地情况

23、与周边环境，对本次抽水试验工作量进行如下布置：1、试验井：选取降水井J1J4进行抽水试验；2、排水系统：为了便于试验的顺利进行，应在试验场地周边设置合理的排水系统，以确保抽水试验的顺利进行。7.3 抽水试验设备根据抽水试验内容，确定本次抽水试验的试验设备需要如下：1、抽水设备：深井水泵4台2、测绳：4套3、流量表：4个7.4 抽水试验设计抽水观测时间按开泵后规定的时间间隔进行，水位观测时间间隔为：1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、90、120，以后每隔30min观测一次，至480后每60min观测一次，至1200后每2h观测一次，直至抽水试验停止。停止后观

24、测恢复水位，时间间隔同抽水试验。抽水时同时进行水量观测，观测时间间隔为30min，采用流量表读数，精度应读到0.1m3。若发现水量过小而水位降低缓慢，可考虑改用流量较大的水泵，流量观测次数与地下水位观测同步。在整个抽水试验的过程中，抽水井的出水量应保持常量，若前后两次、观测的流量变化超过5%时，应及时调整。根据实际出水量为施工阶段的井结构、数量进行合理调整。根据基坑降水设计方案布井平面位置，拟采取如下试验方式：抽水试验过程一览表 表5-1试验方式抽水井号观测井号试验目的试验周期单井抽水试验J1J2、J3确定单井抽水量、了解地层水位变化情况1d抽观结合群井抽水试验J1、J2、J4J3检验降水效果

25、2d抽观结合水位恢复试验J2了解水位恢复速率1d观测8 降水运营管理8.1 降水运行工况疏干降水应在基坑开挖前一个月（30d）左右开始运行，含水层的水位应降至当前开挖面以下1m，以保证开挖范围内土方的干开挖，最终降至基坑底以下1.0m。降水过程做到按需降水，水泵深度控制在坑底以下4m左右，通过控制动水位控制地下水水位。一般情况下，降水井应基本保持24小时连续抽水。出现降水异常时，应根据需要进行调整。对渗透系数差异较大的土层，施工期间密切观察流沙、流土或管涌等不良现象，发现问题及时处理。8.2 降水运行保证措施降水成功与否直接关系到基坑土方开挖作业的安全，所以在施工过程中要保障降水正常运行。1、

26、用电保障对于工程降水，尤其是有减压降水措施的工程降水，在正常的降水运行过程中，必须有合理的用电保障以满足降水运行的需求。通常要求施工现场应有两路供电系统，在原有工业用电供电系统上，采取1台150KW的发电机作为第二路供电系统应急备用电源，保证停电10分钟内能确保降水井正常运转，避免影响降水效果甚至危害基坑安全。2、排水设施工程降水抽取地下水，减少基坑开挖范围内土体中含水量或降低承压含水层承压水压力，这就要求施工现场必须有相适应的排水设施以满足工程降水排水的需求，确保降水运行排水的顺畅，保障降水效果。对于施工现场的排水设施，应根据工程实际情况进行设计排水系统，但一般应满足以下要求：（1）排水设施

27、应满足工程降水最大出水量的需求，并保障排水的顺畅；（2）应尽量缩短降水井与排水设施之间的距离，减少降水井排水的沿程水头损失，降低抽水设备的扬程消耗。8.3 降水运行管理措施（1）基坑开挖前要进行降水试验，提前降水以固结开挖土体，将试运行结果进行记录并备案。根据试运行结果，对于无法满足降水要求的进行相应整改。（2）疏干降水应在基坑开挖前一个月左右开始运行，并在基坑施工全过程中，采取不间断的降水措施（配备独立的电源及应急电源），保证开挖范围内土方的干开挖，含水层的水位应降至当前开挖面以下1m，最终水位降至基坑面以下1m。（3）基坑开挖轮廓线外侧0.5m左右设截水沟，并通向集水坑、沉淀池，经沉淀后排

28、放至市政排水系统。降水运行前，降水井应合理布设排水管道并便于接入施工现场排水设施。（4）基坑开挖过程中，应做好基坑内的排水工作，如在雨季施工必须准备足够的抽水设备，基坑内设集水坑、排水沟及时将降水排出基坑，不得有积水浸泡基底土层，并防止土层滑坡。（5）所有抽水井应在供电电箱插座、抽水泵电缆插头及排水管上做好对应的标识，并在每次发生变动时进行相应的标识变更，便于抽水运行管理。供电电箱应定期进行检查并有检查记录。（6）降水正式运行前降水工人应熟悉水泵开启、电路切换，以确保降水连续进行。（7）正式降水前必须进行试运行，进一步检验供电系统、抽水设备、排水系统及应急预案能否满足降水要求。（8）降水前各降

29、水井均应测量其井口标高、静止水位并进行相关记录；抽水过程中各应做好抽水井流量及观测水位观测数据记录；抽水井应均安装流量表进行流量测量。（9）疏干井抽水时，若抽水井内水抽干后，在510分钟应立即停泵，防止电机烧坏；在停泵30分钟左右再开启抽水泵进行抽水；对于出水量较大的井每天抽水的次数相应增多。（10）抽水期间，出现疏干降水井正常运行但长期疏干达不到预期效果，应注意检查基坑围护结构渗漏情况。（11）施工过程中，应加强对基坑外水位观测和基坑周围地面建筑和地下管线的监控量测，如周围建筑地基不均匀沉降和地下管线变形超过警戒值，应立即采取回灌措施。（12）降水一般在主体结构施工完成，回填覆盖后停止。降水

30、停止并提泵后应及时将井封闭，补好盖板。8.4 降水井保护（1）坑内降水井位尽可能靠近支撑边，沿支撑的垂直向离支撑约80cm100cm；井管口设置醒目标志；（2）坑内降水井采取搭设辅助工作平台进行后期的运营管理与保护；（3）坑内降水井随着基坑开挖深度的不断加深，井管的暴露长度不断加大，其井管应沿纵向与每道支撑及时焊接钢筋进行加固；（4）加强井管焊接质量的检查。按照设计要求严格控制焊接质量。焊缝要均匀，无砂眼，焊缝堆高不小于6mm。确保后期基坑开挖焊缝不漏水；（5）所有降水井应设置醒目的标记，贴好夜间施工反光带，加强人工值班保护。8.5 工程排水措施工程降水抽取地下水，减少基坑开挖范围内土体中含水量，这就要求施工现场必须有合适的排水设施以满足工程降水的需求，确保降水运行排水的顺畅，保障降水效果。对于施工现场